1625915648-5ed1152c004edfe493dad6e5388afaf3 (843956), страница 357
Текст из файла (страница 357)
!!ри добавлении ионов Н' основание А иревр<ицается в кислоту НЛ; при оттоке ионов Н' (добавлении ОН ) НА превращается в Л вЂ”, иоставляя ионы Н". В ор<аиизме изменения концентраций 11 и ОН мо< у< ироисход<ггь в резулыате иритока вещее.<в извне (эха<5<ецио, например, алиментарным или ятрогсииым путем), в резульгате потери веществ (рвота. понос) или их образования в ходе обмена веществ (эилогеиио-мета(юличсский путь). 77.2. ЭФФЕКТИВНОСТЬ БУФЕРНОЙ СИСТЕМЫ: БУФЕРНЫЕ КРИВЫЕ И БУФЕРНАЯ ЕМКОСТЬ Мера буферной св<н оби<<сти к связьвавик< ионов 11' зависит только <и имеюцкгося количества буферного основания Л, мера буферной способности к связыва- В <ИННИ«< ВНС<ЕИИ <НН<Е ! ! С!<Я<С<пуп<С Н ИИ<и ПарОНИИННЕОН 1!<!', <ни<ионн просю<и ин< ~онприи п <нпсонпех ионах и иию О! ! ' от к<шичестза буферной кислоты!!А.
Количество отдельных компонентов буф< риой системы (Л и НА) определяется, с одной стороиь<, общей концс<працией буфера [Л [+ [НЛ[, с другой стсиеиьк< его диссоциации, т.е. соотионн вием [Л [, [1!Л[. Оио получается из урави< иия 77 1 сщ; щсно закону дсйствукндих масс: [ННА[ [1.!А[ (77.2) Здесь К (кажущаяся) константа равновесия или лиссоциации нары «кисл<>та — основание».
(В отличие от истинной константы диссоциации К кажущаяся кои. стаита К учитывает, что раствор ис бесконечно разведен и по в уравш вие 77.2 вместо активности подставляются концентрации реап<рующих веществ.) В логарифмироваииой форме уравнение принимает вид рН = рК'+ !ой [Л [ [НЛ[ (77.2а) Л[Л [ -А[НА! (77.3) Л011 Л91-! Таким образом, буферная ем когп отражена наклоном буферной кривой (ел<. рис. 77.1); оиа зависит от общей концентрации буфера, [Л [+ [НЛ[, и величины отклонения р1! от рК. Высокой буферной емкостью (иа моль буфера) обладанп буферные растворы в рН-иитервщя. рК' ' 1; за пределами ив и рвала рК' < 1,65 буферные спо<обиогти ирактьшсски ис ироящ<як<<ся; <<уфсриа5< крива!1 имеет иологий ви<1.
<д< рК' = — !ойК . На рис. 77.1 нанесены ироцситиьи" доли буфериоп< основания (А ) и буферной кислоты (НА) в зависимости от отклонения р11 от рК <(ля рН = рК [Л [= [НЛ[; при р11 к рК, т е. тогда, когда растворболее кислый, чем ири рК, преобладает кислота (НЛ); ири рН > рК т.с.
более щелочном раст.воре, чем ири рК, преобладает основание (Л ). Если в такой раствор добавить ионы Н' (или ОН ), то оии почти иолиостьк< бу,дут связаны Л (или лиссоциирующими от кислоты иоиалщ Н* соответственно). Г!озтому изменение коицси.<рации своболных ионов 11'. т е. изменение рН, будет невелико.
(! !апример, ири понижении рН с 7,0 до 6,0 коице<прзция свободныхх Н'-иоиов изменится лишь иа 10 "— 10" = = 9 10 ' моль . л ' = 0,0009 ммоль . л '.) Отсюда буферная емкость р, которая, по оир<.лелеиию, задает, сколько ионов Н' (или ОН ) необходимо добавить иа литр раствора для изменения рН на елииицу. практически рассчитывается как РАЗДЕЛ Х1. Кислотно-щелочное равновесие [А ) 1ОО 50 «! о о — 75 »« 100 рК' 2 рК 1 рН-рК РК-1 р(С» 2 Рис. 77 1 Буферная кривая пары «кислота/основание!к нтчгА Б-образная буферная кривая нанесена дважды, чтобы лучше представить соотношение основания (А, голубая кривая и голубые вертикальные пинии) и кислоты (НА.
фиолетовая кривая и фиолетовые вертикальные пинии) Сумма [А ) и [НА) всегда равна 100 ть По оси абсцисс отложено отклонение РН от РК Наклон кривои равен буфернои емкости [). Последняя максимальна при РН = РК, т.е там, где [А ) = [НА) Для значении РН, отклоняющихся от р(С более чем на 1,5 единицы, буферная емкое !ь пракгически равна нулю (гюпогие части кривой). Обратите внимание на то, что буферная емкость. т.е. способность обратимо связывать ограниченные количества Н ипи ОН, меньше зависит от абсолютных значений концентрации А или НА и больше — от наклона буферной кривой )(а рис. 77.2 изображены буферные кривые трех биологических иар «кислота/осиотгаиие».
В иротивоиоложшкть гни теис ) [т)'()г/г!)»(1,' систг ма «молочная кислота/лактат» иг может служить физиологическим луг[)гром, так как р! [-и!Ое)звал зффскг одной !туфе)тизации иаходипся и слииигом кислой области; ири физиологичсгких зиа к лиях р! ! молочная кислота, как и большинство органических кислот, представлена в рк. 6,8 3.9 9,4 ! О с о а а ! ! аг», :.:[г)нз ! ! ! ! ! ! ! О з Ф с Ф го о «1 х е Х В с » «! ю о т 0 3 7 РН Рис. 77.2. Буферные кривые для трех биогюгически важных пар «кислотаГоснование» В физиологическом интервале рН буферными свойствами обладает только фосфатный буфер. При физиологических значениях РН молочная кислота полностью диссоциированз (Са ), а аммиак полностью протонирован (ИН„).
Для простоты концентрация всех буферов выбрана 100 ммоль . л ', так что значения гю сои ординат можно понимать и как процент (как и на рис. 77 1). Обратите внимание на идентичную форму всех трех кривых < Ф » » 75 < 50 о о 25 ! ! ! ! НСв ! ! ! ! ! ! ! ! (.а' ! ! ! ! ! ! «"„'тб- ! ! ! ! ! ! ! о с а < Х е к с » « <ее<.-.хаак".ж<хсзжт.";зле<зла"',-,",.~з!!~::!ыгзьззжзй"::тапка<!'-.::-взвпа ..!':е<згке<т-"и ГДАВА 77. Общие представления о буферных системах диссоцшцкзвапиом вид<* (как пакта< ). 1)ара <ч)1</)лН< в физиологических условпял тоже пс можст служип. буфером.
так как прп фпзполопзчсскпх значениях р1-! пра<спшегки полп<юп и предс шалела в впдс )л)Н<. 77.3.3. Бикарбонатный буфер В <з« з<з<зс:<< ой спшсмы лсжзп реакция ( О < 1(зО= Н' л НСО< (77.5) Лига)зпфмп!<<<<за<<<за<< форма закопа дсйствукзших л<агс (ел<. уравнсип< 77.2а) называется уравнением Геидерсоиа — Гасссльбальхв: 77.3. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ ВАЖНЫЕ БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ ОРГАНИЗМА 11!СО„! р!1= рК'з 1<зй ~СО 1 (77.6) 77.3.1. Фоафатный буфер Сигтсма одпоос<иапого 'двухосповпою фогфата 11,! О„~ ~Н'+ НРО,'-,' (77А) 77.3.2. Белки зж 6,6 70 РХ ' '74 . ' 76 7,6 Рис. 77.3.
Диаграмма длл изображения уравнения Геидерсона— Гассельбалъка (зсд Р,„,<Рн). Отношение Рс (аРдипата, логоРифмическое деление) к рН (абсцисса) получас<си благодаря преобразованию уравнения Геидерсона †Гассельбапька (см. уравнение 77.5). На зтси диаграмме линии постоянной концентрации бикарбоната являются прямыми, которые образуют при выбранном масштабе координат (единица РН является такси же большой. как единица ст <од Рс<ъ ) угол 45" к координатам (подъем — 1) Зпа и лис рН пзшзмы крови п друз их жидкостей впсклсточпого пространства равно 7А; рН влутриклс.ючпои л<идкостц лежит в диапазоне между 6.8 и 7.2. Только в сскрстируемых жпдк<н.тях и в жидкости капальцсзз почек(з раисклеточпос просграиство) встрсчакзтся значения рН впе этого узкого диаиааоца.
Позтому физиологически аффективные буферы внутри- и висклеточиой жидкости должиьз имез ь рК от 6,0 до 8,0 и содержаться в достаточном количестве. Этим двум углошгвм удовлетворякп оргаиическис и пеоргаиические фогфаты, белки п система кСО<Убикарбоцат». имеет блш опрпятную для физиологического буфера рК', равпукз 6,8 (гм. рис. 77.2). В крови и во впеклсточзюй жидкости система фосфатппго буф<зра из-эа низкой коццсптршпзи (примерно 1 ммоль л ') как буфер имеет небольшое значение.
Однако ес впугриклсточпая концентрация (за исклкзчснпем эритроцитов) гораздо выш<. !зуферизацинз также поддерживакл оргапиче<кие фо< фаты (Л! Ф, крсатипфосфат, иуклеиповьи кигло< ы, фосфорилп рован пьзс промежугоч лыс продукты). Особенно велико зиачсиие пеоргаиическо< о фосфата как буфера в моче щш ззыз<еззеззз<з< ионов Н' почками.
!зслки игра<от важную роль как буферная система внутриклеточной жидкости. Нс только концевые амиио- и карбоксигруппы, по и (кзковые ~руппы аминокиглот могут обратимо связыв и ь попы 1 ! . Конечно, эпачеиия рК' сильно различаазтся у различных групп белковой цепочкц. Физиологически эффективными являются лишь трп группы; имидазольпос кольцо гистидина. сульфгидрильпая <рупца цистеппа и концевые ИНз-груз<пи. Так как в белках содержится мною гпсп<дпиовых и сульфгцдрцльиых групп с различными зиачспцями рК, то их буферные сззойсзва описьпзаются сложной, пс 5-образной буферной к!язвой в отличие от простых буф< рных спс гсм (см.
рис. 77.2). Гемоглобин эрззт)хзцзггов является важнейшей буферной сисселюй крови (орпшизма). Ьлагодаря наложению различных з<шчспий рК' епз буферная кривая в физполо гичсском пптсрпалс рН практически линсйпа (постоянная Гзу<)кривя ел<кость). В плазме крови прп гемпсрагурс 37'С рК' э<ого буфера раева 6,1.
Отсюда при нормальном рН артериальной кроззп, равном 7,4 (см. выше), соотпошспие [НСО,)з ! СО,( равно 20: 1. 7(ля определспия коицсптрацип раство!к'ииого СОз справ<влив закон ГеиРи: 1( Оз! = <хг<з,(<о,. где к<юффициезп Раств<<Р<зл<ости с<«зз -- 0,226 ммоль (.ч. кПа) '. Варт<рпальпой крови 7з;<з, = 5,3 к!!а (40 мл< рг. ст.), откуда )СОз) = =- 1,2 ммоль л ', а ! НСО< ! для артсрцалыюп крови составляет 24 ммоль. л '. Из уравнения (спдерсопа Гассельбальла следует, что в заданной жидкое и< (задана рК') независимо могут измсияться только две из трех величпп, Р«з„, рН и (НСО<(, а третья одиозиачпо определяется согласно уравпепшо 77.6. '1'р<чыо величину можпо также определи и подишраммс па рпс.
77З, зле ианссепа зависим<к ть РАздЕЙ хй кислотно-~цвлочнов раВнОВВсив ий ~;-'"я;:;:"".ТВЭЛА'.:-'з!":Ткев!~!ьс"~!~Ф~~««'~%~".'4ВФФьттж"!Взьзевс~!%мьмсамуйъ~::"'жФтузда,' 3. К физиологичм ки ваяниям буферным системам организма отиосятся фск фатиый буфер, бе.тки, бикарбоиатиый буфер. Вопросы дпя повторения Резюме Рсо от РВ (диагРамма!ОКРсть/РН) НРи Различных ~ И О )з ~. Эта диасрамма образуя чг (к нову для диаграммы Сиггарда Лидерссиа, которая очень полезна в диагно- стике измеисиий ю1слотно.и~елочиого равновесия. К рп воллерзкитяктся иа иве~оливом уровне блап>даря буфс рвым с1и звмам. которьк ~ иособиы свзмынать или отдаватьь иовы Н' или ОН .
2. Мера буферной < мкосзи к связьимнию новик! Г зависит от коаичесчва буферного основания, а бя! . От коля. иютва буферной кисло~ ы. К Какие вегдсства вазывак~тся буферами? 2. Что так<к буфериая кривая и чем определяется ес наклон? 3. Что тиик фосфатиый буфер? 4. Какук~ роль играют белки как буфе риля сш ~ема? .х Чзо такое бикарбоиатиый буфер? 6. Что и1нлставляет собой буферная смкость? ОСОБЕННОСТЬ БИКАРБОНАТНОГО БУФЕРА ГЛАВА Добавление Н' Ионы Н" (ипи ОН )гобразовавщиеся в организ: ме или поступившие извне, сразу же связываются как с НООз: (соруветотеенно СОз), так.и-о основа, ниями.(соответственно ийслстами) небикарбонат,наго буфера; При етом емкость системы СОз(НСОз .особенно вблика за счет того, что концентра((ию 'Щ можно регулировать при помощи легочного дыхания(так мазы(и(емаястирытая система).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
