버퍼 :생명의 pH 수호자
완충제는 산 또는 염기를 첨가 할 때 pH의 변화에 저항하는 솔루션이다. 그들은 살아있는 유기체 내에서 화학 반응의 섬세한 균형을 유지하는 데 중요하며 다양한 생물학적 과정에서 중요한 역할을합니다.
버퍼 작동 방식 :
* 평형 : 완충제는 약산 및 그의 접합체 염기 (또는 약한 염기 및 그의 접합체 산)로 구성됩니다. 그것들은 산과 기본 형태가 지속적으로 상호 연결되는 동적 평형에 존재합니다.
* 중화 : 산이 완충액에 첨가 될 때, 완충액의 염기 성분은 첨가 된 수소 이온 (H+)을 중화시킨다. 반대로, 염기가 첨가 될 때, 산 성분은 첨가 된 수산화물 이온 (OH-)을 중화시킨다.
* pH 변화 최소화 : 이 중화 공정은 상당한 양의 산 또는 염기를 첨가하더라도 완충액의 pH가 비교적 안정적으로 유지되도록 보장합니다.
유기체의 중요성 :
* 세포 pH 조절 : 세포의 pH는 최적의 효소 활성 및 기능을 위해 엄격하게 제어되어야한다. 중탄산염 (HCO3-) 및 포스페이트 (HPO42-)와 같은 완충액은 세포 내 액 및 혈액의 pH를 좁은 범위 내에서 유지합니다.
* 혈액 pH 균형 : 혈액은 주로 탄산산-바이카보네이트 시스템에 의해 조절되는 복잡한 완충 시스템입니다. 이 시스템은 신체가 신진 대사로부터 산성 폐기물을 생산하더라도 혈액 pH가 안정적으로 유지되도록합니다.
* 소화 시스템 : 위는 소화를위한 염산 (HCL)을 함유하고, 소장은 최적의 효소 활성을 위해 중성 pH를 필요로한다. 췌장 및 소장의 중탄산염과 같은 완충제는 소화에 필요한 pH 구배를 유지하는 데 도움이됩니다.
* 장기 기능 유지 : 적절한 pH 균형을 유지하는 것은 신장, 폐 및 신경계를 포함한 다양한 기관의 효율적인 기능에 중요합니다.
생물학에서 완충제의 예 :
* 중탄산염 완충액 : 이 완충 시스템은 혈액 pH를 조절하는 데 가장 중요합니다. 이산화탄소 (CO2)와 물 (H2O) 사이의 가역적 반응을 포함하여 탄산 (H2CO3)을 형성 한 다음, 이온 이온 (HCO3-) 및 수소 이온 (H+)으로 분리됩니다.
* 인산염 완충액 : 이 완충 시스템은 세포 내 유체, 특히 세포질의 pH를 유지하는데 중요하다. 이는 디 하이드로겐 포스페이트 이온 (H2PO4-)과 수소 포스페이트 이온 (HPO42-) 사이의 가역적 반응을 포함한다.
* 단백질 완충제 : 단백질은 또한 생물학적 시스템에서 중요한 완충제이다. 그들의 아미노산 측쇄는 산과 염기로 작용하여 수소와 수산화물 이온을 중화시킬 수 있습니다.
결론 :
완충제는 생명에 필수적이므로 생물학적 시스템의 pH가 좁은 범위 내에 남아있어 최적의 생화학 적 반응과 세포, 기관 및 신체의 적절한 기능을 허용합니다. 버퍼가 없으면 우리가 알고있는 삶은 불가능할 것입니다.
