Тақырып : Буферлі жүйелер, олардың биологиялық және практикалық маңызы. Презентация Орындаған : Ботпаева А.Б. Тобы:ФӨТҚ (Б)-02-22 Қабылдаған:Есіркепова М.М. Шымкент 2023
Жоспар : 1.Кіріспе 2.Негізгі бөлім : 2.1. Буферлі жүйелер 2.2. Буферлі жүйелердің жіктелуі 2.3. Буферлік жүйелердің адам ағзасы үшін маңызы 2.4. Буферлік сиымдылық - буферлік әсердің өлшемі. 2.5. Гемолиз. Плазмолиз 3.Қорытынды 4.Пайдаланылған әдебиеттер :
1. Кіріспе Буферлік ерітінділер — сутек иондарының концентрациясын белгілі бір дәрежеде ұстайтын ерітінділер. Олар негізінен әлсіз қышқылдар немесе негіздер және олардың тұздарының қоспасынан тұрады, сұйылтқанда, концентрлегенде, күшті қышқыл немесе негіздің аз мөлшерін қосқанда өзінің сутектік көрсеткішінің (рН) мәнін болымсыз өзгертеді. Мысалы : ацетаттық буферлік ерітінділернің (СН3СООН+ +СН3СОО Na қоспасының ) pH- ы 4,7, лимондық Буферлік ерітінділернің (С6Н6О7 Na2 ерітіндісі ) pH- ы 5,0, фосфаттық Буферлік ерітінділернің ( Na2 Н2РО4+ + Na ОН қоспасының ерітіндісі ) pH- ы 11,5. Буферлік ерітінділер аналитикалық химияда, биохимиялық және физиологиялық зерттеулерде кеңінен қолданылады. Буферлік ерітінділер тірі организмдерде үлкен рөл атқарады ( мысалы, қанның, лимфалардың, клеткааралық сұйықтардың pH тұрақтылығы ). Олардың бикарбонаттық, фосфаттық, белоктық ( белоктар әлсіз қышқылдық әрі негіздік қасиет көрсетеді ) табиғаты бар.
2.Негізгі бөлім 2.1. Буферлі жүйелер Буферлі жүйелер деп қышқылдың немесе сілтінің аз мөлшерін қосқанда, сонымен қатар сұйылтқанда, сутек иондарының концентрациясы, яғни рН өзгермейтін ерітінділерді айтады.Адам ағзасындағы рН деңгейін сақтап туру буферлі жүйелердің көмегімен жүзеге асырылады.Буферлі ерітінділер әдетте әлсіз қышқыл мен кушті негіз тұзының қоспасында ( CH3C ОО H+CH3COONa 4 ацетатты буферлі қоспа ) немесе әлсіз негіз бен оның күшті қышқыл тұзының қоспасынан ( NH4OH+NH4CI аммиакты буферлі қоспа ) тұрады. Сонымен бірге, әлсіз қышқылдардың қышқыл және орта тұздарының ( NaHC О3+ Na2C03 карбонатты буферлі қоспа ) немесе екі кышқыл түздарының қоспасы ( Na Н2РО4+ NaHP О4 фосфатты буферлі коспа ) буферлік қасиет көрсетеді. Буферлік ерітінділер — сутек иондарының концентрациясын белгілі бір дәрежеде ұстайтын ерітінділер. Олар негізінен әлсіз қышқылдар немесе негіздер және олардың тұздарының қ оспасынан тұрады,сұйылтқанда, концентрлегенде, күшті қышқыл немесе негіздің аз мөлшерін қосқанда өзінің сутектік көрсеткішінің ( рН) мәнін болымсыз өзгертеді.
2.2. Буферлі жүйелердің жіктелуі Буферлік жүйелер мен ерітінділер туралы түсініктер, олардың құрамы және жіктелуі Сұйылтқанда немесе қышқыл не сілті қосқанда рН-ы өзгермейтін ертінділер буферлік жүйелер деп аталады.Буферлік жүйенің құрамында протонның доноры жәнепротонның акцепторы болады. Құрамына байланысты буферлік жүйелер қышқылдық, негіздік және амфолиттік болып бөлінеді : Қышқылдық буферлік жүйе донор болып есептелетін әлсіз қышқылдан және акцептордың рөлін атқаратын анионы баросы қышқылдың тұзынан турады. Мысалы, ацетатты,бикарбонатты буферлік жүйелер. Негіздік буферлік жүйе әлсіз негізден (акцептор) және осы негіздің катионы (донор) бар тұздан тұрады. Мысалы,аммиакты буферлік жүйе : NH4OH – протонның акцепторы; NH4 + - протонның доноры. Амфолиттік буферлік жүйе әрі донордың, әрі акцептордың рөлін атқаратын амфотерлік қосылыстан тұрады. Мысалы, белок буферлік жүйесі.
2.3. Буферлік жүйелердің адам ағзасы үшін маңызы Буферлік жүйелердің адам ағзасы үшін маңызы жоғары. Адам қаны буферлік жүйелерге жатады. Адам ағзасында әсіресе, бүйректің бөліп шығару және өкпенің тыныс алу қызметтері үшін буферлік жүйелердің маңызы жоғары. Адам ағзасындағы сұйықтықтар ( қан, ұлпа сұйықтығы, лимфа т.б.) қасиетінің бірі - олардағы сутегі иондарының тұрақты кон- центрациясын көрсетуі. Ағза сұйықтығының қышқылдылығының тұрақты болуының маңызы зор, себебі : 1) Н+ иоидары көптеген биологиялық өзгерістерге каталиттік түрде әсер етеді.Ферменттер мен гормондар белгілі бір рН аралығыңда биологиялық белсенділік танытады ; [ Н+] тіпті аз озгеруі ( қан және ұлпа аралық сұйықтарда ) ағзаның осмос қысымына әсері мол. Қанның қалыпты рН (7,36) өте кішкене ауытқуы қолайсыз жағдайларға әкеледі. Мысалы, рН 0,4-ке ауытқуы өлімге соғуы мүмкін. Адам қанының буферлік жүйесін 2 топқа бөлуге болады ; 1. Қан плазмасындағы буферлік жүйелер ; 2. Қанның формалы элементтерінің буферлік жүйесі. Оларды жекеше былай жіктейміз. Қан плазмасындағы буферлік жүйелер : Бикарбонатты буфер (Н2С03 + Na НСО3) Фосфатты буфер ( NaH2P04+Na2HP04) Ақуыды буфер ( H2N-R-COOH+H2N-R-COONa ) Бос амин қышқылдары мен олардың тұздары Органикалық фосфаттар (фосфор қышқылының эфирлері ).
Биологиялық зерттеулерге қажет буферлік ерітінділер. Аса маңызды физиологиялық буферлер тобы – белоктар болып табылады. Олардың құрамындағы амин қышқылдарының бүйір тізбегіндегі негіздік және әлсіз қышқылдық топтар белоктарға өте жоғары буферлік сиымдылық береді. Мысалы, қанның буферлік сиымдылығы ондағы гемоглобинмен анықталады.Биологиялық зерттеулерге қолданылатын буферлер төмендегі талаптарға сай болуы керек : рН мәндерінің қажет диапазонында буферлік сыйымдылығы жеткілікті, тазалығы жоғары деңгейде ; Суда жақсы ериді және биологиялық мембранадан өте алмайды. Ферменттер мен гидролизге төзімді ; Улық немесе тежеулік әсер көрсетпейді ; Буфердің катиондармен комплексі суда ериді ;
Буферлі ерітіндіге қышқыл не сілті косқанда, не болмаса оларды сұйылтқанда рН өзгермей түрақты болуын буферлік әсер деп атайды.Әлсіз қышқыл мен оның сілтілік тұзынаң тұратын буферлі ерітіндіге ( CH3COOH+CH3COONa) күшті қышқыл қосқандағы оның буферлік әсерін былай түсіндіреді : Күшті кышқыддың Н+ иондары тұздың аниондарымен байланысып, әлсіз қышқылдың диссоциацияланбайтын молекулаларын түзеді. Мысалы : CH3COONa+HCl ↔ CH3COOH+NaCl ал күшті негіз қосқанда ОН иондары Н+ қосылып Н2О молеқулаларын түзеді : СНзСООН + NaOH ↔ CH3COONa+H20 Әлсіз негіз бен оның тұзынан тұратын ерітіндінің NH4OH+NH4CI буферлік әсерін былай түсіндіреді : Күшті қышқыл қосқанда NH40H + HC1 → NH4Cl + H20 Күшті негіз қосқанда NH4CI+NaOH→ NH4OH+NaCl Буферлі ерітінділердің белгілі шамада рН-ты ұстау қасиеті де міне осында жатыр.
2.4. Буферлік сиымдылық - буферлік әсердің өлшемі Буферлік сиымдылық буферлік жүйелердің маңызды сипаттамасы болып есептеледі. Ортаның реакциясын ығыстыруға қарсы жасайтын буферлік жүйенің әсері буферлік сиымдылық деп аталады. Буферлік сиымдылық Іл буферлік ерітіндіте оның рН- ын 1-ге өзгерту үшін қосылатын күшті қышқылдың немесе сілтінің 1 моль эквивалент мөлшерімен өлшенеді.Қышқылдық және сілтілік буферлік сиымдылықтар болады. Буферлік сиымдылық буферлік жүйедегі компоненттердің концентрацияларының абсолюттік шамасына тәуелді болады.Компоненттердің концентрациялары неғұрлым жоғары болса, қышқыл немесе сілті қосқанда рН өзгерісі соғурлым аз болады. Буферлік жүйедегі компоненттердің қатынасы 1-ге тең болғанда, буферлік сиымдылық ең жоғарғы шегіне жетеді. Буферлік сиымдылық ертіндіні сұйылтқанда төмендейді, себебі ол компоненттердің концентрациясына тәуелді болады.
2.5. Гемолиз. Плазмолиз Плазмолиз - цитоплазманың қабырғаға жақын қабатының өсімдік жасушасының қатты қабықшасынан бөлінуі. Плазмолиз тургорға кері құбылыс. Жасуша сөліне қарағанда гипертоникалық болып табылатын ерітіндінің әсерінен протопласттың сығылуы нәтижесінде тек тірі жасушалар ғана болады. Ұзақ плазмолиз жасушаның өлуіне әсер етеді. Гемолиз — қызыл қан түйіршіктерінің қабықтарының бұзылуы.Оның салдарынан гемоглобин сыртқа шығады. Гемолиз екіге бөлінеді : арнайы және арнайы емес. Арнайы емес гемолиз әр түрлі физикалық немесе химиялық факторлардыц әсерінен пайда болады. Арнайы гемолиз комплементтің қатысуымен болатын антиген мен антидене байланысы кезінде пайда болады.
Медицинада немесе фармация салаларында қолдану Кез-келген химиялық заттың медицинада немесе фармация салаларында қолдану аясы бар. Ең маңызды ол адам ағзасы үшін, себебі өзімізге белгілі адамның организміндегі қан осы буферлік жүйенінің қатарына кіреді.Ол ғана емес, зәр шығару қызметін атқаратын бүйректін және тыныс алу мүшесі өкпенін атқаратын қызметтері үшін алатын орны ерекше. Қан, лимфа жоне т.б сұйық күйдегі заттардың қасиеттерінің біреуі - сутегінін бірқалыпты концентрациясын көрсету алуы. Ендігі, айта кететін нарсе адам организміндегі болатын буферлі ерітінділерге тоқтала кетейік : оның ішінде бикарбонатты, фосфатты сонымен қатар ацетатты буферлік ерітінділер.Әрқайсысына жеке-жеке анықтама берсек, бикарбонатты жүйе, ол ен маңызды ерітінділердің қатарына жатады. Себебі ол қан сұйықтарында кездеседі, аты айтып тұрғандай натрийдің бикарбонатты тұзынан және өте әлсіз көмірқышқылынан тұрады. ( H2CO3 жане NaHCO3) Осы буферлік ерітінділердің тұрақты болуын сакталу процесіне физиологикалық процестер көмекке келеді. Мысалға, өкпенің гиповентилляциясы кезінде аз болса да СО2-ніңсақталуын айта аламыз.
3. Қорытынды Жалпы қорытындылайтын болсақ, адам ағзасындағы сұйықтықтар қан, ұлпа сұйықтығы, лимфа т.б.қасиетінің бірі олардағы сутегі иондарының тұрақты концентрациясын көрсетуі. Ағза сұйықтығының қышқылдылығының тұрақты болуының маңызы зор.Буферлі жүйелер деп қышқылдың немесе сілтінің аз мөлшерін қосқанда, сонымен қатар сұйылтқанда, сутек иондарының концентрациясы, яғни рН өзгермейтін ерітінділерді айтады.Адам ағзасындағы рН деңгейін сақтап тұру буферлі жүйелердің көмегімен жүзеге асырылады.
4. Пайдаланылған әдебиеттер : Березов Т:.Т. Коровкин "Биологическая химия", Москва, Медицина, 1983 ж. Мекеев Е.Е. " Бейорганикалық және физикалық химия", Алматы, 1994 ж. Николаев Л.А. "Основы физической химии биологических процессов", Москва,Просвещение, 1976 ж. Уильямс В., Уильямс Х. "Физическая химия для биологов", Москва, Мир, 1976 ж Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. "Биоорганическая химия", Астана, Медицина, 1991 ж
