Буферные системы в организме

Содержание

Слайд 2

1.Буферные системы (или буферы) – - это растворы, обладающие свойством сохранять

1.Буферные системы (или буферы) – - это растворы, обладающие свойством сохранять

постоянство концентрации водородных ионов (рН) при добавлении небольших количеств кислот, щелочей или при разбавлении.

I тип - растворы, содержащие слабую кислоту(донор протона) и соль этой кислоты(акцептор протона)
II тип - растворы, содержащие слабое основание(акцептор протона) и соль этого основания(донор протона)

Слайд 3

Расчет рН буферных систем (уравнения Гендерсона – Гассельбаха) - для систем

Расчет рН буферных систем


(уравнения Гендерсона – Гассельбаха)

- для

систем I типа

- для систем II типа

Слайд 4

Буферная емкость – величина, характеризующая способность буферного раствора противодействовать смещению реакции

Буферная емкость – величина, характеризующая способность буферного раствора противодействовать смещению реакции

среды при добавлении кислот и щелочей

(моль/л, ммоль/л)

Слайд 5

Протолитическая теория (1923г. И Бренстед, Т.Лори) КИСЛОТА – вещество, молекулярные частицы

Протолитическая теория (1923г. И Бренстед, Т.Лори)

КИСЛОТА – вещество, молекулярные частицы которого

( в т.ч. и ионы) способны отдавать протон, т.е. быть донором протона:
H2SO4; CH3COOH; H3PO4; [Zn(H2O)4]2+; NH4+;
ОСНОВАНИЕ – вещество, молекулярные частицы которого (в т.ч. и ионы) способные присоединять протон, т.е. быть акцептором протона:
NH3; CH3−NH−CH3; CH3COO-; OH-; [Zn(OH)(H2O)3]+;
АМФОЛИТ – вещество, молекулярные частицы которого могут быть и донором и акцептором протона:
H2O; HS-; HCO3-; NH2−R−COOH; NH2−Pt−COOH .

Йоханнес Николаус Бронстед
22.02.1879-17.12.1947

Thomas Martin Lowry
(26.10 1874 – 2.111936)

Слайд 6

Кислотно-основное равновесие в растворе: HA + B- HB + A- прот.к-та

Кислотно-основное равновесие в растворе:
HA + B- HB + A-
прот.к-та

1 прот.осн 2 сопр.к-та 2 сопр.осн.1

Константа протолиза выражается отношением
константы ионизации протолитической кислоты 1
и
константы ионизации сопряженной кислоты 2

Кпрот. = Ка(НА) / Ка(НВ)

Слайд 7

2) НСО3- + СН3СОО- ↔ СО32- + СН3СООН прот.к-та1 прот.осн.2 сопр.осн.1

 

2) НСО3- + СН3СОО- ↔ СО32- + СН3СООН
прот.к-та1 прот.осн.2

сопр.осн.1 сопр.к-та2

Ка(НСО3-) 4,67* 10 -11

К прот = = = 2,7* 10-6
Ка(СН3СООН) 1,75* 10-5

прот.к-та1 прот.осн.2 сопр.осн.1 сопр.к-та2

К прот

Слайд 8

Слайд 9

В результате жизнедеятельности в организме ежесуточно образуется : до 13 моль

В результате жизнедеятельности в организме ежесуточно образуется :
до 13 моль

углекислоты;
0,03-0,08 моль нелетучих кислот: серная, фосфорная, молочная и др.
При патологии нелетучих кислот образуется значительно больше – до 1 моля (например, при диабете).

2. Буферные системы организма

Слайд 10

Значения рН жидкостей организма и тканей человека в норме

Значения рН жидкостей организма и тканей человека в норме

Слайд 11

Буферные системы организма Гидрокарбонатная: H2CO3-NaHCO3 Гемоглобиновая: HHb-KHb Оксигемоглобиновая: HHbO2-KHbO2 Гидрофосфатная: NaH2PO4-Na2HPO4

Буферные системы организма

Гидрокарбонатная: H2CO3-NaHCO3
Гемоглобиновая: HHb-KHb
Оксигемоглобиновая: HHbO2-KHbO2
Гидрофосфатная: NaH2PO4-Na2HPO4
Белковая: Pt-COOH-Pt-COONa
Аммиачная: NH3

*H2O - NH4Cl
Слайд 12

Относительный вклад буферных систем крови в поддержание в ней протолитического гомеостаза

Относительный вклад буферных систем крови
в поддержание в ней протолитического гомеостаза

Слайд 13

Кислотно-основное состояние организма (КОС) – важнейший фактор гомеостаза КОС Дыхательная система

Кислотно-основное состояние организма (КОС)

– важнейший фактор гомеостаза

КОС

Дыхательная
система

Буферные
системы

Выделительная
система

Выделяет кислоты
через

желудочно-кишечный тракт,
почки, легкие, кожу
Слайд 14

HLac + HCO3- H2CO3 + Lac- Особенности свойств гидрокарбонатного буфера в

HLac + HCO3- H2CO3 + Lac-

Особенности свойств гидрокарбонатного буфера в организме

К прот

= Ka(HLac)/Ka(H2СО3) =
=
= 1,4* 10-4 / 4,25* 10-7 = 0,33*103
Слайд 15

Гидрокарбонатный буфер (Н2СО3 – NaНCО3) pH = 6,1 + lg 27/1,35 = 7.4

Гидрокарбонатный буфер (Н2СО3 – NaНCО3)

pH = 6,1 + lg 27/1,35 =

7.4
Слайд 16

Гемоглобиновая и оксигемоглобиновая системы HHb-KHb HHbO2-KHbO2 KHb K+ + HB- Hb-

Гемоглобиновая и оксигемоглобиновая системы

HHb-KHb

HHbO2-KHbO2

KHb K+ + HB-
Hb- + H2CO3 HHb +

HCO3-
HHbO2- + HCO3- HbO2- + H2CO3
Слайд 17

KH2PO4-K2HPO4 Особенности свойств фосфатного буфера в организме H2PO4- ↔ H+ +

KH2PO4-K2HPO4

Особенности свойств фосфатного буфера в организме

H2PO4- ↔ H+ + HPO42-
К(II) = 6,17*

10 -8 рКа = 7,21

K2HPO4 → 2K+ + HPO42-

Слайд 18

Задача 1 Рассчитайте рН фосфатной буферной системы, приготовленной из 100 мл

Задача 1

Рассчитайте рН фосфатной буферной системы, приготовленной из 100 мл

0,3М раствора гидрофосфата натрия и 50 мл 0,03М раствора дигидрофосфата натрия. рКа = 7,20. Напишите механизм буферного действия. Сравните Вк и Во. Ответ обоснуйте.
Слайд 19

прот.к-та (prot. аcid) νэ = 50* 10-3 *0,03= 1.5*10-3 моль 50ml,

прот.к-та (prot. аcid)
νэ = 50* 10-3 *0,03= 1.5*10-3 моль

50ml, 0.03М

100ml, 0.3М

прот.основание (prot. base),соль
νэ = 100* 10-3 *0.3= 30*10-3 моль

KH2PO4 – K2HPO4

 

Решение
Для расчета рН используется следующая формула:

Рассчитаем число моль кислоты и соли в составе буфера:

30
νc
νк

= 30*10-3/ 1.5* 10-3 = 20

Буферное соотношение:

1. Рассчитайте рН фосфатной буферной системы, приготовленной из 100 мл 0,3М раствора гидрофосфата натрия и 50 мл 0,03М раствора дигидрофосфата натрия. рКа = 7,20. Напишите механизм буферного действия. Сравните Вк и Во. Ответ обоснуйте.

Слайд 20

Механизм буферного действия по кислоте: Н+ + Н2О ↔ Н3О+ Н3О+

Механизм буферного действия по кислоте:
Н+ + Н2О ↔ Н3О+
Н3О+ +

HPO42- ↔ Н2О + H2PO4-
Prot.acid1 prot.base.2 conj.base1 conj. acid2
5 ml∙0.1М
νeq =5*10-3*0.1

ΔрН = 8,5 – 8,36 = 0,13

KH2PO4 → K +H2PO4-
H2PO4- ↔ H+ + HPO42-

K2HPO4 → 2K+ + HPO42-

 

 

 

29,5

17

6

0,13

38,5

Слайд 21

Механизм буферного действия по основанию: ОН- + H2PO4- ↔ Н2О +

Механизм буферного действия по основанию:
ОН- + H2PO4- ↔ Н2О

+ HPO42-
Prot. base1 prot. acid 2 conj.acid1 conj.base 2
5 ml∙0.1М
νэ =5*10-3*0.1

ΔрН = 8.68 – 8.5 = 0.18

 

 

 

+

-

-

Слайд 22

νэ = 50* 10-3 *0.03= 1.5*10-3 50ml, 0.03М 100ml, 0.3М νэ

νэ = 50* 10-3 *0.03= 1.5*10-3

50ml, 0.03М

100ml, 0.3М
νэ = 100* 10-3

*0.3= 30*10-3

прот.осн(соль)
νэ

прот.к-та
νэ

<

Вк

Во

Диапазон рН для фосфатного буфера:
6.7 - 8.7
рКа = 7,2

<

27.8 ммоль/л

38.5 ммоль/л
νs
νк

= 20

KH2PO4 - K2HPO4
прот.к-та прот.осн(соль)

Слайд 23

Значения изоэлектрических точек некоторых белков Белковая буферная система Pt COOH NH2

Значения изоэлектрических точек некоторых белков

Белковая буферная система
Pt COOH
NH2

Слайд 24

Белковая буферная система Pt COOH NH2 Pt COO- NH3+ pH =

Белковая буферная система
Pt COOH
NH2
Pt COO-
NH3+
pH = pJ
pH

< pJ pH > pJ

Pt COOH
NH3+

Pt COO-
NH2

Слайд 25

Состав аммиачной буферной системы: NH4OH - NH4Cl прот.основание прот.кислота (соль)

Состав аммиачной буферной системы:
NH4OH - NH4Cl

прот.основание

прот.кислота (соль)

Слайд 26

Расчет рН буферных систем II типа ЗАДАЧА 3 Рассчитайте рН буферной

Расчет рН буферных систем II типа

ЗАДАЧА 3 Рассчитайте рН буферной

системы, состоящей из 100 мл 0,1М раствора хлорида аммония и 10 мл 0,1 М раствора аммиака рКа = 9,24.
Изменится ли рН при разбавлении в 10 раз?

прот.основание
νэ = 10* 10-3 *0,1= 1*10-3

10мл, 0,1М

100мл, 0,1М

прот.кислота (соль)
νэ = 100* 10-3 *0,1= 10*10-3


 

 

Слайд 27

Буферная емкость – величина, характеризующая способность буферного раствора противодействовать смещению реакции

Буферная емкость – величина, характеризующая способность буферного раствора противодействовать смещению реакции

среды при добавлении кислот и щелочей

(моль/л, ммоль/л)

ЗАДАЧА 2 (по условиям задачи № 1)
Как изменится рН при добавлении к 110мл БС:
а) 5 мл 0,1М NaOH б) 5 мл 0,1М HCL
Рассчитайте буферную емкость системы по основанию и кислоте. Оцените буферную емкость системы по основанию и по кислоте. Напишите механизм буферного действия.

Слайд 28

Механизм буферного действия по кислоте: Н+ + Н2О ↔ Н3О+ Н3О+

Механизм буферного действия по кислоте:
Н+ + Н2О ↔ Н3О+
Н3О+ +

NH3 ↔ Н2О + NH4+
прот.к-та1 прот.осн.2 сопр.осн.1 сопр.к-та2

прот.основание
νэ = 1*10-3

10мл, 0,1М

100мл, 0,1М

прот.кислота (соль)
νэ = 10*10-3

NH3*H2O↔ NH3+H2O NH4+ + OH-

NH4Cl → NH4+ + Cl-
5 мл∙0,1М
νэ =5*10-3*0,1

ΔрН = 8,24- 7,91 = 0,33

 

 

 

Слайд 29

Механизм буферного действия по основанию: ОН- + NH4+ ↔ Н2О +

Механизм буферного действия по основанию:
ОН- + NH4+ ↔ Н2О

+ NH3
прот.осн.1 прот.к-та2 сопр.к-та1 сопр.осн.2

10мл, 0,1М

100мл, 0,1М


5 мл∙0,1М
νэ =5*10-3*0,1

ΔрН = 8,43- 8,24 = 0,19

 

прот.основание
νэ = 1*10-3

прот.кислота (соль)
νэ = 10*10-3

NH3*H2O↔ NH3+H2O NH4+ + OH-

NH4Cl → NH4+ + Cl-

 

 

Слайд 30

прот.осн νэ = 10* 10-3 *0,1= 1*10-3 10мл, 0,1М 100мл, 0,1М

прот.осн
νэ = 10* 10-3 *0,1= 1*10-3

10мл, 0,1М

100мл, 0,1М

прот.кислота (соль)
νэ = 100*

10-3 *0,1= 10*10-3

прот.кислота (соль)
νэ

прот.осн
νэ

<

Во

Вк

Диапазон рН аммиачных буферных систем :
8,24 - 10,24
рКа = 9,24

<

13,77 ммоль/л

23,92 ммоль/л

рН = 8,24
νс
νо

= 10

Слайд 31

Задача 3 рН мочи в норме 4,7-6,5, а при нарушениях кислотно-щелочного

Задача 3

рН мочи в норме 4,7-6,5, а при нарушениях кислотно-щелочного

равновесия может изменяться в пределах 4,5-8,5. При каких соотношениях NaH2PO4 и Na2HPO4 рН мочи становится равным:
а) 4,5; б) 8,5?
Слайд 32

рН = 6,2 + lg (Na2HPO4)/(NaH2PO4) 4,5 = 6,2 + lg

рН = 6,2 + lg (Na2HPO4)/(NaH2PO4)
4,5 = 6,2 + lg


Задача 3. рН мочи в норме 4,7-6,5, а при нарушениях кислотно-щелочного равновесия может изменяться в пределах 4,5-8,5. При каких соотношениях NaH2PO4 и Na2HPO4 рН мочи становится равным: а) 4,5; б) 8,5?
νс
νк

4,5 - 6,2 = lg
νс
νк
νс
νк

= 1: 50

8,5 = 6,2 + lg
νс
νк

8,5 - 6,2 = lg
νс
νк
νс
νк

= 200 : 1 (Н.З = 4:1)

Слайд 33

3. Основные виды нарушений КОС

3. Основные виды нарушений КОС

Слайд 34

Альвеолярная гиповентиляция Характер питания. Расстройство обмена веществ Введение кислот в организм

Альвеолярная
гиповентиляция

Характер питания. Расстройство обмена веществ

Введение кислот в организм

Дисбаланс рН организма в

виде повышенной кислотности
Слайд 35

Альвеолярная гиповентиляция Введение щелочей в организм Болезнь Конна. Болезнь Иценко-Кушинга. Синтетические

Альвеолярная гиповентиляция

Введение щелочей в
организм

Болезнь Конна. Болезнь Иценко-Кушинга. Синтетические стероиды. Вторичный

альдостеронизм

Нарушение КОС, характеризующееся абсолютным или относительным избытком оснований.

Слайд 36

Диагностика и корректировка КОС Основание Кислота Анализатор газов крови Серия ABL800

Диагностика и корректировка КОС

Основание

Кислота

Анализатор газов крови Серия ABL800 FLEX

Измеряемые параметры:

рН, рСО2, рО2, Na+, K+, Ca2+, Cl-,
глюкоза, лактат, общий гемоглобин, фракции гемоглобина
(оксигемоглобин, деоксигемоглобин, карбоксигемоглобин,
метгемоглобин, фетальный гемоглобин), сатурация кислорода,
билирубин

ABL800 FLEX – линейка анализаторов газов крови,
ставшая "золотым стандартом" оснащения

Слайд 37

Микро-метод Аструба(1962г.) Показатели КОС 1 , 8 - Дыхательный ацидоз 4,

Микро-метод Аструба(1962г.)

Показатели КОС

1 , 8 - Дыхательный ацидоз
4, 5 -

Дыхательный алкалоз
3, 6 - Метаболический ацидоз
2, 7 - Метаболический алкалоз

ВЕ – сдвиг буферных оснований:
избыток или дефицит оснований-
Количество ммоль бикарбоната натрия, которое следует
Добавить(или удалить) к 1л крови, чтобы рН стал 7,4
SВ – стандартный бикарбонат

Слайд 38

Показатели КОС у детей раннего возраста

Показатели КОС у детей раннего возраста

Слайд 39

Ацидоза: Бикарбонат натрия (4,5%) трисамин (3,66 %) 11 % раствор лактата

Ацидоза:
Бикарбонат натрия (4,5%)
трисамин (3,66 %)
11 % раствор лактата натрия
Алкалоза:
5 %

растворы аскорбиновой кислоты, нейтрализованный до рН = 6,0-7,0.
5% раствор цитрата натрия, нейтрализованный до рН = 6,0-7,0.

Корректировка КОС:

Слайд 40

Альвеолярная гиповентиляция Характер питания. Расстройство обмена веществ Введение кислот в организм

Альвеолярная
гиповентиляция

Характер питания. Расстройство обмена веществ

Введение кислот в организм

Дисбаланс рН организма в

виде повышенной кислотности
Слайд 41

Четыре группы продуктов: Сильно кислотообразующие Слабо кислотообразующие Слабо щелочеобразующие Сильно щелочеобразующие

Четыре группы продуктов:

Сильно
кислотообразующие

Слабо
кислотообразующие

Слабо
щелочеобразующие

Сильно
щелочеобразующие

Продукт

калорийностью 240 ккал даст кислотную нагрузку:
мясо - 67,9 м-экв Н+.
Молоко – 2,8 м-экв Н+.;
Орехи – 0,1 м-экв Н+.;
бобовые – 0,8 м-экв Н+..
Слайд 42

Слабо кислотообразующие: творог, сметана, орехи и продукты из муки грубого помола

Слабо кислотообразующие: творог, сметана, орехи и продукты из муки грубого помола


Слайд 43

Сильно кислотообразующие: мясо, колбаса, рыба, яйца, сыр, сладости, продукты из белой муки, алкоголь и кофе

Сильно кислотообразующие: мясо, колбаса, рыба, яйца, сыр, сладости, продукты из белой

муки, алкоголь и кофе
Слайд 44

Слабо щелочеобразующие: сухие фрукты, сырое молоко и грибы

Слабо щелочеобразующие: сухие фрукты, сырое молоко и грибы

Слайд 45

Сильно щелочеобразующие: овощи, свежие фрукты, картофель и зеленый салат

Сильно щелочеобразующие: овощи, свежие фрукты, картофель и зеленый салат

Слайд 46

Слайд 47

Слайд 48

Минимальный промежуток времени, за который в нашем организме происходят изменения – 10-13 дней

Минимальный промежуток времени, за который в нашем организме происходят изменения –

10-13 дней
Слайд 49

Задача 1 Состав аммиачной буферной системы: NH4OH - NH4Cl 50мл 0,1М

Задача 1

Состав аммиачной буферной системы:
NH4OH - NH4Cl
50мл 0,1М

50мл 0,2М
Сравните буферную емкость по кислоте и по основанию:
Вк=Во
Вк> Во
Вк < Во
- Предыдущая
Advanced Micro Devices
Следующая -
Зимующие птицы

Похожие презентации

Современные проблемы химической технологии керамики
Твердое состояние вещества. Плавление
Биологически активные вещества. Витамины. Ферменты. Гормоны
Формирование системы знаний о веществе. Лекция 14-15
Что изучает химия
Презентация по Химии "Полезные ископаемые." - скачать смотреть бесплатно_
Микроорганизмы и важнейшие химические факторы среды обитания
Фосфаттар - минералдар класы - ортофосфорлы қышқыл (Н3РO4) тұздары
Голубое золото
Валентность химических элементов
Релаксационные свойства полимеров
Происхождение жизни на Земле
Подготовка учащихся к практическим турам олимпиад по химии
Химические свойства солей. Генетическая связь неорганических соединений
6-членные ГЦ с 2 гетероатомами
Презентация по Химии "«Белки»" - скачать смотреть
Презентация по Химии "Промышленное получение аминокислот и их применение в медицыне и диетологии" - скачать смотреть бесплат
Урок химии на дне океана. Задача 13
Презентация по Химии "Предмет органической химии. Органические вещества" - скачать смотреть
Углеводороды
Строение атома азота
Полимеры и их использование
Химическое равновесие. Термодинамика химического равновесия
Характеристика элементов VIIA-группы (галогены)
Альдегиды и кетоны
Электролиз. Задание № 20
Радон и его дочерние продукты распада радона
Аттестационная работа. Выращивание кристаллов. Выявить условия, позволяющие из раствора медного купороса выращивать кристаллы
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть