Introducing
Your new presentation assistant.
Refine, enhance, and tailor your content, source relevant images, and edit visuals quicker than ever before.
Trending searches
Solutii tampon in sisteme biologice-Proiect chimie
1,096
Soluții tampon în sisteme biologice
Proiect realizat de Luca Luiza din clasa a XII a C
Acizi și baze
- Bazele sunt compuși anorganici sau organici care în soluții apoase disociază sau ionizează formând ioni de hidroxil -OH. Conform teoriei protolitice a lui Brönstead, bazele sunt acele specii chimice care acceptă protoni (ioni pozitivi de hidrogen), ridicând astfel valoarea pH-ului soluției respective.
- Acidul este o substanță chimică solubilă sau insolubilă în apă, care dizolvată în aceasta o soluție a cărei pH este mai mic decât 7. Una dintre teoriile acido-bazice definește acidul ca fiind substanța capabilă să cedeze unul sau mai mulți protoni în reacția cu o bază. Acizii pot fi anorganici (hidracizi, oxiacizi, etc) sau pot fi organici, numiți și acizi carboxilici.
Date generale despre acizi și baze
Soluții tampon în sisteme biologice
Soluțiile tampon sunt soluții de electroliți a căror prezență se opune variației pH-ului atunci când se adaugă un acid sau o bază. Acțiunea tampon este o consecință a echilibrelor dintre apă, acizi slabi (HA), baze (B), amfoliți (Z±) și ioni în care se transformă aceste specii în soluție apoasă.
Factorii ce modifică pH-ul soluțiilor tampon
1.Efectele diluției (raportul dintre o cantitate de soluție și cantitatea de solvent din acea soluție)
Prin diluarea soluției tampon se modifică atât concentrația
componentelor ei cât și tăria ionică, ambele efecte având drept urmare o variație a ph-ului. Un prim efect al diluției este datorat solventului amfiprotic(apa) care acționează , fie ca un acid slab, fie ca o bază slabă, deplasând echilibrele în sensul neutralizării. Alt efect asupra coeficienților de activitate , care cresc o dată cu micșorarea tăriei ionice prin diluare;ph-ul soluțiilor tampon este mai puțin influențată de diluție decât ph-ul soluțiilor de acid clorhidric. Soluțiile de acizi și baze tari, deși au o capacitate de tamponare mai mare decât soluțiile de acizi și baze slabe, își schimbă mai mult ph-ul la diluare decât sistemele care conțin electroliți incomplet disociati.
2.Efectul de sare
Sarurile neutre produc o micsorare a coeficientilor de activitate, efectul fiind contrar celui provocat de diluare.Astfel, prin adaos de saruri neutre, pH-ul solutiilor tampon baza slaba-sare se mareste, pe cand cel al solutiilor de acid slab-sare este micsorat.In absenta unor interactiuni directe intre sarea adaugata si componenta tamponului, variatia pH-ului este cauzata in principal de influenta asupra coeficientilor de activitate si in mai mica masura datorita schimbarii raportului de tamponare.
3.Efectele variatiei temperaturii
Efectul variatiilor de temperatura asupra paH-ului(sarii) unei solutii tampon se pot gasi prin derivarea in raport cu temperatura a legii actiunii maselor, corespunzatoare cazului concret considerat.Pentru multi electroliti slabi, curbele variatiei constantei de disociere cu temperatura au o forma parabolica, cu un minim in domeniul de temperatura cuprins intre 0ºC si 60ºC.Minimul acesta este in general deplasat catre temperatura de 60C, o data cu descresterea tariei acidului sau catre 0 C cand descreste taria bazei.
4.Efectul presiunii
Echilibrele in solutie sunt mult mai putin influentate de variatiile presiunii decat de variatiile temperaturii. In consecinta, modificarea paH-ului solutiilor tampon, cauzata de schimbarile presiunii barometrice, poate fi neglijata. Totusi, cand variatiile sunt foarte mari, de ordinul a sute de atmosfere, modificarile paH-ului sunt sesizabile datorita variatiilor de volum rezultate din fenomenul de electrostrictiune al dizolvantului. Acest fenomen, este cu atat mai puternic cu cat creste sarcina ionica si descreste marimea razelor ionilor.
Exista diferite categorii de amestecuri tampon si anume:
a) amestecuri de acizi slabi cu sarurile acestor acizi cu baze tari;
- exemple: acid acetic + acetat de sodiu
- acid carbonic + bicarbonat de sodiu
b) amestecuri de baze slabe cu saruri ale acestor baze cu acizi tari :
- hidroxid de amoniu + clorura de amoniu
c) amestecuri de saruri primare si secundare ale unor acizi polibazici:
- fosfat primar de sodiu + fosfat secundar de sodiu.
Mecanismul de actiune al solutiilor tampon
Mecanismul de actiune al amestecurilor tampon este urmatorul:
Consideram solutia tampon formata prin amestecul unui acid slab cu sarea sa cu o baza tare: (CH3COOH +CH3COONa)
Acidul slab este partial disociat, in timp ce baza este practic total disociata. In solutie se adauga un acid tare, deci ioni de H+. Acestia se vor combina cu anionii sarii (CH3COO-) formand CH3COOH, foarte putin disociat:
Ionii de H+, care confera unei solutii caracterul acid, vor fi implicati in formarea CH3COOH putin disociat. Deci, solutia tampon, la adausul unei cantitati moderate de acid tare, nu-si va modifica practic pH-ul.
Daca in aceeasi solutie se va adauga o baza tare, deci ioni de OH - , acestia vor forma apa, de asemenea extrem de putin disociata.
Prin urmare, adausul de baza tare intr-o solutie tampon, nu va determina cresterea semnificativa a pH-ului.
Solutiile tampon sunt utilizate la prepararea unor solutii cu pH cunoscut sau pentru mentinerea unui mediu de reactie in limite de pH cunoscute.
Rolul soluțiilor tampon
Pentru multe procese chimice este important ca valoarea pH-ului unei soluții sa nu se schimbe, chiar dacă sunt adăugate cantități de acizi sau de baze tari. La nivel celular, în organismul uman, participă acizi si baze; valoarea pH-ului poate oscila .Ca de exemplu Ph-ul sângelui poate oscila între 7,2 si 7,6. Echilibrul acido-bazic sanguin este asigurat prin intermediul unui sistem tampon plasmatic, reprezentat de bicarbonati-acid carbonic. Orice dezechilibru al sistemului tampon determina mecanisme fiziologice complexe pentru menținerea parametrilor optimi funcționali ; depășirea acestor mecanisme are ca urmare instalarea unor stari patologice.
De asemenea, procesele biochimice sunt controlate de enzime, care au acțiune optima doar în intervale mici de pH. În terenurile arabile, fertile, au loc procese biochimice într-un interval relativ mic de pH. În toate aceste cazuri, precum și în alte cazuri similare, păstrarea constantă a pH-ului se face cu ajutorul soluțiilor tampon. Menținerea Ph sanguin se realizează normal prin sistemele tampon din plasmă și globule (studiate la sânge), prin eliminarea CO2, prin respirație și prin rinichi care au capacitatea de a menține sau elimina, dupa condiții anionii și cationii, în așa fel încat să asigure constanta compoziției sanguine. Există în plasmă substanțe care trec în urina și tind să se elimine complet, pana la dispariția lor totală sau până la un nivel foarte scăzut. Altele fiind necesare vieții organismului, nu se elimină niciodată complet, sângele reținând întodeaun o anumită cantitate, în așa fel încât proporția acestora nu scade niciodată (glucoza, Na, K, Ca, Cl, sulfații).