Уравнение гендерсона-хассельбаха. Буферная емкость

Как уже обсуждалось ранее, концентрацию ионов Н+ принято выражать не в абсолютных величинах, а в единицах рН. Напомним, что значение рН представляет собой значение -lg ионов Н+.
Аналогичным способом может быть выражена константа диссоциации: рК = -log К, рН= 6,1+ log (HCO3/0,03xPco2)

Видео: Буферные растворы и уравнение Гендерсона-Гассельбаха

Последнее уравнение называют уравнением Гендерсона-Хасселъбаха. С его помощью можно рассчитать рН раствора при условии, если известны значения молярной концентрации НСО3 и Рсо2. Из этого уравнения становится очевидным, что увеличение содержания НСО3 вызывает повышение рН, приводя к алкалозу.

Увеличение Рсо2 снижает рН, смещая кислотно-щелочное равновесие в сторону ацидоза. Уравнение Гендерсона-Хассельбаха, дополнительно определяющее признаки нормального состояния рН и кислотно-щелочного равновесия во внеклеточной жидкости, позволяет понять механизмы физиологической регуляции содержания кислот и оснований во внеклеточной жидкости.

Видео: кос, ксилотно основное состояние, кислотно основное равновесие, буферные системы, буфера

Как будет рассмотрено далее, концентрация бикарбонатов регулируется главным образом почками, тогда как Рсо2 во внеклеточной жидкости зависит от вентиляции легких. Усиление легочной вентиляции способствует выведению СО2 из плазмы, при снижении показателей вентиляции легких значение Рсо2 возрастает. Гомеостаз кислотно-щелочного состояния поддерживается согласованными действиями обеих систем: выделительной и дыхательной. Повреждение одного или обоих регулирующих механизмов приводит к нарушениям, вследствие которых содержание бикарбонатов или Рсо2 во внеклеточной жидкости изменяется.

Видео: ВИВАТОН. Белковая буферная система

Нарушения, смещающие кислотно-щелочное равновесие путем изменения содержания бикарбонатов во внеклеточной жидкости, называют метаболическими, поэтому ацидоз, вызванный таким изменением, носит название метаболического ацидоза, а алкалоз, первичной причиной которого является увеличение концентрации ионов бикарбоната, называют метаболическим алкалозом. При увеличении Рсо2 возникает дыхательный ацидоз, а при снижении — дыхательный алкалоз.

Кривая титрования бикарбонатной буферной системы. На рисунке показаны сдвиги рН во внеклеточной жидкости в ответ на изменения содержания НСО3 и СО2 во внеклеточной жидкости. Когда концентрации двух этих компонентов равны, правая часть уравнения 8 становится логарифмом 1, который равен нулю, поэтому величина рН раствора такая же, как и рК (6,1) бикарбонатной буферной системы. При добавлении к ней основания часть растворенного СО2 преобразуется в НСОз-, увеличивая значение соотношения НСО3 к СО2 и, соответственно, рН, что становится очевидным из уравнения Гендерсона-Хассельбаха. Добавленная в раствор кислота связывается НСО3, который затем преобразуется в растворенный СО2, что уменьшает соотношение между НСО3 к СО2 и рН внеклеточной жидкости.
Буферная емкость раствора определяется суммарной и относительной концентрацией компонентов буферной системы.

Видео: Ответы на частые вопросы/буферная система/инвестиции от TPSpro

Особенность расположения ряда точек, изображенных на кривой титрования рисунке, является вполне объяснимой. Во-первых, при условии, когда доля каждого компонента буферного раствора (НСО3 и СО2) составляет по 50%, рН и рК равны. Во-вторых, буферная система наиболее эффективно действует в центральной части кривой, где рН приближен к рК системы. Это означает, что изменения рН, возникающие в результате добавления к раствору кислот или оснований, в этом диапазоне значений наименьшие. Деятельность буферной системы остается эффективной при отклонениях значений рН в любую сторону в пределах 1, что расширяет границы деятельности буфера от 5,1 до 7,1 единиц. Вне указанных границ буферная емкость быстро снижается. Когда весь СО2 преобразуется в НСОз- или, наоборот, когда весь НСОз- преобразуется в СО2, система полностью теряет емкость.

Абсолютная концентрация компонентов буферной системы также является важным показателем, определяющим буферную емкость. При низкой концентрации компонентов буферной системы добавленные даже в небольшом количестве кислоты и щелочи приводят к значительным изменениям рН.

Источник: http://meduniver.com