リン酸緩衝液

リン酸緩衝系は、体内の pH 安定性を維持するための重要な生物学的機構です。この系は主に、弱酸として機能するリン酸二水素ナトリウム (NaH_2PO_4) と弱塩基として機能するリン酸水素ナトリウム (Na_2HPO_4) の 2 つの成分によって機能します。

リン酸二水素ナトリウムは、中性または酸性の溶液では完全に解離しません。水酸化ナトリウム (NaOH) などの強塩基が溶液に導入されると、リン酸二水素ナトリウムはプロトン (H^+) を供与し、水とリン酸水素ナトリウムを形成します:

NaH_2PO_4 + OH^- → Na_2HPO_4 + H_2O

この反応では、弱塩基であるリン酸水素ナトリウムも生成され、強塩基を中和するのに役立ちます。その結果、リン酸緩衝系は、強塩基が存在する場合でも pH の変化を最小限に抑え、溶液を効果的に安定化します。

系内の弱塩基であるリン酸水素ナトリウムは、酸によって放出された水素イオン (H^+) と反応して強酸を中和し、リン酸二水素ナトリウムを形成します:

Na_2HPO_4 + H^+ → NaH_2PO_4

この反応は過剰な水素イオンを結合し、pH の大幅な低下を防ぎます。強酸は弱酸であるリン酸二水素ナトリウムに効果的に変換され、pH の低下はわずかです。この機構は、リン酸緩衝系が強酸の存在下で pH バランスを維持する能力を強調しています。

リン酸緩衝系は腎臓生理学に不可欠であり、水素イオンを排泄し、尿 pH を安定させるのに役立ちます。酸と塩基の両方を中和する二重の能力により、体内の酸塩基バランスを維持するのに不可欠です。