反応:
na₂hpo₄ +h⁺⁺nah₂po₄ +na⁺
* na₂hpo₄(リン酸二節): これがバッファの基本コンポーネントです。それは弱い塩基として作用し、陽子(H⁺)を受け入れることができます。
* H⁺(水素イオン): これは、バッファシステムに追加された酸性成分を表します。
* nah₂po₄(リン酸ジヒドゲン酸二量体): これはバッファーの酸性成分です。それは弱酸として機能し、陽子(H⁺)を寄付することができます。
* na⁺(ナトリウムイオン): これは観客イオンであり、プロトン移動に直接関与していません。
バッファリングアクション:
バッファーの関数の鍵は、可逆反応です 。これは、反応が両方向に進むことができることを意味します。
* 酸を追加する(H⁺): 溶液に酸を加えると、hpo₄イオンはhpo₄²⁻(na₂hpo₄)と反応してh₂po₄⁻(nah₂po₄)を形成します。このH⁺の消費は、pHの大幅な変化を防ぎます。
* ベースの追加(OH⁻): ベース(OH⁻など)を追加すると、Hpo₄と水を形成してHpo₄⁻と反応します。繰り返しますが、この反応は追加のベースを消費し、大幅なpH変化を防ぎます。
バッファーの重要性:
* pH安定性の維持: バッファーは、pHの劇的な変化に抵抗するため、生物系では不可欠です。 この安定性は、次のために重要です。
* 酵素活性: ほとんどの酵素は、狭いpH範囲内で最適に機能します。
* 細胞関数: 細胞内および細胞外環境のpHは、適切な細胞機能のためにしっかりと制御する必要があります。
* 化学反応: 多くの化学反応は、特定のpH範囲内でのみ最適な速度で進行します。
* アプリケーション: バッファシステムは次のように広く使用されています。
* 生物学的研究: 細胞培養、実験、およびアッセイのpHの維持。
* 薬: 静脈内液および一部の薬物の血液pHを調節します。
* 化学: 化学反応、滴定、および分析手順におけるpHの制御。
要約:
Na₂Hpo₄とH⁺の反応は、バッファシステムがどのように機能するかを示しています。陽子を可逆的に受け入れて寄付することにより、バッファーはpHの変化を最小限に抑え、さまざまな生物学的および化学プロセスの安定性を確保します。