En buffertlösning används för att motverka pH-förändringar när en viss mängd stark syra eller bas tillsätts lösningen. Buffertar utgör en viktig del av biologiska system i levande organismer såväl som i laboratoriemiljö. Anledningen till att en buffert kan bibehålla ett visst pH är att koncentrationerna av svag syra och dess konjugerade bas hålls i ett specifikt förhållande, i linje med syrans titreringskurva.
En titreringskurva är en graf som visar sambandet mellan de relativa koncentrationerna av en svag syra och dess konjugerade bas, genom att plotta pH mot den mängd bas som tillsatts. I det område av kurvan där grafen är nästan platt förändras pH mycket lite vid tillsats av bas. Just detta område utgör därför den mest lämpliga pH-nivån för bufferten, eftersom buffringskapaciteten är som störst där.
Den viktigaste bufferten i levande celler är paret dihydrogenfosfat/vätefosfat (H2PO4−/HPO42−). I blodet är den dominerande bufferten däremot paret kolsyra/bikarbonat (H2CO3/HCO3−). Detta system bygger på kolsyrans dissociation, som har ett pKa-värde på 6,37. Eftersom människans blod måste hålla sig runt pH 7,4 involverar systemet även koldioxid, som transporteras med blodet till lungorna och andas ut.
Fosfatbufferten bygger på jämvikten mellan dihydrogenfosfatjonen (H2PO4−) och vätefosfatjonen (HPO42−) och har sitt effektiva verkningsområde kring fysiologiskt pH. En annon vanlig laboratoriebuffert är TRIS, det vill säga tris(hydroxymetyl)aminometan, som har ett pKa på cirka 8,3 och ofta används i biokemiska sammanhang. TRIS är populär eftersom den sällan stör de system som studeras, vilket gör den till ett pålitligt val i experiment.
Laboratoriemetoder för att isolera och studera enzymer använder buffertade lösningar, eftersom ett enzym bara fungerar inom ett smalt pH-intervall. Enzymer är mycket känsliga både för pH och för saltkoncentrationer. Därför är det avgörande att välja en buffert med god kapacitet exakt vid det aktuella pH-värdet för att experimentet ska bli framgångsrikt och resultaten tillförlitliga.
Andningen spelar en central roll i blodets buffring, eftersom andningsfrekvensen regleras efter kroppens behov av att hantera vätejoner och surhetsgrad. När vätejoner ansamlas i blodet binder de till bikarbonat och bildar kolsyra, vilket i sin tur höjer nivån av koldioxid i lungorna. Genom att öka andningsfrekvensen avlägsnas detta överskott av koldioxid effektivt. På så sätt utnyttjas buffertsystemet kontinuerligt för att hålla blodets pH inom det smala intervall som krävs för att kroppens funktioner ska fungera optimalt.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online