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REPORT
김승민
완충작용
완충용액의 정의 (緩衝溶液) (buffer solution)
완충작용을 가진 용액. 완충액이라고도 한다. 용액에 산 또는 염기를 가했을 경우에 일어나는 수소이온농도의 변화를 적게 하는 작용을 완충작용이라 한다. 1909년 덴마크의 생화학자인 S.P.L. 쇠렌센이 염산수산화나트륨글리신 외에 인산시트르산붕산 등과 염의 혼합용액에 완충작용이 있다는 것을 처음 발견하고 완충용액을 만들었다. 일반적으로 약한산과 그 염, 또는 약한염기와 그 염의 혼합용액을 말하며, 용액의 수소이온지수 pH를 일정하게 유지할 필요가 있을 경우에 사용된다. 또 어떤 완충용액은 pH 측정 때의 pH 표준용액으로 사용된다.
완충용액의 원리
약한 산에 그 짝염기를 넣거나 반대로 약한 염기에 그 짝산을 넣어 중화시키는 것이다. 예컨대 약한 산인 아세트산(CH3COOH)과 그 짝염기인 아세트산 이온(CH3COO-)을 넣은 수용액에서는 다음과 같은 평형 상태를 유지하게 된다.
CH3COOH + H2O ↔ CH3COO- + H3O+
이러한 완충용액에 산을 넣어주면 새로 생긴 옥소늄 이온(H3O+)이 용액 속에서 아세트산 이온과 반응하여 아세트산으로 되기 때문에 pH가 낮아지지 않는다. 반대로 염기를 넣어주면 아세트산과 반응하여 옥소늄 이온을 내놓기 때문에 pH가 높아지지 않는다.
완충용량
완충용량이란 염의 pH를 제어할 수 있는 능력을 말한다.
완충용액의 pH를 1 단위 변화하는데 필요한 센 산 또는 센 염기의 몰수를 말하는 것이다. 산/알카리 모두에게 완충하는 용량을 말하므로, 1:1의 비율로 있을 때 이 용량이 가장 커진다.
혈액의 완충작용
혈액(blood) 의 pH
1 차 완충액 : 혈장 (plasma)
2 차 완충액 : 적혈구 (erythrocyte)
혈장 (plasma)
탄산/탄산 염 (H2CO3/HCO3-), 인산의 산/알칼리 나트륨 염,
산처럼 행동하는 혈장 단백질이 염기와 결합
적혈구 (erythrocyte)
hemoglobin/oxyhemoglobin, 인산의 산/알칼리 칼륨 염
혈장 중에 탄산의 완충 작용
혈장 내 이온 강도 〓 0.16 탄산의 해리 지수 pK1 〓 6.1
[H2CO3] : 혈액 중에 녹아 H2CO3 로 존재하는 CO2 의 농도
pH 〓 7.4 에서 ∴
[HCO3-] 〓 0.025 M, [H2CO3] 〓 0.00125 M
pH의 생리적 활성 범위 7.0 - 7.8에서 혈액의 완충 용량
C 〓 0.02…(생략)
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