Puferi u Kemiji

Uvod

• Biološki procesi ovise o pH-vrijednosti.
• Krv mora biti održavana u uskom rasponu pH-vrijednosti od 7,35 do 7,45.

Uloga pufera

• Puferi su mješavine koje se opiru promjeni pH vrijednosti.
• Sastavljeni su od:
  • Slabe kiseline i njezine konjugirane baze
  • Ili slabe baze i njezine konjugirane kiseline
• Puferi reagiraju na dodavanje kiseline, baze ili razrjeđenje.
• Kapacitet pufera izražava se brojem molova jake kiseline ili baze koju pufer može apsorbirati dok se pH ne promijeni.

Puferi u ljudskom tijelu

• Tri glavna puferna sustava:
  1. Karbonatni
  2. Fosfatni
  3. Proteinski
• Karbonatni pufer je najvažniji u izvanstaničnoj tekućini.

pH-vrijednost pufera

• pH vrijednost pufera računa se primjenom Henderson-Hasselbalchove jednadžbe.
• Jednadžba za kiseli pufer:
  • ( \textrm{pH} = \textrm{p}K_{a} + \log \dfrac{c(\ce{A-})}{c(\ce{HA})} )
• Jednadžba pokazuje da je pKa kiseline jednaka pH vrijednosti kada su koncentracije kiseline i konjugirane baze jednake.

Karbonatni pufer u krvi

• Krv prenosi kisik i ugljikov dioksid.
• Karbonatni pufer održava kiselinsko-baznu ravnotežu.
• Enzim karboanhidraza ubrzava reakcije između ugljikovog dioksida i vode.
• Ravnoteža između plinovitog i otopljenog ( \ce{CO2} ) ključna je.

Održavanje kiselinsko-bazne ravnoteže

• Promjene pH krvi mogu dovesti do poremećaja poput alkaloze i acidoze.
• Disanje i bubrezi pomažu u održavanju ravnoteže.
  • Hiperventilacija smanjuje ( \ce{CO2} ), uzrokuje alkalozu.
  • Hipoventilacija povećava ( \ce{CO2} ), uzrokuje acidozu.
• Bubrezi reapsorbiraju hidrogenkarbonatne ione i izlučuju višak vodikovih iona.

Važnost pufera

• Puferi omogućuju stabilnost pH-vrijednosti u krvi i tkivima.
• pH-vrijednost mora biti unutar fiziološkog raspona za normalno funkcioniranje.
• Karbonatni pufer uz hemoglobin i proteinski pufer čuva pH od 7,35 do 7,45.

Pitanja za promišljanje

• Kako bi se mogla izračunati pH vrijednost pufera u različitim situacijama?
• Koje tvari dodati kako bi se stvorio učinkoviti pufer?
• Kako izmjene u sastavu puferne otopine utječu na njezin kapacitet?