Pufr

Sloučenina MES – běžně používaný biochemický pufr.

Pufr (z německého Puffer, „nárazník“; též ústojný roztok (ústoj), nárazník či tlumivý roztok (tlumič)) je konjugovaný pár kyseliny a nebo zásady a jejich soli, který je schopný udržovat v jistém rozmezí stabilní pH po přidání kyseliny či zásady do systému. Pufry jsou obvykle směsi slabých kyselin a jejich solí, nebo směsi slabých bází a jejich solí. Pufrační kapacita je maximální, pokud je koncentrace obou konjugovaných složek pufru stejná, tj. při pH rovném pKa pufru.

Příklad

• krev, udržuje stálé pH cca 7,4
• kyselina octová + octan sodný
• vodný roztok amoniaku + chlorid amonný

Výpočet pH roztoku

pH roztoku pufru lze spočítat podle Hendersonovy-Hasselbalchovy rovnice:

$\mathrm{p}\mathrm{H}=\mathrm{p}{\mathrm{K}}_{\mathrm{a}}+\log \frac{[{\mathrm{A}}^{-}]}{[\mathrm{H}\mathrm{A}]}$

kde A⁻ je sůl kyseliny a HA kyselina.

Výpočet pH z celkových koncentrací látek v roztoku

Pokud elektroneutrální roztok obsahuje více pufrů, tak lze pH spočíst z rovnice elektroneutrality:

$\sum _i(z_i(pH,T)c{t}_i)=0$

kde index i prochází přes všechny látky roztoku, z_i je průměrná valence (náboj na molekule) látky i při daném pH a teplotě T, ct_i je její totální koncentrace (všechny její ionizované i deionizované formy s/bez H+ v roztoku).

$z_A(pH,T)=-\frac{1}{1+10^{pK{a}_{HA}(T)-pH}}$ , pro monovalentní kyseliny HA v roztoku (např. HCl)

$z_A(pH,T)=-\frac{1+2*10^{pH-pK{a}_{H{A}^{-}}(T)}}{10^{pK{a}_{H_{2}A}(T)-pH}+1+10^{pH-pK{a}_{H{A}^{-}}(T)}}$, pro bivalentní kyseliny H₂A v roztoku (např. H₂CO₃, H₂SO₄)

$z_A(pH,T)=-\frac{1+2*10^{pH-pK{a}_{H2A-}(T)}+3*10^{2*pH-pK{a}_{H_{2}A-}(T)-pK{a}_{H{A}^{2-}(T)}}}{10^{pK{a}_{H_{3}A}(T)-pH}+1+10^{pH-pK{a}_{H_2{A}^{-}}(T)}+10^{2*pH-pK{a}_{H_{2}A-}(T)-pK{a}_{H{A}^{2-}}(T)}}$, pro trivalentní kyseliny H₃A v roztoku (např. H₃PO₄)

$z_A(pH,T)=+\frac{1}{10^{pH-pK{a}_{H{A}^{+}}(T)}+1}$, pro látky typu HA+, které po odvázání H+ kladný náboj ztrácejí (např. NH₄⁺)

Pro makromolekuly jako jsou albumin, hemoglobin, oxyhemoglobin, karbaminohemoglobin a karbaminooxyhemoglobin, je jejich valence z nazývána titrační křivkou.Šablona:Zdroj?

Externí odkazy

• Šablona:Commonscat