Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

2.4: Буфери, рН, кислоти та основи

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    8253

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    РН розчину є мірою його кислотності або лужності. Ви, напевно, використовували лакмусовий папір, папір, який був оброблений природним водорозчинним барвником, тому його можна використовувати як показник рН, щоб перевірити, скільки кислоти або основи (лужності) існує в розчині. Можливо, ви навіть використовували деякі, щоб переконатися, що вода у відкритому басейні належним чином обробляється. В обох випадках цей тест на рН вимірює кількість іонів водню, яка існує в даному розчині. Високі концентрації іонів водню дають низький рН, тоді як низький рівень іонів водню призводить до високого рН. Загальна концентрація іонів водню обернено пов'язана з його рН і може бути виміряна за шкалою рН (рис.\(\PageIndex{1}\)). Тому чим більше іонів водню, тим нижче рН; навпаки, чим менше іонів водню, тим вище рН.

    Шкала рН коливається від 0 до 14. Зміна однієї одиниці за шкалою рН являє собою зміну концентрації іонів водню в 10 разів, зміна двох одиниць являє собою зміну концентрації іонів водню в 100 разів. Таким чином, невеликі зміни рН представляють великі зміни концентрацій іонів водню. Чиста вода нейтральна. Він не є ні кислим, ні основним, і має рН 7,0. Все, що нижче 7,0 (від 0,0 до 6,9) є кислим, і все, що вище 7,0 (від 7,1 до 14,0) є лужним (основним). Кров у ваших венах слаболужна (рН = 7,4). Навколишнє середовище у вашому шлунку дуже кисле (рН = 1 до 2). Апельсиновий сік м'яко кислий (рН = приблизно 3,5), тоді як харчова сода є основною (рН = 9,0).

    Шкала рН з репрезентативними речовинами та їх рН.
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Шкала рН вимірює кількість іонів водню (H +) у речовині. (кредит: модифікація роботи Едварда Стівенса)

    Кислоти - це речовини, які забезпечують іони водню (Н +) і знижують рН, тоді як основи забезпечують гідроксидні іони (ОН -) і підвищують рН. Чим сильніше кислота, тим охочіше вона жертвує Н +. Наприклад, соляна кислота і лимонний сік дуже кислі і легко віддають Н + при додаванні в воду. І навпаки, основи - це ті речовини, які з готовністю здають ОН -. OH - іони поєднуються з Н + для отримання води, що підвищує рН речовини. Гідроксид натрію і багато побутові очищувачі дуже лужні і віддають ОН - швидко при поміщенні в воду, тим самим підвищуючи рН.

    Більшість клітин в наших тілах працюють у дуже вузькому вікні шкали рН, зазвичай коливається лише від 7,2 до 7,6. Якщо рН організму знаходиться поза цим діапазоном, дихальна система дає збої, як і інші органи в організмі. Клітини вже не функціонують належним чином, і білки будуть руйнуватися. Відхилення за межами діапазону рН може викликати кому або навіть спричинити смерть.

    То як же ми можемо ковтати або вдихати кислі або основні речовини і не вмирати? Буфери - це ключ. Буфери легко поглинають надлишок H + або OH - зберігаючи рН тіла ретельно підтримується у вищезгаданому вузькому діапазоні. Вуглекислий газ є частиною видатної буферної системи в організмі людини; він підтримує рН в належному діапазоні. Ця буферна система включає вугільну кислоту (H 2 CO 3) та бікарбонат (HCO 3 -) аніон. Якщо в організм надходить занадто багато Н +, бікарбонат з'єднається з Н +, щоб створити вугільну кислоту і обмежити зниження рН. Так само, якщо занадто багато OH - введено в систему, вугільна кислота буде швидко дисоціювати на бікарбонат і H+ іони. Іони Н + можуть поєднуватися з OH — іонами, обмежуючи збільшення рН. Хоча вугільна кислота є важливим продуктом у цій реакції, її присутність швидкоплинна, оскільки вугільна кислота виділяється з організму як вуглекислий газ кожного разу, коли ми дихаємо. Без цієї буферної системи рН у наших тілах коливався би занадто сильно, і ми не змогли б вижити.

    Запит\(\PageIndex{1}\)

    Activity

    Запит\(\PageIndex{2}\)

    Activity

    Посилання

    Якщо не зазначено інше, зображення на цій сторінці ліцензуються відповідно до CC-BY 4.0 OpenStax.

    OpenStax, Концепції біології. OpenStax CNX. 22 березня 2017 року https://cnx.org/contents/s8Hh0oOc@9....0BfSb7@4/Water