Кафедра биоорганической и биологической химии Бионеорганическая химия I КУРС ТЕМА: Буферные системы ЛЕКЦИЯ №3 ЛЕКТОРА: ПРОФЕССОР А.Д.ДЖУРАЕВ ПРОФЕССОР У.А. БАЛТАБАЕВ ПРОФЕССОР С.С. КАСЫМОВА ДОЦЕНТ Ш.У.АБДУЛЛАЕВ Цель лекции Буферные системы обеспечивают постоянство рН среды, в которой проходят биологические процессы. Поэтому изучение типов, строения, механизма действия, буферной ёмкости, способов расчёта рН буферных систем имеет большое практическое значение. KO‘RILADIGAN MASALALAR Состав и классификация буферных систем Расчёт рН буферных систем Механизм действия буферных систем Буферная ёмкость Буферные системы организма Значение буферных систем в биологии и медицине Классификация буферных систем Буферные системы делятся на два вида: 1. Образованные из смеси слабой кислоты и её соли с сильным основанием. Например: CH3COOH + CH3COONa – ацетатная буферная система 2. Образованные из смеси слабого основания и её соли с сильной кислотой. Например: NH4OH + NH4Cl – аммиачная буферная система Рассматриваемые буферные системы CH3COOH + CH3COONa – ацетатная NH4OH + NH4Cl – аммиачная H2CO3 + NaHCO3 - гидрокарбонатная NaH2PO4 + Na2HPO4 – фосфатная PtCOOH + PtCOONa – белковая HHb + KHb – гемоглобиновая HHbO2 + KHbO2 - гемоглобиновая Уравнение ГендерсонаГассельбаха для кислотных буферных систем CH3COOH CH3COONa CH3COO- + H+ CH3COO- + Na+ [H+][CH3COO-] Для кислоты: Kdis.=---------------- или: [CH3COOH] [CH3COOH] [H+] = Kdis.----------------[CH3COO-] Уравнение ГендерсонаГассельбаха для кислотных буферных систем [CH3COOH] -lg [H+] = -lgKdis.- lg---------------[CH3COO-] C соли pH = pKк-ты + lg ----------C к-ты Уравнение ГендерсонаГассельбаха для основных буферных систем NH4OH NH4Cl NH4+ + OHNH4+ + Cl[NH4+][OH-] Для основания: Kdis.=------------------- или: [NH4OH] [NH4OH] [OH-] = Kdis.----------------[NH4+] Уравнение ГендерсонаГассельбаха для основных буферных систем [NH4OH] -lg [OH-] = -lgKdis.- lg--------------[NH4+] C соли pOH = pKосн. + lg --------Cосн. C соли pH = 14 – pKосн. - lg --------Cосн. Механизм буферного действия CH3COOH CH3COO- + H+ CH3COONa CH3COO- + Na+ При добавлении небольшого количества сильной кислоты: H+ + CH3COO- = CH3COOH равновесие смещается в сторону образования слабого электролита CH3COOH. При добавлении небольшого количества сильного основания: OH- + H+ = H2O равновесие смещается в сторону образования слабого электролита H2O. Буферная ёмкость C B = -------------- ммоль pH1 - pH0 Здесь: B – буферная ёмкость в ммолях C – количество добавляемой сильной кислоты или основания в ммолях pH0 – начальное значение рН раствора pH1 – конечное значение рН раствора Буферная ёмкость N ·V B = -------------- ммоль pH1 - pH0 Здесь: B – буферная ёмкость в ммолях N – молярная концентрация эквивалента титрующего раствора; ммоль/л V – объём титрующего раствора; в литрах pH0 – начальное значение рН раствора pH1 – конечное значение рН раствора Буферные системы организма Гидрокарбонатная буферная система – самая мощная буферная система крови: H2CO3 H+ + HCO3NaHCO3 Na+ + HCO3При добавлении небольшого количества сильной кислоты образуется слабый электролит H2CO3 : H+ + HCO3- = H2CO3 При добавлении небольшого количества сильного основания образуется слабый электролит H2O : OH- + H+ = H2O Буферные системы организма Фосфатная буферная система – главная буферная система внутриклеточных жидкостей: NaH2PO4 Na+ + H2PO4Na2HPO4 2Na+ + HPO42При добавлении небольшого количества сильной кислоты образуется слабый электролит H2PO4- : H+ + HPO42- = H2PO4При добавлении небольшого количества сильного основания образуется слабый электролит H2O и HPO42- : OH- + H2PO4- = H2O + HPO42- Буферные системы организма Белковая буферная система – буферная система, встречающаяся во всех тканях организма PtCOOH PtCOO- + H+ PtCOONa PtCOO- + Na+ При добавлении небольшого количества сильной кислоты образуется слабый электролит PtCOOH: H+ + PtCOO- = PtCOOH При добавлении небольшого количества сильного основания образуется слабый электролит H2O: OH- + H+ = H2O Буферные системы организма Белковая буферная система в качестве биполяного иона аминокислоты: COOCOOH Pt + HCl Pt NH3+ NH3Cl COOPt COONa + NaOH NH3+ Pt NH3OH