Главная > Химия > Биохимия, Т.1
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

ПРИЛОЖЕНИЕ. Понятия кислотности и основности

Ионизация воды

Вода диссоциирует на ион гидрония и гидроксильный ион Для простоты ион гидрония обозначим как ион водорода и тогда процесс диссоциации воды в состоянии равновесия примет вид

Константа равновесия этого процесса составит

где величины в квадратных скобках представлены в молярных концентрациях. Поскольку концентрация воды при ионизации меняется мало, уравнение (1) можно упростить:

где - ионное произведение воды. При 25°С

Следует обратить внимание на обратно пропорциональную зависимость между концентрациями ионов и Если повышается концентрация то снижается концентрация и наоборот. Например, если то

Определение кислот и оснований

Кислота служит донором протона, основание - акцептором протона.

Кислота Основание

При ионизации кислоты образуется соответствующее ей (сопряженное) основание, и наоборот при протонировании основания образуется соответствующая кислота. Так, уксусная кислота и ацетат-ион являются сопряженной парой кислота - основание.

Определение значений рН и рК

рН раствора является показателем концентрации в нем ионов водорода. Значение определяют, исходя из равенства

Представим процесс ионизации слабой кислоты в состоянии равновесия:

Кажущаяся константа равновесия К процесса ионизации выражается уравнением

Отсюда рК кислоты можно определить как

Из уравнения (4) следует, что рК кислоты представляет собой то значение рН, при котором кислота наполовину диссоциирована.

Уравнение Хендерсона-Хассельбальха

Какова взаимосвязь между значением рН и соотношением кислоты и основания в растворе? Из уравнения (4) можно получить нужную формулу. Сделаем следующее преобразование:

Прологарифмируем это выражение:

Заменив соответственно на рН и рК, получим

Последнее выражение широко известно как уравнение Хендерсона-Хассельбальха.

Из уравнения (8) можно вычислить значение рН раствора, если известны

Рис. 2.49. Кривая титрования уксусной кислоты.

молекулярные соотношения и а также рК кислоты.

Допустим, что имеется раствор уксусной кислоты, содержащей ацетат-ионов. рК уксусной кислоты равно 4,8. Следовательно, рН раствора составит

Аналогично можно рассчитать рК кислоты, если известны соотношение молярных концентраций и и рН раствора.

Буферная емкость

Сопряженная пара кислота-основание (подобная приведенной паре уксусная кислота-ацетат-ион) обладает важным свойством она препятствует изменению рН раствора. Другими словами, она является буфером. Представим себе, что к раствору уксусной кислоты добавляют

График зависимости рН такого раствора от количества добавленных ионов называют кривой титрования (рис. 2.49). Отметим, что кривая имеет точку перегиба при соответствующую рК уксусной кислоты. Вблизи этого значения рН сравнительно большие количества добавленных -ионов вызывают только незначительное изменение рН.

Таблица 2.3. (см. скан) Величины рК некоторых аминокислот

В целом именно в области значений своего рК слабые кислоты проявляют наилучшие буферные свойства.

Значения рК аминокислот

У аминокислот типа глицина могут ионизироваться две группы: -карбоксильная группа и протонированная -аминогруппа. Их можно оттитровать путем добавления основания (рис. 2.50). рК а-СООН-группы составляет Примерно такие же значения рК этих групп и у других аминокислот. У некоторых аминокислот, в частности у аспарагиновой кислоты, может ионизироваться также боковая цепь. Значения рК ионизирующихся боковых цепей аминокислот лежат в диапазоне от 3,9 (аспарагиновая кислота) до 12,5 (аргинин)

Рис. 2.50.

Титрование ионизирующихся групп аминокислоты.

Вопросы и задачи

(см. скан)

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление