3. Вода, як електроліт, кислоти, буферні системи живих організмів.

Водні розчини солей, кислот і підстав володіють певною особливістю - вони проводять електричний струм. При цьому безводні тверді солі та основи, а також безводні кислоти струму не проводять; майже не проводить струму і чиста вода. Очевидно, що при розчиненні у воді подібні речовини піддаються якимось глибоким змінам, які і обумовлюють електропровідність одержуваних розчинів.

Наприклад, при проходженні струму через розчин сірчаної кислоти, відбувається розкладання води на складові частини - водень і кисень, що виділяються на пластинах, з'єднаних відповідно з негативним і позитивним полюсами батареї. Такого роду розчини, що розкладаються хімічно при проходженні через них струму, будемо називати електролітами, а сам процес розкладання речовини електричним струмом - електроліз.

Кислоти. Для кислот характерні наступні загальні властивості:

здатність взаємодіяти з основами з утворенням солей; здатність взаємодіяти з деякими металами з виділенням водню; здатність змінювати кольори індикаторів, зокрема, викликати червоне забарвлення лакмусу; кислий смак.

При дисоціації будь-якої кислоти утворюються іони водню. Тому всі властивості, які є загальними для водних розчинів кислот, ми повинні пояснити присутністю гідратованих іонів водню. Це вони викликають червоний колір лакмусу, повідомляють кислот кислий смак і т.д. З усуненням іонів водню, наприклад при нейтралізації, зникають і кислотні властивості. Тому теорія електролітичної дисоціації визначає кислоти як електроліти, диссоциирующие в розчинах з утворенням іонів водню.

У сильних кислот, диссоциирующих без остачі, властивості кислот проявляються в більшій мірі, у слабких - меншою. Чим краще кислота дисоціює, тобто чим більше її константа дисоціації, тим вона сильніша.

Буферні властивості проявляються у зв‘язуванні надлишку вільних водневих чи гідроксильних йонів у малодисоційовані чи менш дисоційовані молекули.

Приклад: При бігові на довгі дистанції організм перебуває у стані кисневого голоду. В нор-мі вуглеводи розпадаючись до СО2 та Н2О забезпечують м‘язи енергією розпаду АТФ. Проте при окисленні в умовах дефіциту кисню розпад вуглеводів проходить лише до стадії молоч-ної кислоти. Остання, будучи досить сильною кислотою Кд = 1.38 .10 -- 4, відчутно закислює внутріклітинне середовище (порушує баланс між концентраціями протонів водню і гідрок-сильних аніонів у сторону збільшення концентрацій перших). Нервові рецептори фіксуючи зміну рН викликають відчуття болю. Через деякий час біль проходить внаслідок нормалізації клітинного та тканинного рН завдяки дії буферних систем.

Речовини, які володіють буферними властивостями (буферні системи ) явля-ють собою:

1. Суміші розчинів слабких кислот з розчинами їх солей від сильних основ (кислотні б.с.).

2.Суміші розчинів слабких основ з розчинами їх солей від сильних кислот ( ос-новні б.с.).

Серед кислотних буферних систем найбільше значення в організмі мають слідуючі:

Гідрокарбонатна: Н2СО3 + NaHCO3

Ацетатна: СН3СООН + СН3СООNa

Фосфатна: NaH2PO4 + Na2HPO4

Білкова: білок-кислота + білок-сіль,

а серед основних

Амонійна: NH4OH + NH4CI .

Буферна дія системи не безмежна, вона визначається буферною ємністю, яка кількісно характеризує здатність системи підтримувати буферну дію. Вимірює-ться кількістю сильної кислоти чи лугу, яку необхідно додати до 1 літру роз-чину щоб його рН змінилося на одиницю.

При розведенні чи концентруванні буферних розчинів, буферна дія зберігається, змінюється лише буферна ємність: при розведенні вона зменшується, при концентруванні– збільшується.

Систематичні тренування приводять до збільшення буферних ємностей орга-нізму.