Równowaga kwasowo-zasadowa. Zakład Chemii Medycznej PUM



Podobne dokumenty
Równowaga kwasowo-zasadowa. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

Równowaga kwasowo-zasadowa. Zakład Chemii Medycznej Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego

MECHANIZM NEUROHORMONALNY

Mechanizm działania buforów *

Maksymalne wydzielanie potu w czasie wysiłku fizycznego może osiągać 2-3 litrów na godzinę zastanów się jakie mogą być tego konsekwencje?

Kwas HA i odpowiadająca mu zasada A stanowią sprzężoną parę (podobnie zasada B i kwas BH + ):

1. WODA PREFORMOWANA a) płyny 1500 ml b) woda zawarta w pokarmach stałych 700 ml 2. WODA OKSYDACYJNA 300 ml

Ćwiczenie nr 3. Bufory. Repetytorium. Repetytorium. 1. Woda i przestrzenie wodne. Różnica w składzie jonowym płynów ustrojowych

Roztwory buforowe (bufory) (opracowanie: dr Katarzyna Makyła-Juzak)

RÓWNOWAGA KWASOWO-ZASADOWA

Równowaga kwasowo-zasadowa

Od niego zależy prawidłowy przebieg większości procesów życiowych.

Geometria wiązania hemu w oksymioglobinie

Inżynieria Środowiska

Analiza gazometrii krwi tętniczej

Repetytorium z wybranych zagadnień z chemii

WARSZTATY olimpijskie. Co już było: Atomy i elektrony Cząsteczki i wiązania Stechiometria Gazy, termochemia Równowaga chemiczna Kinetyka

Wykład 11 Równowaga kwasowo-zasadowa

RÓWNOWAGI W ROZTWORACH ELEKTROLITÓW

Spis treści. Wstęp. Roztwory elektrolitów

6. ph i ELEKTROLITY. 6. ph i elektrolity

Podstawy termodynamiki.

Dr inż. Marta Kamińska

Równowagi w roztworach wodnych (I) Zakład Chemii Medycznej PUM

roztwory elektrolitów KWASY i ZASADY

Równowaga kwasowo-zasadowa

Równowagi w roztworach wodnych

Równowaga kwasowo-zasadowa

dla której jest spełniony warunek równowagi: [H + ] [X ] / [HX] = K

Temat 7. Równowagi jonowe w roztworach słabych elektrolitów, stała dysocjacji, ph

Stanisław Poprzęcki, Adam Zając PRAKTYCZNE ZASTOSOWANIE WODOROWĘGLANU SODU W SPORCIE

Zaburzenia równowagi kwasowo - zasadowej

Fizjologia człowieka

Zaburzenia równowagi kwasowo - zasadowej

PODSTAWY CHEMII INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA. Wykład 2

Wydział Chemii, Zakład Dydaktyki Chemii ul. Ingardena 3, Kraków tel./fax:

CHEMIA BUDOWLANA ĆWICZENIE NR 3

- w nawiasach kwadratowych stężenia molowe.

Kwas i zasada dwa pojęcia, wiele znaczeń. dr Paweł Urbaniak ACCH, Łódź,

Równowagi jonowe - ph roztworu

Chemia ogólna nieorganiczna Wykład XII Kinetyka i statyka chemiczna

Opracowanie: dr Jadwiga Zawada, dr inż. Krystyna Moskwa

Równowagi w roztworach wodnych

W rozdziale tym omówione będą reakcje związków nieorganicznych w których pierwiastki nie zmieniają stopni utlenienia. Do reakcji tego typu należą:

Równowagi w roztworach wodnych. Zakład Chemii Medycznej PAM

Podstawy termodynamiki.

RÓWNOWAGI KWASOWO-ZASADOWE W ROZTWORACH WODNYCH

HYDROLIZA SOLI. 1. Hydroliza soli mocnej zasady i słabego kwasu. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco:

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

H H Równowagi w roztworach elektrolitów. Teoria Brönsteda (1923) Kwasy i zasady. - Elektrolity - Solwatacja. - Pojęcie kwasu i zasady

HYDROLIZA SOLI. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco:

Dysocjacja kwasów i zasad. ponieważ stężenie wody w rozcieńczonym roztworze jest stałe to:

PRZYKŁADOWE ROZWIĄZANIA ZADAŃ

Spis treści. Wstęp... 9

Marcin Skrok, Alicja Nowicka. Kwasica i zasadowica oddechowa (równowaga kwasowo-zasadowa podstawy, kwasica oddechowa, zasadowica oddechowa)

Zaburzenia równowagi kwasowo-zasadowej

11. ROZTWORY ELEKTROLI- TÓW. POMIAR ph

Teorie kwasów i zasad; słabe i mocne elektrolity.

Równowagi w roztworach wodnych

Teorie kwasów i zasad; słabe i mocne elektrolity.


Chemia - B udownictwo WS TiP

Układ oddechowy. Wymiana gazowa = respiracja wymiana tlenu i dwutlenku węgla między środowiskiem zewnętrznym a organizmem.

ROZTWORY część I ROZPUSZCZALNOŚĆ

PEHAMETRIA I ROZTWORY BUFOROWE

Woda w organizmie człowieka. Właściwości koligatywne roztworów. Zakład Chemii Medycznej Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego

Równowagi w roztworach elektrolitów

HYDROLIZA SOLI. ROZTWORY BUFOROWE

Nazwa przedmiotu. Kod przedmiotu

Roztwory i reakcje w roztworach wodnych

2. Właściwości kwasowo-zasadowe związków organicznych

Konkurs przedmiotowy z chemii dla uczniów dotychczasowych gimnazjów. 07 marca 2019 r. zawody III stopnia (wojewódzkie) Schemat punktowania zadań

NaOH HCl H 2 SO 3 K 2 CO 3 H 2 SO 4 NaCl CH 3 COOH

Właściwości elektrolityczne i buforowe wodnych roztworów aminokwasów

Zadania dodatkowe z konwersatorium z podstaw chemii Semestr letni, rok akademicki 2012/2013

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W KONINIE. WYDZIAŁ Kultury Fizycznej i Ochrony Zdrowia

1 Hydroliza soli. Hydroliza soli 1


Reakcje utleniania i redukcji Reakcje metali z wodorotlenkiem sodu (6 mol/dm 3 )

Cel główny: Uczeń posiada umiejętność czytania tekstów kultury ze zrozumieniem

Roztwory elekreolitów

Bufory ph. Pojemność buforowa i zakres buforowania

ĆWICZENIE NR 4 PEHAMETRIA. Poznanie metod pomiaru odczynu roztworów wodnych kwasów, zasad i soli.

Ćwiczenie 6 Aminokwasy

ZADANIA Z KONKURSU POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ (RÓWNOWAGI W ROZTWORZE) Opracował: Kuba Skrzeczkowski (Liceum Akademickie w ZS UMK w Toruniu)

Reakcje chemiczne. Typ reakcji Schemat Przykłady Reakcja syntezy

Wykład przygotowany w oparciu o podręczniki:

Zagadnienia do pracy klasowej: Kinetyka, równowaga, termochemia, chemia roztworów wodnych

relacje ilościowe ( masowe,objętościowe i molowe ) dotyczące połączeń 1. pierwiastków w związkach chemicznych 2. związków chemicznych w reakcjach

Obliczenia chemiczne. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

11. ROZTWORY ELEKTROLITÓW POMIAR ph

ANEKS 5 Ocena poprawności analiz próbek wody

Kompartmenty wodne ustroju

Wodorotlenki. n to liczba grup wodorotlenowych w cząsteczce wodorotlenku (równa wartościowości M)

EGZAMIN DIAGNOZUJĄCY Z CHEMII TEORIE KWASÓW I ZASAD DLA UCZNIÓW KLASY I

STAłA I STOPIEŃ DYSOCJACJI; ph MIX ZADAŃ Czytaj uważnie polecenia. Powodzenia!

OZNACZANIE WŁAŚCIWOŚCI BUFOROWYCH WÓD

KRYTERIA OCENIANIA ODPOWIEDZI Próbna Matura z OPERONEM. Chemia Poziom rozszerzony

Kwasica nieoddechowa u chorych z PCHN

Transkrypt:

Równowaga kwasowozasadowa Zakład Chemii Medycznej PUM

Teorie kwasów i zasad Teoria dysocjacji elektrolitycznej Arheniusa: podczas rozpuszczania w wodzie wodzie kwas: dysocjuje z odszczepieniem kationu wodorowego zasada: dysocjuje z odszczepieniem anionu wodorotlenowego Teoria Bronsteda i Lowrego (protonowa teoria kwasów): kwasy: substancje zdolne do oddania protonu zasady: substancje zdolne do przyłączenia protonu Teoria Lewisa: wykładnikiem kwasowości i zasadowości jest specyficzna budowa ostatniej powłoki elektronowej kwasy: substancje zdolna do przyłączenia pary elektronów zasady: substancja zdolna do oddania pary elektronów 2

Krytyka pojęcia ph ph = log [H + ] ph [H + ] 1 100 mmol/l D = 90 mmol/l 2 10 mmol/l D = 9 mmol/l 3 1 mmol/l 3

Krytyka pojęcia ph ph krwi tętniczej (włośniczkowej) ph = log [H + ] norma: 7,35 7,45 jedn. Sørensena 44,7 nmol/l 35,5 nmol/l patologia: 6,9 7,7 jedn. Sørensena 126 nmol/l 20 nmol/l ph [H + ] 7,4 7,1 (0,3 jedn.) 40 80 nmol/l (D = 40nmol/L) 7,7 7,4 (0,3 jedn.) 20 40 nmol/l (D = 20 nmol/l) 4

Roztwory buforowe Mieszaniny: słabego kwasu i soli tego kwasu z mocną zasadą CH 3 COOH + CH 3 COO słabej zasady i jej soli z mocnym kwasem NH 3 + NH 4 + dwóch soli kwasu wieloprotonowego H 2 PO 4 + HPO 4 2 5

Równanie Hendersona Hasselbalcha AH A + H + K a = [A ] x [H + ] [AH] log K a = log [A ] x [H + ] [AH] ponieważ log K a = pk a pk a = log [A ] x [H + ] [AH] 6

Równanie Hendersona Hasselbalcha określa ph mieszaniny buforowej AH A + H + pk a = log [A ] x [H + ] [AH] pka = log [A ] log [H + ] + log [AH] log [H + ] = pk a + log[a ] log [AH] log [H + ] = ph ph = pk a + log [A ] [AH] 7

Równanie Hendersona Hasselbalcha ph = pk a + log [A ] [AH] ph mieszaniny buforowej zależy od: rodzaju kwasu stosunku stężeń składników (soli i kwasu) ph roztworów buforowych nie zmienia się wraz z rozcieńczaniem roztworu! 8

Roztwory buforowe działanie bufor octanowy: CH 3 COOH i CH 3 COO w stanie równowagi: CH 3 COOH + H 2 O CH 3 COO + H 3 O + Kwas octowy jest kwasem słabym, jony octanowe pochodzą w całości z dysocjacji soli. CH 3 COOH CH 3 COO + H + dodajemy pewną ilość mocnego kwasu: +H + CH 3 COOH CH 3 COO + H + mocny kwas wypiera słaby kwas z jego soli 9

Pojemność buforowa Dc b = DpH b pojemność buforowa Dc ilość mocnego kwasu lub mocnej zasady dodanego do roztworu buforowego (mol/l) DpH obserwowana przy tym zmiana ph Pojemność buforowa zależy od stężeń składników: wzrasta wraz z ich wzrostem i maleje wraz z rozcieńczaniem roztworu buforowego 10

Pojemność buforowa Dc b = DpH ph = pk a + log [A ] [AH] Pojemność buforu jest tym większa im wyższe są stężenia obu składników. największa jest wtedy, gdy ph = pk Nadmiar kwasu w buforze lepsze buforowanie zasad Większe stężenie soli lepsze buforowanie kwasów. W miarę dodawania zasady lub kwasu pojemność buforowa zmniejsza się staje się równa zero w momencie, gdy cała zawarta w buforze sól zamieni się w słaby kwas lub cały słaby kwas zostanie przeprowadzony w sól. 11

ph wewnątrzkomórkowe cytoplazma 6,0 mitochondria komórkowe, siateczka endoplazmatyczna 7,0 7,4 jądro komórkowe przeciętne ph płynu wewnątrzkomórkowego dla całego ustroju wynosi: 6,95 (112 nmol/l) różnice w ph wewnątrzkomórkowym pomiędzy komórkami poszczególnych narządów: erytrocyty 7,20 nabłonek kanalików nerkowych 7,32 komórki mięśni szkieletowych ok. 6,9 12

Mechanizmy regulacji ph w organizmie Regulacja narządowa regulacja nerkowa regulacja płucna regulacja kostna Regulacja buforowa bufor białczanowy Hbiałka białczany bufor fosforanowy H 2 PO 4 HPO 4 2 bufor wodorowęglanowy HCO 3 H 2 CO 3 13

Bufor białczanowy w środowisku kwaśnym: grupy karboksylowe i fenolowe aminokwasów nie ulegają dysocjacji grupy zasadowe (aminowe, imidazolowe, guanidynowe) są akceptorami jonów wodorowych w środowisku zasadowym: grupy karboksylowe, tiolowe i fenolowe są donorami jonów wodorowych, zobojętniając grupy hydroksylowe w słabo zasadowym środowisku o ph 7,4 białka są anionami. we krwi stężenie białek wynosi ok. 16 meq/l, pojemność buforowa układu białczanowego wynosi: 5 mmol/ jednostkę ph 14

Bufor białczanowy bufor hemoglobinianowy I układ HHbO 2 KHbO 2 II układ HHb KHb Bufor hemoglobinianowy jest najważniejszym buforem białczanowym krwi hemoglobina stanowi ok. ¾ całkowitego białka krwi. hemoglobina ma charakter kwaśny z powodu przewagi grup kwasowych hemu nad zasadowymi globiny kwaśność hemoglobiny ulega znacznej zmianie w zależności od stopnia utlenowania 15

Bufor fosforanowy główny układ buforowy wewnątrzkomórkowy W buforze fosforanowym krwi: H 2 PO 4 HPO 2 4 + H + KH 2 PO 4 = 6,2 x 10 8, pk 2 = 6,8 HPO 2 4 / H 2 PO 4 = 4/1 W buforze fosforanowym moczu: HPO 2 4 / H 2 PO 4 = 1/4 HPO 2 4 + H + H 2 PO 4 optymalne ph działania buforu wynosi 6,8. w buforze fosfaronowym moczu (ph ok.6,0) stosunek fosforanu IIrzedowego do fosforanu I rzedowego wynosi 1:4. zmiana stosunków fosforanów w buforze fosforanowym moczu w porównaniu do krwi wynika z zamiany fosforanu IIrzedowego w fosforan Irzędowy w efekcie wiązania jonów wodorowych wydzielanych przez kanaliki dystalne i zbiorcze nerek. 16

Bufor wodorowęglanowy Największe znaczenie wśród buforów krwi ma układ HCO 3 /H 2 CO 3 organizm usuwa przez płuca produkt odwodnienia kwasu węglowego dwutlenek węgla. jest to bufor działający w systemie otwartym H 2 CO 3 i CO 2 rozpuszczony w fazie wodnej pozostają w równowadze z CO 2 znajdującym się w fazie gazowej. CO 2 we krwi przepływającej przez płuca pozostaje w stanie równowagi z CO 2 zawartym w powietrzu w pęcherzykach płucnych. działając w układzie otwartym bufor ma kilkakrotnie większą pojemność niż bufor działający w układzie zamkniętym. 17

Bufor wodorowęglanowy CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 99% 1% ph = pkh 2 CO 3 + log ph = pkh 2 CO 3 + log [A] [ AH] [ HCO 3 ] [CO 2 ] 18

Badanie gazometryczne krwi pkh 2 CO 3 = 6,11 [HCO 3 ] = 24 mmol/l [CO 2 ] = a x p a współczynnik rozpuszczalności CO 2 w osoczu a = 0,225 mmol/l/kpa p ciśnienie parcjalne CO 2 w pęcherzykach płucnych pco 2 = 5,32 kpa 19

Bufor wodorowęglanowy CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 99% 1% ph = pkh 2 CO 3 + log [ HCO 3 ] [CO 2 ] pkh 2 CO 3 = 6,11 [HCO 3 ] = 24 mmol/l [CO 2 ] = a x p a = 0,225 mmol/l/kpa pco 2 = 5,32 kpa 24 20 ph = 6,11 + log = 6,11 + log = 7,4 0,225 x 5,32 1 20

Bufor wodorowęglanowy działanie CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 99% 1% +H + CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 21

Bufor wodorowęglanowy najważniejszy element równowagi kwasowo zasadowej działa w systemie otwartym w warunkach prawidłowych stosunek HCO 3 do stężenia CO 2 wynosi 20:1 składowa metaboliczna ph = pkh 2 CO 3 + log [HCO 3 ] pco 2 x a składowa oddechowa 22

Zaburzenia równowagi kwasowozasadowej ph = pkh 2 CO 3 + log [HCO 3 ] pco 2 x a składowa metaboliczna składowa oddechowa zaburzenie ph [HCO3] pco2 Kwasica metaboliczna Kwasica odechowa Zasadowica metaboliczna zmiany pierwotne Zasadowica oddechowa zmiany wtórne 23

Bufor wodorowęglanowy Do jednego litra normalnego osocza dodano 10 mmol mocnego kwasu. Jak zmieni się jego ph, gdy układ jest otwarty i układ jest zamknięty pkh 2 CO 3 = 6,11; [HCO 3 ] = 24 mmol/l; a = 0,225 mmol/l /kpa pco 2 = 5,32 kpa; ph=7,4 układ jest otwarty 24 HCO 3 + 10 H + > 10 CO 2 + 10 H 2 O + 14 HCO 3 24 10 14 ph = 6,11 + log = 6,11 + log = 7,17 0,225 x 5,32 1,2 układ jest zamknięty 24 HCO 3 + 10 H + > X 10 CO 2 + 10 H 2 O + 14 HCO 3 24 10 14 ph = 6,11 + log = 6,11 + log = 6,2 1,2 + 10 11,2 24

Rola krwinek czerwonych w regulacji kwasowozasadowej krwi. Reakcja w kapilarach tkanek Erytrocyt O 2 HbO 2 + H + HHb + O 2 do tkanek CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 CO 2 z tkanek anhydraza węglanowa Cl Cl przesunięcie chlorkowe HCO 3 25

Rola krwinek czerwonych w regulacji kwasowozasadowej krwi. Reakcja w kapilarach pęcherzyków płucnych O 2 z płuc Erytrocyt HHb + O 2 HbO 2 + H + HCO 3 + H + H 2 CO 3 H 2 O + CO 2 Cl anhydraza węglanowa HCO 3 Cl CO 2 wydychany 26