Buffertlösningar Niklas Dahrén
Syror, baser och ph-värde Syror: Syror avger vätejoner (protoner) och ger i va4enlösningar upphov 9ll oxoniumjoner (H 3 O + ) e@ersom va4enmolekyler plockar upp vätejoner. Baser: Baser upptar vätejoner (protoner) och ger i va4enlösningar upphov 9ll hydroxidjoner (OH - ) e@ersom baserna upptar vätejoner från va4enmolekyler. ph: E4 må4 på oxoniumjonkoncentra9onen (eller vätejonkoncentra9onen). Lågt ph: Hög koncentra9on oxoniumjoner (vätejoner), låg koncentra9on hydroxidjoner. Högt ph: Låg koncentra9on oxoniumjoner (vätejoner), hög koncentra9on hydroxidjoner.
Buffertlösningar motverkar ph-förändringar Buffertlösningar kan stabilisera ph-värdet och motverka ph-förändringar: En buffertlösning kan stabilisera ph-värdet och motverka ph-förändringar e@ersom buffertlösningen innehåller rela9vt hög koncentra9on av både en svag syra och syrans korresponderande bas (som också är svag). Korresponderande bas= Den bas som syran ger upphov 9ll vid protolys kallas för korresponderande bas. Bufferten kan ta upp och avge vätejoner (protoner): Om ph-värdet i lösningen höjs kommer de4a a4 kompenseras av a4 den svaga syran avger vätejoner (H + ) och sänker ph igen. Om ph minskar i lösningen kommer basen a4 ta upp vätejoner (H + ) och ph ökar igen. Bufferten måste bestå av en svag syra och en svag bas: Tack vare a4 syran och basen är svaga så reagerar dessa bara i låg grad med va4enmolekyler och kommer därför finnas kvar i va4enlösningen i höga koncentra9oner redo a4 a4ackera inkräktare som vill påverka ph-värdet. Det leder 9ll en bra buffertverkan. Bufferten är bra på ad reagera med starka syror och baser: Den svaga syran och basen är bra på a4 reagera med e4 9llsko4 av starka baser resp. starka syror och ser då 9ll a4 neutralisera dessa så a4 inte ph-värdet påverkas för mycket.
Acetatbufferten är ett exempel på en vanlig buffert som kemister brukar använda sig av HAc + H 2 O Ac - + H 3 O + Syra: Ä(ksyra Bas: Acetatjon Oxoniumjon Vid Gllverkning av acetatbuffert 9llsä4s både äuksyra (syran) och acetatjoner (basen) 9ll lösningen (egentligen är det saltet natriumacetat som 9llsä4s men natriumjonerna har ingen ph-reglerande funk9on i bufferten). Mängderna av syran resp. basen beror på vilket ph-värde bufferten ska ha. Mer av syran innebär e4 lägre ph-värdet och mer av basen innebär e4 högre ph-värde. Det är dock en fördel om syran och basen förekommer i ungefär lika stor mängd e@ersom vi då får bäst buffertverkan. I bufferten kan sedan ovanstående jämviktsekva9on ske. Den 9llsa4a äuksyran kan protolyseras och bilda mer acetatjoner resp. fria vätejoner. Sam9digt kan basen plocka upp fria vätejoner och bilda mer äuksyra. Men e@ersom äuksyran är en svag syra och acetatjonen en svag bas så sker de4a bara i låg grad.
Acetatbufferten motverkar ph-förändringar Vid ed GllskoD av en stark syra kommer kommer bufferten (basen) plocka upp vätejoner: H 3 O + + Ac - H 2 O + HAc Vid ed GllskoD av en stark bas kommer bufferten (syran) avge vätejoner: OH - + HAc H 2 O + Ac -
Exempel på naturliga buffertlösningar Kolsyrasystemet i blodet och fosfatsystemet i våra celler: Om ph-värdet blir för lågt eller för högt i våra kroppar så kan det leda 9ll a4 t.ex. proteiner (inkl. enzymer) denatureras och därmed slutar fungera. Kolsyrasystemet i sjöar: Om ph-värdet blir för lågt i sjöar frisä4s aluminium från sjöbo4narna och fastnar på fiskgälarna, vilket leder 9ll a4 fiskar kvävs.
Varför är buffertlösningar viktiga på labbet? När vi umör laboragoner med DNA, RNA, enzymer, proteiner etc. så är det jä4evik9gt a4 dessa bibehåller sina laddningar och sina 3D-strukturer. Vi använder därför en buffert med e4 anpassat ph-värde för de molekyler vi laborerar med. Bufferten hjälper också 9ll a4 motverka phförändringar vid 9llsats av andra ämnen som skulle kunna påverka ph-värdet.
Se gärna fler filmer av Niklas Dahrén: hdp://www.youtube.com/kemilekgoner hdp://www.youtube.com/medicinlekgoner