CANLILARDA TAMPONLAMA •pH= -log [H+] / Sorensen, H potansiyeli •örnekler •Hücreler ve organizmalar özgül ve sabit bir sitozol ve hücre dışı sıvı pH’sını korurlar Böylece biyomoleküllerin en uygun iyonik durumda kalmalarını sağlarlar •Hemen her biyolojik işlem pH bağımlıdır, az bir değişiklik bile işlem hızında büyük değişiklikler oluşturur. TAMPON ÇÖZELTİLER •Az miktarda asit ya da baz eklenmesine karşın tamponlama özelliğine sahip olan yani pH nın çok oynamadığı çözeltilerdir. •Suyun tamponlama kapasitesi yoktur •Birkaç mg NaOH veya birkaç mL HCl ile pH 3-4 birim değişmektedir •Tampon çözeltiler asit ya da baz eklenmesine karşı onları nötürleştirecek iki bileşen vardır Asite Baza Karşı tamponlar Zayıf baz + Eşlenik asit 1. Tampon çeşidi Ör? Zayıf asit + Eşlenik baz 2. Tampon çeşidi İçeriği kuvvetli asit kuvvetli baz olan tampon olabilir mi? Baza Aside Karşı Tamp. TAMPON ÇÖZELTİLER Ör: HAc ve Ac- eşit molaritede içeren bir tampon düşünelim Kuvvetli için nasıl reaksiyon, Zayıf! asit HAc+ H2O Ka = [H3O+][Ac-] H H3O+ + Ac[HAc] [H3O+] = Ka [HAc] [Ac-] Başlangıçta pH = pKa •Az miktarda baz eklendiğinde HAc + OH- Ac- + H2O yukardaki oran biraz azalır, pH pKa yı biraz aşar (bazikleşir) •Az miktarda asit eklendiğinde Ac- + H3O+ HAc + H2O yukardaki oran biraz artar pH < pKa (asidikleşir) Bu iki yönlü nötürleme kapasitesinden dolayı pH, pKa civarında seyreder TAMPON ÇÖZELTİLER •Tamponlama bölgesi •Eklenen baz, suya ya da NaCl ye eklense? •Düşük ve yüksek pH da dominant yapı? TAMPON ÇÖZELTİLER •Değişik zayıf asitlerin tamponlama eğrileri •Ortak davranış tek bir formülle ifade edilebilir Handerson Hasselback Denklemi Çok işlevsel bir denklemdir • 0.5 eşdeğer baz ilavesi •Tamponlama Kapasitesi •0,1 ve 0,9 eşdeğerlik arası •Tampon hazırlama •Asit ve eşlenik baz oranları •Kitaptaki örneklere bakın TAMPON ÇÖZELTİLER •Yandaki eğri 0.1 M asetik asite NaOH eklenme grafiği •Tamponlamada HAc ve Ac- nin aynı anda ve etkin miktarda bulunması lazım ki eklenen aside ve baza karşı tamponlayabilsin •Ortamda HAc dominantken, Ac- miktarı eser seviyede (dengenin sonucu) yani etkin tampon değil •Ancak belli miktar NaOH eklendikten sonra Acderişimi belli düzeyin üstüne çıkıyor ve sonrasında eklenen OH- a rağmen pH çok değişmiyor •HAc + OH- Ac- + H2O •Bu tamponlama eklenen OH- ile HAc nin çoğunun Ac- ye dönüşmesine kadar (0.9 eşlenik) devam, bundan sonrasında ortamda bu sefer tamponlama için yeterli HAc kalmıyor Bu proton pH 4.7 civarı değişiklere karşı tamponlamasını sağlıyor TAMPON ÇÖZELTİLER •Canlı sistemlerde zayıf asit ve bazlar pH değişikliğine karşı sıvıları tamponlar •Fosfat tamponu •Histidin zayıf asit özelliğinde amino asittir •Benzer şekilde pekçok metobolit iyonize olabilen gruplar taşır ve canlı sıvılarının tamponlama gücünü arttırır. pKa=6 TAMPON ÇÖZELTİLER •Koşup laktik asit yıktığımızda pH düşer • Buna karşın karbonik asit ve de çözünmüş karbondioksit derişimleri artar •Gaz faza geçen CO2 nefesle atılır •Protein yıkımıyla NH3 oluştuğunda H+ azalır, sistem H+ üretmek üzere CO2 ihtiyacını akciğerlerden daha fazla CO2 yi kana geçirerer çözer •CO2 arttıkça kan pH sı düşer SU •Su sadece tamponlama işlemlerine olanak sağlayan bir çözücü değil, aynı zamanda sıcaklık kararlılığına olanak veren bir çözücüdür. •H bağlarının özel yapısı deniz dibindeki hayatı sağlar •Tepkimelere direkt tepken olarak katılan bir moleküldür •Pekçok benzer hidroliz tepkimesi ekzergoniktir •Tersleri endergonik Suyun ışığı absorbe etme kapasitesi görünür bölgede minimum Bu sayede solar intensitinin max olduğu görünür bölgede su transparan Zararlı UV ise soğruluyor, transparan olmasaydı yaşam olası olmazdı TAMPON ÇÖZELTİLER-Örnekler •pH 5,3 olan tampon sisteminde asetat ve asetik asit derişimleri oranı nedir? •3,47 •pH, asidik bir protonun pKasından düşükse protone form, yüksekse deprotone form baskın TAMPON ÇÖZELTİLER-Örnekler •Glisinde pH 0-14 aralığında proton alıp verebilecek 2 grubu vardır. (Bazı AA lerde 3-4 olabilir) •Glisinde pH 2,34 ün altındaysa her iki proton vericisi de protonlanmış formlarındadır. (HH) •pH 9.6 nın üzerindeyse her iki protonda deprotone formlarındadır •pH 7 civarında hangi yapı dominanttır? •İki proton vericisine de bağımsız düşünmeliyiz •Karboksilik deprotone, Amin grubu protone •Hangi proton daha asidik? •Bağımsız düşünüyoruz ve pKası düşük olan asit daha kuvvetli asit ise karboksilikteki daha asidik •Fosforik asitte pH= 7 de dominant form?