[자연과학]Buffers

목차

Buffers
생물계안에서의 pH 변화에 대한 완충 작용
완충액은 약산과 그 짝염기의 혼합물이다.
약산 또는 약염기는 pH 변화에 대해서 세포와 조직에 완충 작용을 한다.
히스티딘-이미다졸기의 해리도 세포 내의 완충용액 시스템으로 작용한다.
혈액, 폐, 그리고 완충액 : 탄산수소염 완충계

본문내용

완충 작용은, 프로톤 공여체와 짝지음 염기인 프로톤 수용체 용액이 거의 같은 농도로 존재하는 2가지의 가역반응의 평형으로부터 생긴다. H+ 또는 OH-를 완충액에 첨가할 때는 언제나, 약산과 그의 음이온(anion)의 상대 농도 비의 근소한 변화, 즉 pH의 근소한 변화가 생긴다. 완충계의 한 가지 성분의 농도 감소는, 또 다른 성분의 농도의 증가로 인해서 정확하게 균형이 잡히게 된다. 완충액 성분의 총합은 변화되지 않고 그들의 비율만이 변화되는 것이다.
각 짝산-염기쌍은 유효한 완충제로서 작용할 수 있는 특유의 pH영역을 가지고 있다. 즉, H2PO4-/HPO24- 쌍의 pKa은 6.86이며, 약 pH는 5.9와 pH 7.9사이에서 유효한 완충계로서의 역할을 한다. 또한 NH4+/NH3 쌍의 pKa은 9.25이며, 약 pH 8.3과 10.3 사이에서 완충제로서 작용할 수 있다.
어떤 간단한 표현은 pH, pK, 그리고 완충제 농도의 관계를 나타낸다.

아세트산과 H2PO4-, 그리고 NH4+의 적정 곡선은 거의 같은 형상을 하고 있으며, 이것은 이 곡선이 하나의 기본적 법칙 또는 관계가 있다는 것을 반영하고 있다는 것을 나타내고 있다. 이것은 사실이다. 어떤 약산의 적정 곡선의 형도, Henderson-Hasselbalch equation에 의해서 표현이 되며, 이 식은 척추동물의 혈액과 조직에서의 완충 작용(buffer action)과 산-염기의 규형을 이해하는데 중요한 것이다. 이 식은 어떤 산의 해리 상수의 표현을 간단하게 바꾸어 말할 수 있는 유용한 방법이다. 약산(HA)의 H과 A-로의 해리에 대해서, Henderson-Hasselbalch식은 다음과 같이 유도할 수 있다.

참고 자료

없음