1。 平衡とpH:
*バッファーは、弱酸とその共役塩基(または弱い塩基とその共役酸)を含む溶液です。これらのコンポーネントは平衡状態で存在し、常に互いに変換されます。
*重要なのは、溶液のpHに応じて平衡が一方に向かっていることです。
2。 pHの変化に応答する:
* 酸の追加: バッファー溶液に酸を加えると、緩衝液のコンジュゲート塩基が加えられた水素イオン(H+)と反応して、より多くの弱酸を形成します。この反応は、追加されたH+を消費し、pHの大幅な低下を防ぎます。
* ベースの追加: 塩基を緩衝液に加えた場合、緩衝液の弱酸酸は、添加された水酸化物イオン(OH-)にプロトン(H+)を寄付して水を形成します。この反応は、追加されたOH-を中和し、pHの有意な上昇を防ぎます。
3。 「バッファリング容量」の維持:
*各バッファシステムには、最も効果的な特定のpH範囲があります。これは、バッファリング容量と呼ばれます。
*バッファシステムは、pHが弱酸のPKAに近い場合に最適に機能します(PKAは酸の強度の尺度です)。
* pHがPKAから遠すぎると、変化に抵抗するバッファーの能力が減少します。
生物系の例:
* 血液バッファー: 血液中の重炭酸塩バッファーシステム(H2CO3/HCO3-)は、酸素輸送と酵素機能に不可欠な約7.4のpHを維持します。
* セルラーバッファ: リン酸緩衝液(H2PO4-/HPO42-)は、細胞プロセスのpHを維持するために内部の内部で重要です。
* タンパク質バッファー: タンパク質自体は、酸性または塩基性の特性を持つアミノ酸側鎖の存在により、緩衝液として作用する可能性があります。
要約: 生物学的系のバッファーは、pHの衝撃吸収体のようなものです。追加の酸または塩基と反応することにより、pHの変化の影響を最小限に抑え、生物学的プロセスに必要な安定性を確保します。