Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


Следующая Содержание Предыдущая

Кислоты и основания

Кислоты и основания; Значения pH в организме человека;

А. Кислоты и основания

Кислотами принято называть вещества, способные отдавать протоны (ионы водорода), а основаниямивещества, способные принимать протоны. Вода усиливает кислотно-основные свойства растворенных веществ, поскольку может выполнять функции как кислоты, так и основания. Так, соляная кислота (HCl) отдает протоны молекулам воды (1). При этом образуются анион хлора (Cl-) и протонированные молекулы воды (ионы гидроксония, H3O+, для краткости обозначаемые H+). Обмен протонами между HCl и водой идет почти количественно, т.е. в воде HCl ведет себя как сильная кислота.

Основания, например аммиак (NH3), принимают протоны у молекул воды с образованием гидроксил-ионов (OH- ) и положительно заряженных ионов аммония (NH4+, 3). Как и все ионы, гидроксоний и гидроксил присутствуют в воде в гидратированной форме (4 и 5).

В кислотно-основных реакциях всегда принимают участие кислота и сопряженное с ней основание. Чем более сильной является кислота (или основание), тем слабее сопряженное основание (или кислота). Например, очень слабое основание анион хлора сопряжен с очень сильной соляной кислотой (1). Слабокислый ион аммония сопряжен с умеренно сильным основанием аммиаком (3). Если молекула воды функционирует как слабая кислота, образуется гидроксил-ион — очень сильное основание. Если вода выступает как основание, образуется ион гидроксония — очень сильная кислота (2).

Константа диссоциации воды (2) — величина ничтожно низкая:

КН2O = ([H+ ] [H + ][OH - ]) / [H2O] = 2 · 10-16 моль/л (при 25oC)

В чистой воде концентрация молекул воды [H2O] — величина практически постоянная, равная 55 моль/л. При подстановке этого значения в уравнение оно принимает вид

KW= [H+ ][OH- ] = 1 · 10-14 моль

Таким образом, произведение [H+ ] · [OH- ], так называемое ионное произведение воды, есть величина постоянная, даже в присутствии в растворе других кислотно-основных пар. При 25оС концентрации ионов H+ и ОН- в чистой воде равны и составляют 1 · 10-7 моль/л.

Б. Значения pH в организме человека

В клетках и межклеточных жидкостях pH поддерживается на относительно постоянном уровне. В крови величина pH обычно меняется в пределах 7,35-7,45 (см. с. 280). Это соответствует изменению концентрации водородных ионов не более чем на 30%. В цитоплазме pH составляет 7,0-7,3. что несколько меньше, чeм в крови. В лизосомах (см. с. 228, pH 4,5-5,5) концентрация водородных ионов более чем в 100 раз выше по сравнению с концентрацией в цитоплазме.

В пищеварительном тракте, который для организма является как бы внешним миром. и в выделениях организма pH варьирует в существенно большей степени. Экстремальные величины pH (около 2) наблюдаются в желудке и в тонком кишечнике (>8). E связи с тем, что почки могут выделять как кислоты, так и основания (см. с. 318). значительные вариации pH (4,8-7,5) наблюдаются в моче.

В. Буферные системы

Краткосрочные колебания pH в организме компенсируются буферными системами. Буферная система представляется собой смесь слабой кислоты HB и сопряженного с ней основания В- или слабого основания и сопряженной с ним кислоты. Такие системы могут нейтрализовать избыток как ионов гидроксония, так и гидроксил-ионов. В первом случае избыток протонов связывается основанием В- с образование воды к кислоты в недиссоциированной форме. Гидроксил-ионы взаимодействуют с HВ с образованием В- и воды. В обоих случаях прежде всего сдвигается соотношение [НВ]/[В- ], а pH изменяется очень незначительно. На кривой титрования видно, что буферные системы работают наиболее эффективно в области pH, соответствующей рКа кислоты. В этой области график имеет максимальную крутизну, и при добавлении определенного количества кислоты или основания ΔрН минимально. Другими словами, буферная емкость системы максимальна при рКа.

Следующая Содержание Предыдущая

Еще по теме:

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн