人体在新陈代谢过程中,会产生许多酸性物质,如乳酸、碳酸;人的食物(如蔬菜、水果)中往往含有一些碱性物质,如碳酸钠。这些酸性和碱性的物质进入血液,就会使血液的PH发生变化。但是,通过实际测定发现,正常人血液的PH通常在7.35-7.45之间,变化范围是很小的。这是什么原因呢?原来,血液中含有许多对对酸碱度起缓冲作用的物质——缓冲物质,缓冲物质大都是由一种弱酸和相应的一种强碱盐组成的。这样,由于血液中缓冲物质的调节作用,可以使血液的酸碱度不会发生很大的变化,从而维持在相对稳定的状态。
溶液的pH可由酸及其盐的浓度比的改变而适当决定。当在此溶液中加入强碱BOH,它与溶液中的弱酸HA之间发生HA+B +OH-→H2O+B A-的中和反应,此时OH-消失。另外在加入强酸Ha时,与盐MA起反应,而成为M +A-+H +a-→HA+M +a-,此时则H 消失。这样弱酸及其盐的混合溶液都消除了所加入的H 和OH-离子。弱碱及其盐的混合溶液也是一样的。生物体的原生质和血浆等是具备这样性质的一种缓冲液,因此常显示保持一定pH的倾向(衡稳状态)。构成生物体内的缓冲系统的无机酸或盐类,是碳酸和碳酸氢盐(碳酸缓冲系统)以及亚磷酸盐与磷酸盐(磷酸缓冲系统),在血液中前者起主要作用,在
组织细胞中后者起主要作用,但成为两性离子的蛋白质(在血液中是血红蛋白和血浆蛋白)或氨基酸的作用也很大。还有在生物学实验中,用作器官或组织的介质的溶液常常需要缓冲液,为此有
磷酸缓冲液,
乙酸缓冲液等各种配方。
根据化学上的缓冲作用原理,我们人为地把它们归纳为四个主要的缓冲对,即NaHCO3/H2CO3,Na2HPO4/NaH2PO4,B.
血浆蛋白/H.血浆蛋白,B.Hb/H.Hb.