Solutii tampon in sisteme biologice

Definitie

Solutiile tampon sunt solutii de electroliti a caror prezenta se opune variatiei pH-ului atunci cand se adauga un acid sau o baza.Actiunea tampon este o consecinta a echilibrelor dintre apa,acizi slabi (HA),baze (B),amfoliti (Z±) si ioni in care se transforma aceste specii în solutie apoasã.

Clasificare solutii tampon

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

Reactia de ionizare si caracterul amfoter al aminoacizilor

La tratarea solutiei apoase a unui aminoacid cu o cantitate mica dintr-un acid tare sau o baza tare, solutia aminoacidului nu isi modifica semnificativ pH-ul.

In solutii bazice, aminoacizii se afla sub forma de anioni, iar in solutii acide sub forma de cationi.

Astfel, in solutia apoasa a unui aminoacid monoaminomonocarboxilic exista urmatorii ioni: cation, amfion si anion.

Valoarea pH-ului la care anionul si cationul au aceeasi valoare se numeste punct izoelectric, predominand astfel forma amfonica.

Grupa carboxil, cu caracter acid, cedeaza un proton grupei amino, cu caracter bazic.

In urma acestui schimb de protoni grupa carboxil este transformata in ionul carboxilat, iar grupa amino in ionul amoniu substituit.

Ionul format prin ionizarea intramoleculara a unui aminoacid contine ambele tipuri de sarcini si este numit amfion sau forma dipolara.

Datorita reversibilitatii reactiei ,adaosul de acid tare la o solutie tampon de acetat nu produce o variatie mare a pH-ului ,deoarece acidul adaugat este neutralizat de ionul de acetat ce functioneaza ca baza.Similar, un adaos de hidroxid alcalin este neutralizat de ionul de hidroniu, conducand la formare de acid acetic

Acizi.Baze.

Determinarea pH-ului si a pOH-ului

Solutii tampon in sisteme biologice

Sangele si alte solutii fiziologice sunt solutii tampon: pH-ul sangelui se schimba foarte putin fata de valoarea sa normala care este aproximativ 7,4, la adaugarea unui acid sau a unei baze. Se remarca astfel serumproteinele care prin hidroliza genereaza aminoacizi.

Echilibre acido-bazice in organismul uman

Reglarea echilibrului acido-bazic:

• controlul pH-ului cu ajutorul sistemelor tampon din sange
• pe cale respiratorie; cresterea concentratie ionilor hidroniu stimuleaza centrul respirator, care genereaza modificarea ventilatiei pulmonare. Astfel, scaderea pH-ului sanguin determina scaderea afinitatii hemoglobinei(proteina prezenta in eritrocite) pentru oxigen. Puterea de tampon a aparatului respirator este de 2 ori mai mare decat a unui sistem chimic
• prin excretia de urina acida sau alcalina. Acest mecanism depinde de capacitatea rinichilor de a neutraliza excesul de acizi sau baze care patrund in corp. Unele procese de la nivel renal sunt cntrolate enzimatic si hormonal.