Буферлік жүйелердің адам ағзасы үшін маңызы

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Жоспар

І. Кіріспе

ІІ. Негізгі бөлім

А) Буферлік жүйелер

В) Буферлік әсер

С) Буферлік сиымдылық

Д) Адам қанының буферлік жүйесі

ІІІ. Қорытынды

ІV. Пайдаланылған әдебиеттер

Буферлік жүйелердің адам ағзасы үшін маңызы жоғары. Адам қаны буферлік жүйелерге жатады. Адам ағзасында әсіресе, бүйректің бөліп шығару және өкпенің тыныс алу қызметтері үшін буферлік жүйелердің маңызы жоғары. Адам ағзасындағы сұйықтықтар (қан, ұлпа сұйықтығы, лимфа т. б. ) қасиетінің бірі - олардағы сутегі иондарының тұрақты кон-центрациясын көрсетуі. Ағза сұйықтығының қышқылдылығының тұрақты болуының маңызы зор.

Буферлі жүйелер деп қышқылдың немесе сілтінің аз мөлшерін қосқанда, сонымен қатар сұйылтқанда, сутек иондарының концентрациясы, яғни рН өзгермейтін ерітінділерді айтады.

Адам ағзасындағы рН деңгейін сақтап туру буферлі жүйелердің көмегімен жүзеге асырылады.

Буферлі ерітінділер әдетте әлсіз қышқыл мен кушті негіз тұзының қоспасында (CH ₃ CООH+CH ₃ COONa ₄ ацетатты буферлі қоспа) немесе әлсіз негіз бен оның күшті қышқыл тұзының қоспасынан (NH4OH+NH4CI аммиакты буферлі қоспа) тұрады. Сонымен бірге, әлсіз қышқылдардың қышқыл және орта тұздарының (NaHCО ₃ +Na ₂ C03 карбонатты буферлі қоспа) немесе екі кышқыл түздарының қоспасы (NaН ₂ РО ₄ +NaHPО ₄ фосфатты буферлі коспа) буферлік қасиет көрсетеді.

Буферлі ерітіндіге қышқыл не сілті косқанда, не болмаса оларды сұйылтқанда рН өзгермей түрақты болуын буферлік әсер деп атайды.

Әлсіз қышқыл мен оның сілтілік тұзынаң тұратын буферлі ерітіндіге (CH ₃ COOH+CH ₃ COONa) күшті қышқыл қосқандағы оның буферлік әсерін былай түсіндіреді: Күшті кышқыддың Н ⁺ иондары тұздың аниондарымен байланысып, әлсіз қышқылдың диссоциацияланбайтын молекулаларын түзеді. Мысалы:

CH ₃ COONa+HCl ↔︎ CH ₃ COOH+NaCl

ал күшті негіз қосқанда ОН иондары Н ⁺ қосылып Н ₂ О молеқулаларын түзеді:

СНзСООН+NaOH ↔︎ CH ₃ COONa+H ₂ 0

Әлсіз негіз бен оның тұзынан тұратын ерітіндінің

NH ₄ OH+NH ₄ CI буферлік әсерін былай түсіндіреді:

Күшті қышқыл қосқанда

NH ₄ 0H + HC1 → NH ₄ Cl + H ₂ 0

Күшті негіз қосқанда

NH ₄ CI+NaOH→NH ₄ OH+NaCl

Буферлі ерітінділердің белгілі шамада рН-ты ұстау қасиеті де міне осында жатыр.

Буферлік әсерді су, ондағы еріген қышқыл (негіз) және тұз арасындағы тендікті сақталуымен түсіндіреді. Ерітіндіге әлсіз қышқылдың тұзын қоссақ, ол қышқылдың диссоциациясын тежейді, ал егер әлсіз қышқыл (ерітіндіде) қоссақ, тұздың гидролизденуін тежейді. Мысал ретінде әлсіз қышкыл мен оның тұзынан тұратын буферлі қоспаны қарастырайық. Әлсіз қышқыл ерітіндіде былай диссоциацияланады:

НАп ↔︎ Н ⁺ + Ап ^-

Әрекеттесуші массалар заңы бойынша әлсіз қышқылдың электролиттік диссоциация тұрақтысын былай жазады:

Мұндағы [НАп] - диссоциацияға ұшырамаған қышқыл молекулаларының тепе-теңдік концентрациясы [НАп] =С _НАп ; ал [А ^- ] - тұз және қышқыл диссоциацияланғанда түзілетін аниондардың тепе-тендік концентрациясы, шартты түрде [А ^- ] ꞊ С _түз десек, онда жоғарыдағы тендеуге

тепе-теңдік концентрация мәндерін қойып, оны логарифмдесе, жалпы түрде мынаған келеді:

Негіздік буферлі жүйелердің рН былай есептеледі:

Бұл теңдеулерден байқайтынымыз, берілген құрамдағы буферлік ерітіндінің рН қышқыл және түз, немесе негіз және түз концентрацияларының қатынасымен анықталады, сондықтан оларды сұйылтқанда ерітінді рН өзгермейді. Себебі ерітінді көлемі өзгергенде әр құрамдастың (компоненттің) концентрациясы бірдей өзгереді.

Буферлік әсердің сақталу шегін буферлік сиымдылықпен береді. Ол біртіндеп күшті қышқыл не негіз қосқанда буферлі ерітіндінің өзінің рН-ын тұрақты етіп сақтап қалу қасиетін анықтайды.

Буферлік сиымдылық деп 1л буферлі ерітіндінің рН ын бір бірлікке өзгерту үшін оған қосуға қажетті күшті қышқылдың (НСІ) не күшті негіздің (NaOH) эквивалентті концентрациясын айтады. Буферлік сиымдылықты В мына тендеумен есептейді:

С-күшті қышқылдың не негіздің эквивалентінің мольдік массасының саны (концентрациясы) . Буферлі сиымдылық буферлі ерітінділер компоненттерінің табиғатына және жалпы концентрацияларына, олардың концентрацияларының қатынастарына тәуелді. Буферлі ерітінді компоненттерінің концентрациялары неғұрлым жоғары және компонент концентрацияларының қатынастары 1 санына жақындаса, буферлік сиымдылық соғұрлым жоғары болады.

Буферлік сыйымдылық біренеше факторларға тәуелді:

1. Қышқылдық-негіздік компонент саны неғұрлым көп болған сайын бұның буферлік сиымдылығы жоғары болады.

2. Буферлік сиымдылық буферлі ертінділердің компонент концентрациясының әрекеттесуіне тәуелді яғни буферлі ертіндінің рН тәуелді. Буферлі сиымдылық компонент концентрациясы артқан сайын жоғарылайды.

Буферлі ерітінділердің буферлік қасиеттер көрсететін аймағы рН=рК±1 арасында орналасады.

Бұл қатынастар үшін:

және рН = рК - lg (10/1) рК-1 тең болады.

Демек берілген қышқыл және түз (немесе негіз және тұз) жұбынан рН мәні рК±1 аралығындағы буферлі ерітінділерді дайындауға болады.

Егер С _қыш =С _тұз болса, онда рН=рК. Мысалы: рКсн ₃ соон=4, 75, бұл буфердің буферлік әсері 3, 75 - 5, 75 аралығында орналаспақ.

Буферлі жүйелер сапалық және сандық талдауда ерітіндінің рН-ын бірқалыпты сақтау үшін кең пайдаланылады. Мысалы, Ва ²⁺ катионын Sr ²⁺ мен Са ²⁺ -ден калий дихроматымен бөлген кезде ацетатты буферді қолданады.

Көптеген органикалық реагенттермен жүретін, түсі әртүрлі реакциялар ерітіндінің белгілі бір рН мәнінде жүреді. Мысалы, Ni ²⁺ катионын диметилглиоксиммен анықтағанда реакция аммиакаты буфер ортасыңда жүреді.

Биологиялық сұйықтардың рН тұрақты шамасымен сипатталады, оның бұл шамадан ауытқуы шектелген. Сұйық ортаның қышқылдылығын тұрақты сақтап тұру адам ағзасының қызметі үшін маңызы жоғары.

рН реттеу қызметін буферлі жүйелер атқарады. Олар сұйық ортадағы рН мәнін және гомеостазды сақтап тұрушы қызмет атқарады.

1) Н ⁺ иоидары көптеген биологиялық өзгерістерге
каталиттік түрде әсер етеді.

Ферменттер мен гормондар белгілі бір рН аралығыңда биологиялық белсенділік танытады;
[Н+] тіпті аз озгеруі (қан және ұлпа аралық сұйықтарда) ағзаның осмос қысымына әсері мол.

Қанның қалыпты рН (7, 36) өте кішкене ауытқуы қолайсыз жағдайларға әкеледі. Мысалы, рН 0, 4-ке ауытқуы өлімге соғуы мүмкін.

Адам қанының буферлік жүйесін 2 топқа бөлуге болады;

1. Қан плазмасындағы буферлік жүйелер;

2. Қанның формалы элементтерінің буферлік жүйесі

Оларды жекеше былай жіктейміз. Қан плазмасындағы буферлік жүйелер:

Бикарбонатты буфер (Н2С03+NaНСО3)
Фосфатты буфер (NaH2P04+Na2HP04)
Ақсылдық буфер (H2N-R-COOH+H2N-R-COONa)
Бос амин қышқылдары мен олардың тұздары
Органикалық фосфаттар (фосфор қышқылының эфирлері) .

Қанның формалы элементтерінің буферлік жүйесі:

Бикарбонатты буфер (Н2С03+NaНСО3)
Фосфатты буфер (NaH2P04+Na2HP04)
Ақсылдық буфер (гемоглобинді-оксигемоглобинді)
Фосфор қышқылының эфирлері.

Бикарбонатты буферлік жүйе әлсіз көмір қышқылы мен диссоциациясы нәтижесіндегі түзілетін гидрокарбонат-иондар тепе-теңдігімен байланысты.

HCО ₃ ^- + Н ⁺ ↔︎Н ₂ СО ₃

НСОз ^- + Н ₂ О↔︎Н ₂ СО _з + ОН ^-

Ағзадағы көмір кышқылы, көмірсулар, майлар, ақсылдардың ыдырау өнімі-көміртек диоксидінің гидротациясы нәтижесінде түзіледі. Бұл процесс фермент карбоангидраза арқылы жеделдейді.

С0 ₂ + Н ₂ 0 ↔︎ Н ₂ СО ₃

Фосфатты буферлік жүйе гидрофосфат және дигидрофосфат иоңдарының тепе-теңдігімен сипатталады:

НР0 ₄ ^2- + Н ⁺ ↔︎ Н ₂ Р0 ₄ ^-

НР0 ₄ ^2- + Н ₂ 0 ↔︎ Н ₂ Р0 ₄ ^- + ОН ^-

Гемоглобин-оксигемоглобин буферлік жуйесіне қанның буферлік сыйымдылығыньщ 75% -ы тиісті, ол әлсіз қышқыл гемоглобин ННв және гемоглобин иондарының Нв ^- теңдігімен анықталады:

Hв ^- +H ⁺ ↔︎ HHb

Нв ^- +Н ₂ 0↔︎ННв + ОН ^-

НСО ₃ ^- , НР0 ₄ ^2- және Нв әлсіз қышқыл аниондары болғандықтан, Бренстед бойынша негіздер болып есептеледі,
яғни Н иондарынының тиімді акцепторлары. Сондықтан қанға
күшті қышқылдар түскенде олардағы Н ⁺ көп мелшері НС0 ₃ ,
НР0 ₄ ^2- және Нв иондарымен байланысып, диссоциацияланбаған көмір қышқылының, гемоглобиннін, дигидрофосфат иондарын түзеді. Мысалы:

NаНСО ₃ + НС1 ↔︎ Н ₂ С0 ₃ + NaCl

Белоктық буфер жүйесі - плазмадағы күшті буферлік жүйелердің бірі. Белоктың буферлік қасиеті оның молекуласындағы қышқыл мен сілті топтарына яғни амфотерлік реакция беретініне байланысты. Белок қышқыл жерде сілті ретінде қышқыл затпен, сілтілі жерде қышқыл ретінде сілтілі затпен әрекеттеседі.

Көп жағдайларда буферлік жүйелер рН кему бағытына қарсы тұру үшін жұмыс жасайды, себебі ағзаның тағамды сіңіруі нәтижесінде де біраз мөлшерде көміртек диоксиді түзіледі (тәулігіне 550-775г) . Ол сумен әрекеттесіп, Н ⁺ ионының (25-35моль) тәулік мөлшеріне сәйкес келетін көмір қышқылын береді. Қандағы рН төмендеуіне әкелетін үдерістің бірі -

өкпеде жүретін гемоглобиннің оксигемоглобинге айналуы,

ННв + 0 ₂ ↔︎ ННв0 ₂ , себебі ННв0 ₂ ННв-ге қарағанда күштірек қышқыл.

Ағзаның ұлпа капиллярларында сілтілік қорды көбейтетін кері процесс жүреді.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.