Πόσο τόσο τα συστήματα ρυθμιστικού βάσης οξέος ελαχιστοποιούν τις αλλαγές του pH;

Τα συστήματα ρυθμιστικού ρυθμού οξέος-βάσης λειτουργούν ελαχιστοποιώντας τις μεταβολές του ρΗ αντισταθμίζοντας την προσθήκη είτε οξέος είτε βάσης. Δείτε πώς το κάνουν:

1. Η σύνθεση:

* Ένα ρυθμιστικό σύστημα αποτελείται από ένα αδύναμο οξύ και τη συζευγμένη βάση του (ή μια αδύναμη βάση και το συζευγμένο οξύ του).

* Το αδύναμο οξύ και η βάση υπάρχουν σε ισορροπία μεταξύ τους.

2. Απαντώντας σε πρόσθετο οξύ:

* Όταν προστίθεται ένα ισχυρό οξύ (όπως HCl), το βασικό συστατικό του ρυθμιστικού συστήματος αντιδρά με τα προστιθέμενα ιόντα Η+, μετατρέποντάς το στο συζευγμένο οξύ του.

* Αυτή η αντίδραση καταναλώνει την προστιθέμενη Η+, εμποδίζοντας μια μεγάλη μείωση του ρΗ.

3. Απαντώντας στην πρόσθετη βάση:

* Όταν προστίθεται μια ισχυρή βάση (όπως το NaOH), το όξινο συστατικό του ρυθμιστικού συστήματος αντιδρά με τα προστιθέμενα ιόντα, μετατρέποντάς το στη βάση του συζευγμένου.

* Αυτή η αντίδραση καταναλώνει την προστιθέμενη OH-, εμποδίζοντας μια μεγάλη αύξηση του ρΗ.

Παράδειγμα:

Ας εξετάσουμε το κοινό σύστημα ρυθμιστικού διαλύματος διττανθρακικού στο αίμα:

* Αδύναμο οξύ: Ανθρακικό οξύ (H2CO3)

* Βάση συζεύξεως: Ιόν διττανθρακικού άλατος (HCO3-)

* Προσθήκη οξέος: Τα ιόντα Η+ αντιδρούν με HCO3- για να σχηματίσουν H2CO3, ελαχιστοποιώντας την αύξηση της συγκέντρωσης Η+ (και επομένως, μείωση του ρΗ).

* Προσθήκη βάσης: Τα ιόντα ΟΗ αντιδρούν με H2CO3 για να σχηματίσουν HCO3- και H2O, ελαχιστοποιώντας τη μείωση της συγκέντρωσης Η+ (και επομένως, η αύξηση του ρΗ).

Συνοπτικά:

* Τα συστήματα ρυθμιστικού διαλύματος αντιστέκονται στις μεταβολές του ρΗ απορροφώντας και εξουδετερώνοντας προστιθέμενα ιόντα Η+ ή ΟΗ.

* Αυτή η ικανότητα προκύπτει από την ισορροπία μεταξύ του ασθενούς οξέος και της βάσης του συζευγμένου.

* Η αποτελεσματικότητα του buffer εξαρτάται από τις συγκεντρώσεις των συστατικών οξέος και βάσης, με το ρυθμιστικό να λειτουργεί καλύτερα όταν οι συγκεντρώσεις τους είναι παρόμοιες.

Σημασία των αποθηκευτικών συστημάτων:

Τα ρυθμιστικά συστήματα είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση του κατάλληλου ρΗ βιολογικών συστημάτων, όπως το αίμα, τα κύτταρα και άλλα υγρά. Ακόμη και οι μικρές αλλαγές στο ρΗ μπορούν να έχουν σημαντικές επιδράσεις στις βιολογικές διεργασίες, έτσι τα συστήματα αποθεμάτων είναι απαραίτητα για τη ζωή.