SÓOLDATOK KÉMHATÁSA PUFFEROLDATOK 2017.04.04. SÓOLDATOK KÉMHATÁSA PUFFEROLDATOK

Hidrolízis A sóoldatok oldásakor attól függően, hogy az oldás során hidratálódnak-e az ionok vagy reakcióba lépnek a víz molekulákkal, különböző kémhatású oldatokat kapunk. Hidrolízis: Az ionok reakciója vízzel.

Néhány fontos szabály összefoglalásként az ionok hidrolíziséről Az I.a és a II.a főcsoportokba tartozó ionok (kivéve a Be) és azok az anionok amelyek erős savból származnak nem hidrolizálnak.(pl. NaCl, KNO3, Na2SO4,) Az ammónium-ion és a hidratált fémionok – kivéve az I.a és II.a főcsoportba tartozó fémionok – hidrolizálnak és H3O+-iont adnak. (pl. Zn(NO3)2, NH4Cl, Al2(SO4)3,) A gyenge savakból származó anionok hidrolizálnak és OH--iont adnak. (KCN, Na2CO3, Na2HPO4,)

1. Semleges kémhatású lesz az oldat, ha az oldódás során hidratálódnak az ellentétes töltésű ionok. Pl. nátrium-klorid, lítium-nitrát 2. Savas kémhatású az oldat, ha csak a kation reagál a víz molekulákkal. Az anion hidratálódik. Pl. vas(III)-klorid, ammónium-klorid.

3. Lúgos kémhatású lesz az a sóoldat, amelynek az anionja reagál a víz molekulákkal. Pl. nátrium-karbonát, kalcium-foszfát. A-+H2O(l) = HA(aq)+OH-

4. Változó kémhatású az a sóoldat, Amikor a só kationja és anionja is reagál a víz molekulákkal. Az oldat kémhatását a reakció mértéke határozza meg. Az oldódás során két egyensúlyi reakció játszódik le, amelyek a Ks és Kb disszociáció állandókkal jellemezhetők. Ha Ks<Kb akkor az oldat kémhatása lúgos lesz. Ha a KbKs az oldat kémhatása savas lesz.

Pufferoldatok A pufferoldatok pH-ja csak kis mértékben változik, ha az oldathoz erős savat vagy bázist adunk. Gyenge sav - gyenge sav erős bázissal alkotott sója (ecetsav-nátrium-acetát) Gyenge bázis - gyenge bázis erős savval alkotott sója (ammónia-ammónium-klorid)

Pufferoldatok pH-ja

Puffertartomány A a pH tartomány, mely között hatásosan működik a puffer. Ideális, mikor a só/sav ill. só/bázis hányados értéke 0,1 - 10 közötti érték. pH = 2 Pufferkapacitás Valamely egyértékű erős savnak ill. bázisnak a mólokban kifejezett mennyisége, amely 1 dm3 pufferrendszerben egy egységgel tolja el a pH-t.

Foszfátpuffer A legfontosabb intracelluláris pufferrendszer. Előfordulási helyei: cukorfoszfátokban, ATP-ben A pufferhatást a H2PO4- és HPO42- ionok egyensúlya okozza.

Hidrogén-karbonát--szén-dioxid puffer A vér pH-ját szabályozó pufferrendszer, amely a vér pH-ját 7,35-7,45 közötti értéken tartja. A szövetekből a CO2 a vérbe diffúzióval kerül be a vörösvértestek membránján keresztül. A vízzel reakcióba lép: 1. CO2(aq) + H2O(l) = H2CO3(aq) lassú reakció (a karbonhidráz enzim katalizálja)

2. H2CO3 = H+ + HCO3- gyors reakció (a keletkező H+-t a hemoglobin és a 2,3-difoszfo- glicerát puffereli) A bikarbonát a plazmába diffundál. Helyére klorid ionok kerülnek.

3. A szén-dioxid egy része oldódik vízben: CO2(g) + H2O(l) = CO2(aq) A szénsav/bikarbonát puffer jelentősége egyrészt abban áll, hogy képes közvetlenül a szövetekben képződő szén-dioxid "kicsempészésére" a tüdőn keresztül, másrészt a légzés megváltoztatásával gyorsan tud reagálni a vér pH-jának változására. (A tüdő önmagában kevés a szervezet sav-bázis-egyensúlyának biztosítására.)

A K1 egyensúlyi állandó egyenletéből kifejezve a [H2CO3]-t és behelyettesítve a második egyenletbe. A [CO2(aq)] értékét kifejezve, majd behelyettesítve a harmadik egyenletbe.

Mivel vizes közegben a szén-dioxid a parciális nyomásától függő egyensúlyt tart a szénsavval, ezért a szénsav koncentrációja a következőképpen is felírható: ahol  a szén-dioxid oldékonysági koefficiense ( = 0,03) P a CO2 parciális nyomása

Kifejezve a hidrogénion koncentrációt: Hasselbalch a Henderson egyenletet logaritmikus formában írta fel: pH = pK + lg[HCO3-]/[CO2(g)], ahol pK azt a pH-t jelenti, ahol a disszociált forma és a CO2 egyenlő mennyiségben van jelen, értéke itt 6,1.

A szénsav-koncentráció helyébe a fenti formulát írva és a pK-t behelyettesítve az egyenlet az alábbiakban alakul: pH = 6,1 + lg[HCO3-]/0,03*PCO2 40 Hgmm-es normál szén-dioxid parciális nyomást és 24 mmol/l bikarbonátkoncentrációt behelyettesítve az egyenletbe, a tört értéke éppen 20 lesz (0,03*40 = 1,2), lg20 pedig 1,3. A pK + lg20 számszerűleg megegyezik az egészségesekre jellemző vér pH középértékével: 6,1 + 1,3 = 7,4