Буферная система как сопряженная протолитическая пара

1.  Занятие № 3

Тема: «Буферная система как сопряженная протолитическая пара».

2.  Форма организации учебного процесса: лабораторное занятие.

3.  Значение изучения темы:

Студентам медикам знания свойств буферных растворов будет необходимо, в первую очередь, для того, чтобы выбрать правильно и приготовить буферную систему для поддержания необходимого значения рН, т.к. изучение свойств большинства биологически активных веществ возможно лишь в условиях изогидрии. Это относится в большей степени к различным ферментным системам, поскольку их активность жестко связана с рН среды.

Кроме того, студенты должны иметь представление о механизме буферного действия раствора, т.к. это поможет понять им работу буферных систем крови. Необходимо подчеркнуть, что работа буферных систем организма тесно связана с функциями дыхательной и выделительной систем. В результате метаболизма в организме часто возникают ацидоз и алкалоз. Для установления диагноза и лечения больного врач должен знать механизм действия буферных систем.

4. План изучения темы:

4.1. Контроль исходного уровня знаний

(устный опрос, тестовые задания согласно методическим указаниям для внеаудиторной работы студентов по данной теме)

4.2. Основные понятия и положения темы:

Буферный раствор – это система сопряженной кислотно-основной пары, компоненты которой находятся в соотношении 1:1 или один компонент может преобладать над другим в 10 раз.

Силовой характеристикой сопряженной кислотно-основной пары является показатель кислотности рК_а. Следовательно, у буфера – та же силовая характеристика. И с учетом определения мы получаем буферное уравнение в общем виде (уравнение Гендерсона-Гассельбаха):

     или

                    (1)

к] и [о] равновесные молярные концентрации соответствующих компонентов буфера (кислоты и сопряженного основания).

В самом деле, если [о] : [к]=1:1,     то        р

Если отношение , ([о] преобладает в 10 раз) то   р

Наконец, если  , ([к] преобладает в 10 раз) то  р Таким образом, каждый буфер, по своему определению, обладает зоной буферного действия: .

Вернемся к составным частям буфера в плане его приготовления.

#  Для кислотного буфера берется слабая кислота, а в качестве источника её сопряженного основания берется соль, содержащая её ион. Например, для ацетатного буфера СН₃СООН/СН₃СОО⁻ (рК_а4,8 при 25℃) в качестве источника основания СН₃СОО⁻ берется ацетат натрия СН₃СООNa. Для гидрокарбонатного буфера Н₂СО₃/НСО₃⁻ (рК_а6,4 при 25℃) в качестве источника основания НСО₃⁻ берется гидрокарбонат натрия NaНСО₃. Для фосфатного буфера Н₂РО₄⁻/НРО₄²⁻ (рК_а6,8-7,2) в качестве источника