Çözeltilerin Davranışları ve Nitelikleri

Biyofiziksel Kimya II

Doç. Dr. Serkan SAYINER

Biyokimya Anabilim Dalı

serkan.sayiner@neu.edu.tr

Takip etmek için tıkla

Dispers Sistemler, Koruyucu Kolloidler, Molar ve Normal Çözeltiler, Yüzde Çözeltiler.

Çözeltiler, Davranışları ve

Nitelikleri

• Dispers Sistemler: Bir yada daha fazla maddenin bir ortamda çözülmesiyle oluşur. İki fazı bulunur. İç Faz ve Dispers Faz.

▫ İç Faz: Çözünen Madde

▫ Dispers Faz: İç faz parçacıklarının çözündüğü ortamdır. Dış faz veya dispersiyon ortamı da denir ve bu ortam biyolojik olaylarda

genellikle sudur.

• Dispers faz parçacıklarının büyüklüğüne göre 3 tür dispers sistem vardır.

▫ Gerçek Çözeltiler

▫ Kollaidal Çözeltiler

▫ Süspansiyonlar

Çözeltilerin Davranışları ve Nitelikleri

Dispers Sistemler

Gerçek Çözelti Kolloidal Çözelti Süspansiyonlar

İç faz parçacıklarının büyüklüğü

< 1 nm’ dir. İç faz parçacıklarının büyüklüğü

1-100 nm arasındadır. İç faz parçacıklarının büyüklüğü

> 100 nm’ dir.

Homojendirler. Heterojendirler. Heterojendirler.

Çözücü ve çözen madde dışında üçüncü bir birim gibi davranır.

Viskozitesi düşüktür. Vizkozitesi yüksektir. Vizkozite çok yüksektir.

Ozmotik basınç yüksektir. Ozmotik basınç düşüktür. Ozmotik basınç göstermez.

Işık geçirilirse çözeltinin tamamı

aydınlanır. Işık geçirilirse sisli bir görünüş alır.

Buna Tyndall etkisi denir.

İç faz parçacıkları en güçlü optik ve

elektronik sistemlerle dahi görülmez İç faz parçacıkları elektron

mikroskop ile görülebilir. İç faz parçacıkları ışık mikroskobu hatta gözle bile görülebilir.

İç faz parçacıkları moleküler

hareketler yaparlar. İç faz parçacıklarında Brown

hareketi görülür. İç faz parçacıklarında yavaş Brown hareketi görülür.

İç faz parçacıkları süzgeç kağıdından süzmek yada zardan dializ etmek ile

ayrılmaz.

İç faz parçacıkları süzgeç kağıdından süzmek ile ayrılmaz, dializ etmek

ile ayrılır.

İç faz parçacıkları süzgeç kağıdından süzmekle de dializ etmek ile de

ayrılır.

Brown Hareketi Tyndall Etkisi

Kolloidal Duruma ait önemli terimler

Dispers Faz Kolloidal çözeltideki çözünen maddenin parçacıklarına verilen addır.

Dispersiyon Ortamı Kolloidal çözeltideki çözücü sıvıya verilen addır.

Suspanoid (Liyofobik sistem) Eğer dispers fazların, dispersiyon ortamına bir çekiciliği yok ve gerçek çözelti haline geçmeye yönelmiyorsa, oluşan sisteme verilen addır.

Hidrofobik Suspanoid’ de dispersiyon ortamı su ise böyle sisteme hidrofobik denir.

Emülsoid (Liyofilik Sistem) Eğer dispers fazların, dispersiyon ortamına bir çekiciliği varsa ve onunla birleşmeye yöneliyorsa, oluşan sisteme verilen addır.

Hidrofilik Emülsoid’ de dispersiyon ortamı su ise, böyle sisteme hidrofilik denir.

Dispers Sistemler

Emülsoid’ lerin akıcılık (vizkozite) durumları

SOL

Vizkozitesi düşük, gerçek çözeltiye yakın, bir kaptan diğerine akabilen

kolloidal sisteme denir.

(ör. Mürekkep kartuşu)

JEL

Vizkozitesi yükselmiş, peltemsi bir şekil alan,

akışkanlığı sağlamak için basınç uygulanması gereken kolloidlere

denir.

(ör. jelatin)

Dispers Sistemler

• Emülsoidler, suspansoidlerden çok daha fazla dayanıklıdırlar.

• Eğer bir emülsoidin az miktarı bir süspansoide ilave edilirse süspansoid daha dayanıklı olur.

• Emülsoid, süspanoiddeki parçacıkların etrafında koruyucu bir tabaka oluşturur ve emülsoid kendi dayanıklılığının çoğunu bu parçacıklara verir. Bu şekilde kullanılan emülsoidlere koruyucu kolloid denir.

▫ Ürolitiazis?

Koruyucu Kolloidler

• Globulinler hariç çeşitli proteinler koruyucu etkiye sahiptirler.

• Kan plazmasındaki suda çözünmeyen birçok maddeler, plazmadaki koruyucu kolloidler tarafından çökmeksizin taşınabilirler.

• Lipidler, proteinlerin etkisiyle kolloid olarak çözünürler.

Koruyucu Kolloidler

• İdrarda kalsiyum fosfat ve ürik asit gibi çözünmeyen maddeler, idrarda koruyucu kolloidlerin etkileriyle dayanıksız ve aşırı doymuş çözeltiler halinde

çökmelerine meydan verilmeksizin çıkarma kapısına kadar getirilirler.

• İdrarın içerdiği koruyucu kolloidlerin azalması ile

ürolitiazis oluşmasının mümkün olabileceği bildirilmiştir.

Koruyucu Kolloidler

• Mol = 6,02 x 10

 Avogadro Sayısı (Amedeo AVOGADRO)

• 1 mol = 6.02 x 10

= gram (atomik kütle)

• 1 mol = 6.02 x 10

= gram (moleküler kütle)

•

Fe,

Al

Mol Kavramı

1 mol 3 mol 5 mol

0.5 mol

Mol Kavramı

1. 2 mol NaOH kaç gramdır? (Atomik kütleler: Na=23, O=16, H=1)

2. 7.45 g KCl kaç moldür? (Atomik kütleler: K=39, Cl=35.5)

3. 19.6 g H₂SO₄’ün mol sayısı kaçtır? (Atomik kütleler: H=1, S=32, O=16)

4. 3.01x10²³ tane içeren Sn atomu kaç moldür?

• Litresinde bir molekül gram madde bulunan çözeltilerdir.

• Sembolü= M veya mol/L

• Katı Maddelerden Molar Çözelti

▫ 1 M 1 L NaOH (MW= 40 g/mol)

• Asitlerden Molar Çözelti

▫ 1 M 1 L H₂SO₄ (MW= 98 g/mol - Dansite= 1.84 g/ml - % 98)

Molar Çözeltiler (Molarite)

M = Molekül Ağırlığı (g) x İstenilen M x İstenilen Hacim (mL) Dansite x Yüzdesi x 1000

• Bir kg çözücüde çözünmüş halde bulunan maddenin mol sayısıdır.

• Sembolü= m veya mol/kg

• Katı Maddelerden Molal Çözelti

▫ 500 g suda 10 g NaOH bulunuyorsa bu çözeltinin molalitesi nedir?

(MW = 40 g/mol)

Molal Çözeltiler (Molalite)

Molarite = mol (çözünen)

L (Çözeltinin Hacmi)

Molalite = mol (çözünen) Kg (Çözücü)

!

• 23.4 g NaCl kullanılarak 500 ml çözelti hazırlanıyor. Çözeltinin molaritesi kaçtır? (NaCl MW=58,5 g/mol)

• 0.5 M 400 mL HCl çözeltisi hazırlayınız. (MW= 36.5 g/mol - Dansite=

1.2 g/ml - % 36.5)

• 32.5 g NaF 425 g su içinde çözünürse elde edilen çözelti kaç molal olur? (NaF MW=42 g/mol)

• 30,8g KOH’ ın 1100 g suda çözünmesiyle oluşan çözelti kaç molaldir? (KOH MW=56 g/mol)

Molarite & Molalite

• 0.200 m KNO₃ çözeltisi hazırlamak için 250 g suya kaç gram KNO₃ eklemek gerekir? ^(KNO₃: 101.1 g/mol)

• 100 mmol/L 100 mL HNO₃ çözeltisi hazırlamak için kaç mL

HNO₃’e ihtiyaç duyulur? (MW= 63.01 g/mol - Dansite= 1,51 g/ml - % 70)

• 0,5 mol/kg 500 g CaCO₃ çözeltisi hazırlamak için kaç g CaCO₃ tartılması gereklidir? ^(CaCO₃: 100.08 g/mol)

• 74.5 g CaCl₂ 560 g su içinde olacak şekilde çözelti hazırlanmıştır.

Çözeltinin dansitesi 1.15 g/mL’dir. Bu çözeltinin molalitesi ve molaritesini hesaplayınız? ^(CaCl₂ MW= 110.98 g/mol)

Molarite & Molalite

• Osmol = Molekül Kütlesi : Ozmotik bakımdan aktif partikül sayısı

• NaCl, sulu çözeltide tamamen Na ve Cl iyonlarına ayrışır. Her molekül ozmotik bakımdan aktif iki partikül oluşturduğundan, 1 osmol gram NaCl 58.5/2=29.25 gramdır. Yani 1 osmolar NaCl = 29.25 g NaCl.

• 1 osmolar glikoz 180 gramdır. Zira glikoz moleküler halde çözülür ve 1 aktif partikül meydana getirir.

• İyonik – Noniyonik bileşik farkı önemli.

Osmol Kavramı

• Litresinde bir osmol gram madde bulunan çözeltilerdir.

▫ Günümüzde «Ozmotik Konsantrasyon» terimi sıklıkla kullanılır.

• Sembolü= Osm, Osm/L veya osmol/L

• Osmolarite, suyun yarı geçirgen bir zarın bir tarafından diğerine geçip geçmeyeceğini tahmin etmek için kullanılabilir (su tutma gücü olarak da ifade edilebilir).

• 2 Osm 4 L NaCl hazırlamak için kaç g NaCl tartılması gereklidir?

• Plazma Ozmolaritesi (Osm)= 2 Na + Glikoz + Üre (hepsi mmol/L)

Osmolar Çözeltiler (Osmolarite)

• Bir kg çözücüde çözünmüş halde bulunan maddenin osmol sayısıdır/gramıdır.

• Sembolü= Osmol/kg

Osmolal Çözeltiler (Osmolalite)

Osmolarite = osmol (çözünen)

L (Çözeltinin Hacmi)

Osmolalite = osmol (çözünen) Kg (Çözücü)

!

• Litresinde bir ekivalan gram/eş değer gram madde bulunan çözeltilerdir.

• Ekivalan gram, çözeltisi hazırlanacak maddenin molekül ağırlığının valansına yada etkime değerine bölünmesiyle bulunur.

▫ Bir maddenin bir kimyasal olayda yer değiştiren ya da yer değiştirebilen elektriksel yük sayısına tesir değerliği denir.

• Etkime değeri (tesir değerlik) bileşiğin asit, baz, tuz oluşuna yada redoks olaylarına göre değişir.

• Asitlerin değerliği taşıdıkları hidrojen sayısına, bazların değerliği de taşıdıkları hidroksil grubu sayısına göre hesaplanır.

Normal Çözeltiler (Normalite)

Normal Çözeltiler (Normalite)

Normalite =

Çözünenin ekivalan gram sayısı

L (Çözeltinin Hacmi)

• Sembolü= N/eq/L/Val/L

• Katı Maddelerden Normal Çözelti

▫ 1 N 1 L NaOH çözeltisi hazırlama. MW= 40 g/moL

• Asitlerden Normal Çözelti

▫ 1 N 1 L H₂SO₄ MW= 98 g Dansite= 1.84 g/ml % 98

Normal Çözeltiler (Normalite)

N = Molekül Ağırlığı (g) x İstenilen M x İstenilen Hacim (mL) Yoğunluğu x Yüzdesi x Değerliği x 1000

• 18,5 g Ca(OH)₂ ile 250 ml çözelti hazırlanıyor. Çözeltinin normalitesi kaçtır? [Ca(OH)₂: 74 g/mol)]

• 0,2 N 250ml NaOH çözeltisi hazırlamak için kaç g NaOH tartılır?

(NaOH= 40 g/mol)

• 0,1 L çözeltide 4,9 g H₂SO₄ bulunuyorsa bu çözeltinin normalitesi kaçtır? (H₂SO₄ MW=98 g/mol)

Normal Çözeltiler (Normalite)

• 100 mL’ sinde istenilen % kadar gram taşıyan çözeltilerdir.

• Ağırlık / Hacim

▫ 250 ml % 10 NaOH hazırlanması

• Hacim / Hacim

▫ Bkz. Çözeltilerin seyreltilmesi

• Ağırlık / Ağırlık

▫ % 5 NaOH hazırlanması

Yüzde Çözeltiler

• Bir çözeltiye çözücü ilave etmek suretiyle konsantrasyonunu düşürme işlemine seyreltme (dilüsyon) denir.

• Çözücü ilavesi çözeltinin hacmini değiştirir, çözünmüş madde miktarı değişmez.

• Genellikle konsantrasyonu bilinen stok çözeltilerden hazırlanır.

• n₁v₁=n₂v₂ / m₁v₁=m₂v₂ / c₁v₁=c₂v₂

Çözeltilerin Seyreltilmesi (Dilüsyon)

• 100 mL 0.5 N H₂SO₄ çözeltisine 400 mL su ilave edildiğinde normalitesi ne olur?

• 15 M’lık stok HCl çözeltisinden 50 ml 0.1 M HCl çözeltisi nasıl hazırlanır?

• %96’ lık C₂H₆O’dan 400 mL %40’ lık C₂H₆O nasıl hazırlanır?

Çözeltilerin Seyreltilmesi (Dilüsyon)

• ppm= parts per million

▫ Bir litre yada kilogram çözeltide miligram mg cinsinden çözünen madde miktarıdır.

▫ mg/L – mg/kg

• ppb= parts per billion

▫ Bir litre çözeltide miligram µg cinsinden çözünen madde miktarıdır.

▫ µg/L

• ppt= parts per trillion

▫ ng/L

• ppq= parts per quadrillion

▫ pg/L

PPM ve PPB

• Çözücü / Çözünen

▫ Katı-Sıvı çözeltileri: Tuzlu su

▫ Katı-Katı çözeltileri: Alaşımlardır. Çelik, C ve Fe karışım

▫ Katı-Gaz çözeltileri: İyot buharı ve hava karışımı

▫ Sıvı-Sıvı çözeltileri: Sirke, asetik asit ve tuz karışımı

▫ Sıvı-Katı çözeltileri: Amalgam; civa ve gümüş karışımı

▫ Sıvı-Gaz çözeltileri: Su buharı ve hava karışımı

▫ Gaz-Gaz çözeltileri: Hava

▫ Gaz-Sıvı çözeltileri: Gazoz ; CO₂ ve su karışımı

▫ Gaz-Katı: Hidrojen ve paladyum karışımı

Bileşenlerin fiziksel haline göre çözeltiler

• Seyreltik/Dilue çözelti: Çözünen miktarının çözücünün miktarına göre az olduğu çözeltilerdir.

• Derişik/Yoğun/Konsantre çözelti:

Fazla miktarda çözünmüş madde içeren çözeltilerdir.

Çözünen miktarına göre çözeltiler

• Doymamış çözelti: Belirli bir sıcaklıkta çözebileceği miktardan daha az çözünen bulunduran çözeltilerdir.

• Doymuş çözelti: İçerisinde daha fazla madde çözünemeyen çözeltilerdir.

• Aşırı doymuş çözelti: Çözünebileceğinden daha fazla çözünen bulunduran çözeltilerdir.

Çözünenin çözünürlüğüne göre çözeltiler

Doymamış çözelti Doymuş çözelti Aşırı

Doymuş çözelti Çökelti

• Elektrolit çözelti: Sulu çözeltisi elektrik akımını ileten çözeltilerdir (Tuzlu su). Elektron kaybetmiş veya almış iyonlar, atomlar veya moleküller içerir. Aynı zamanda iyonik çözeltilerde denir.

• Elektrolit olmayan çözelti: Sulu çözeltisi elektrik akımını iletmeyen çözeltilerdir (şekerli su).

Elektrik iletkenliğine göre çözeltiler

Elektrolit olmayan

çözelti Zayıf

Elektrolit çözelti Güçlü

Elektrolit çözelti

Etanol/Distile Su Asetik asit çözeltisi KCl

Kaynak: PhilSchatz

Elektrik iletkenliğine göre çözeltiler

• Bir maddenin elektrik akımını iletebilmesi için;

i. Serbest halde elektronu olmalıdır. Bu olay metallerde vardır.

ii. Yapısında Anyon (-) ve Katyon (+) bulunmalıdır.

iii. Bileşikler katı halde elektriği iletmezler. Sıvı halde ve çözeltilerinde, iyonik bileşikler elektrik akımını iletir.

iv. Bir çözeltide iyon sayısı arttıkça, ya da sıcaklık arttıkça çözeltinin iletkenliği artar (Endotermik çözünmelerde).

v. Metallerin elektrik iletkenliği elektron akışı ile olur (Ötelenme hareketi), olay fizikseldir.

vi. Bileşiklerin sulu çözeltilerinin elektrik iletkenliği kimyasal yollarla olur.

vii.Suda moleküller halde çözünen (ağ örgülü) maddelerin çözeltileri elektrik akımını iletmez.

pH, Amfolit Elektrolitler,

Tampon Çözeltiler

Kaynak: Learner

• Asit-Baz dengesi karaciğer, akciğer ve böbreklerin son derece uyumlu çalışması ile sağlanır.

▫ Canlıda üretilen [H

], ekskresyonı ile dengelenmelidir.

▫ pH= Bir çözeltideki mevcut [H

] iyonlarının

konsantrasyonunun eksi logaritmasıdır (pH=-log [H

]) ^.

▫ Bir çözeltinin pH’ sı 7’den küçükse asit, 7’den büyük ise baz, 7 ise nötr’dür.

▫ Bir birim pH artışı ( 56) 10 kat [H

] düşüşüne karşılık gelir.

▫ Plazmada [H

] hiçbir iyonda olmayan bir şekilde oldukça dar sınırlar içinde tutulur.

Hidrojen İyon Konsantrasyonu

Vücut Sıvılar pH değerleri

Plazma 7,38 – 7,44

Pankreas Sıvısı 7.5 – 8.00

Tükrük 6.35 – 6.85

Mide Özsuyu 0.9 – 1.6

Süt 6.6 – 6.9

İdrar 4.8 – 7.5

Hidrojen İyon Konsantrasyonu

• Her ne kadar plazma pH’ sına odaklansak da intrasellüler pH’ da hücrenin canlılığı, normal enzim fonksiyonu ve diğer metabolik süreçler için kritiktir (ortalama 7.0).

• Hücrelerin ekstrasellüler ortamdaki pH değişimlerine karşı savunma mekanizmaları vardır.

• Ekstrasellüler ortamdaki marjinal pH değişimleri, intrasellüler ortamın bütünlüğünü etkileyerek metabolizmayı ciddi derecede bozabilir ve hücre ölümüne dahi sebep olabilir.

Hidrojen İyon Konsantrasyonu

• [H

] dengesi diğer bir ifade ile asit-baz dengesi;

▫ Diyetle alınan H

miktarı + endojen metabolizma sonucu elde edilen miktar ve buna karşılık vücuttan atılan

miktarın birbirini dengelenmesi sonucunda korunmaktadır.

▫ Böylece ekstrasellüler ortamın (ESS/ECF) dengesi fizyolojik sınırlar içinde tutulur ve canlılık devam ettirilir.

▫ Dengenin sağlanması için;

 Uçucu asitleri solunum ile uzaklaştırılır (CO₂ gibi),

 H⁺ ve HCO₃^- ise böbrekler tarafından uzaklaştırılır veya tutulur.

 Uçucu olmayan H⁺ kimyasal tamponlar ile kompleks oluşturur ve atılır.

Hidrojen İyon Konsantrasyonu

• Uçucu (Volatil) asit üretimi

▫ Mitokondrialdır.

▫ Karbonhidratların oksidasyonu (CO₂ + H₂O) ve yağ asitlerinin β- oksidasyonundan (CO₂ + H₂O) elde edilir.

• Uçucu olmayan (non-volatile) asit üretimi

▫ Karbonhidratların oksidasyonu (laktik asit), yağ asitlerinin β- oksidasyonu (keton cisimcikleri), amino asitlerin oksidasyonu (Üre, HCl, H₃PO₄) ve nükleik asitlerin oksidasyonundan (H₃PO₄ ) dan elde edilir.

Hidrojen İyon Konsantrasyonu

• Yüksek sülfat ve fosfat rezidüleri barındıran otlaklarda yetiştirilen veya fazla miktarda tane yem ile beslenen hayvanlarda fazla asit yüklemesi görülür.

• Bunun dışında normal endojen asit üretimi bazı patolojik durumlarda artabilir. Buna en güzel örnek olarak Diabetes

mellitus’da görülen keton cisimciği sentezindeki artış verilebilir.

• Toksinler veya ilaçlara bağlı olarak da organik asit formasyonu artabilir.

▫ Örneğin; metanolden formik asit, etilen glikolden glikolik ve oksalik asit, aspirinden salisilik asit.

Hidrojen İyon Konsantrasyonu

• Meyveler ise alkali kaynağıdır.

▫ Zayıf organik asitlerin Na⁺ ve K⁺ tuzlarını içerirler. Bunların dissosiye anyonları metabolizma olmadan önce H⁺ akseptörü olurlar.

• Alkalozis, hayvanlara fazla miktarda NaHCO3 veya diğer alkali tuzların verilmesine bağlı olarak görülse de daha çok asit kaybı nedeniyle oluştuğu görülmektedir.

▫ Örneğin, kusmaya bağlı gastrik asidinin (HCl) kaybı.

Hidrojen İyon Konsantrasyonu

• Uçucu olmayan asitler için;

▫ Vücut hidrojen girdi kaynakları

 Diyet, Metabolizma, Fekal baz kaybı

▫ Vücut hidrojen çıktı kaynağı

 İdrar

• Bir köpekde;

▫ Ortalama H⁺ girdi miktarı 1.0 mmol/gün/kg CA (Canlı ağırlık) iken buna denk gelen miktar böbreklerden atılır.

▫ Ortalama 10 mmol/gün/kg CA HCO₃^- ve baz eşdeğerleri vücuttan atılırken (başlıca dışkı ile), buna denk gelen H⁺ miktarı ECF’ de tutulur.

Hidrojen İyon Konsantrasyonu

• pH ölçümünde kullanılan teknikler iki grupta incelenir.

▫ Elektrometrik Yöntemler: İki elektrot arasındaki potansiyel farkın bir galvanometre ile ölçülmesi esasına dayanır.

Hidrojen İyon Konsantrasyonu

▫ Kolorimetrik Yöntemler: Bazı boya maddelerinin belirli pH

değerlerinde renk değiştirmesi esasına dayanır. Ortamın H iyon

konsantrasyonuna göre renk değiştiren maddelere indikatör denir.

• İndikatörler

▫ Çözeltinin pH’ sına bağlı olarak renk değiştiren kompleks yapıdaki organik bileşiklere indikatör denir.

▫ Bu tür çözeltiler titrasyonun bitiş noktasını saptamak amacıyla kullanılır.

▫ İndikatörleri asit baz, redoks ve çöktürme indikatörleri olarak ayırabiliriz.

▫ İndikatörün renk değiştirdiği noktaya dönüm noktası denir.

▫ İndikatörler genellikle zayıf asit ve bazlardır.

▫ Kesin sonuç değil, yaklaşık sonuç verirler.

Hidrojen İyon Konsantrasyonu

İndikatör İsmi pH Sınırları Renk Değişikliği

Timol mavisi 1.2 – 2.8 KırmızıSarı

Bromfenol mavisi 3.0 – 4.6 SarıMavi

Metil kırmızısı 4.4 – 6.0 KırmızıSarı

Brom krezol moru 5.8 – 6.8 SarıMor

Fenol kırmızısı 6.8 – 8.0 SarıKırmızı

Meitl oranj 2.9 – 4.0 KırmızıSarı

Fenolftalein 8.3 – 10.0 RenksizPembe

Turnusol 7.0 KırmızıMavi

Hidrojen İyon Konsantrasyonu

Hidrojen İyon Konsantrasyonu

• Kanın normal pH değerinin asit yöne kayması asidoz, alkali yöne kayması ise alkaloz olarak tanımlanır.

• Vücutta bir dizi fonksiyon pH değeri tarafından etkilenir.

▫ Hemoglobinin oksijen bağlama yeteneği,

▫ Protein yükleri ve protein molekülleri arasındaki hidrojen köprüleri,

▫ Kemik yapımı ve yıkımı.

pH Değerinin Sağlık Açısından Önemi

• Hem asitlerle hem de bazlarla tuzlar oluşturabilen maddelere amfolitler ya da amfoter elektrolitler denir.

• Özellikleri;

1. Asit ortamda katyonlar, alkalik ortamda ise anyonlar oluştururlar.

2. Bir amfolit belirli pH’da aynı sayıda negatif ve pozitif yük taşırlar.

Bu pH’ya amfolitin izoelektrik noktası denir.

3. Bir amfolit asit reaksiyonda katoda, alkali reaksiyonda anoda göç ettiği halde izoelektrik noktada hareket etmez.

Amfolitler (Amfoter Elektrolitler)

4. Amfolitler ortamın pH’sına göre hem H⁺ iyonlarını, hem de OH^-

iyonlarını bağlayabilirler. Bu nedenle amfolitler gerek asitlere karşı gerekse bazlara karşı tampon görevi görürler.

5. H⁺ + OH^- iyonlarının konsantrasyonlarının birbirlerine eşit olduğu noktaya nötral nokta adı verilir.

6. H⁺ + OH^- iyonlarının konsantrasyonları birbirleri ile ters orantılıdır.

25 °C‘ deki saf suda H⁺ ve OH^- in molar konsantrasyonu eşittir ve çözelti nötraldir.

Amfolitler (Amfoter Elektrolitler)

• Zayıf bir asit (proton donörü) ve onun konjuge bazını (proton akseptörü) eşit miktarlarda içeren karışımlar tampon sistemi olarak bilinirler.

• Tamponlar, küçük miktarlarda asit (H

) veya baz (OH

) eklendiğinde pH değişikliklerine karşı koyma eğiliminde olan sulu sistemlerdir.

Tamponlar

• Organizmada meydana gelen reaksiyonların hepsi belli pH sınırları içerisinde oluşurlar.

• pH değişmeleri, reaksiyonun oluşumunu engeller.

• Organizmada pH’ nın değişmesine neden olacak olaylar meydana geldiğinde, aynı laboratuvar koşullarındaki

tampon sistemlere benzer, pH değişimine mani olacak tampon sistemler/ mekanizmalar devreye girerler.

Biyolojik Tamponlar

• Vücut sıvılarında asit-baz dengesinin bozulması başlıca üç öğe ile kendini belli eder. Bunlar;

1. Kanın pH değeri,

2. Kandaki H₂CO₃ kısmi basıncı (pCO2 mmHg) 3. Kandaki HCO₃^- miktarı

 Plazma pH’ sı H₂CO₃:HCO₃^- oranı ile koreledir.

Biyolojik Tamponlar

• Sulandırma

• Solunum

▫ CO₂ atılması

• Renal Mekanizma

▫ Fazla asit yada alkalinin idrar ile atılması, veya amonyak oluşturarak bazın korunmasını sağlamak

• Tampon Sistemler

▫ Kan plazmasında: Bikarbonat-Karbonik asit, Fosfat-Fosforik asit, Proteinat-Protein Tamponu

▫ Eritrositlerde: Hemoglobinat-Hemoglobin, Oksihemoglobinat- Oksihemoglobin

▫ Lenf, BOS, transüdatlarda: Bikarbonat, fosfat tamponları

Biyolojik Tamponlar

• Protein Tampon Sistem

▫ COOH ya da NH₂ grupları ile,

▫ Vücutta tamponların en büyük kısmı,

▫ Albümin, hemoglobin (Hb) gibi globulinler.

• HCO₃^- Tampon Sistem

▫ Büyük miktarlarda mevcuttur,

▫ Açık sistem,

▫ Solunum ve böbrek sistemi bu tampon sistemler üzerine etki eder.

▫ Hücre dışı sıvıların en önemli tamponudur.

• Fosfat Tampon Sistem

▫ Ekstrasellüler ortamda düşük, intrasellüler ortamda önemli (özellikle kas doku),

▫ Böbrek ve kemikte en iyi tampondur.

Biyolojik Tamponlar

Tampon Sistem % Tamponlama Non-bicarbonat

Hemoglobin 35

Organik fosfatlar 3 Inorganik fosfatlar 2

Plazma proteinleri 7

Bikarbonat

Plazma 35

Eritrositler 18

Kanın Tampon Sistemleri

• İdeal bir tampon şu özellikleri taşımalıdır;

▫ Arzu edilen pH sınırlarına uygun tampon kapasitesine sahip olmalıdır.

▫ Çok saf olarak elde edilebilmelidir.

▫ Enzimatik ve hidrolitik olaylara dayanıklı olmalıdır.

▫ Tamponun oluşturacağı pH, ortamın ısısı, iyon içeriği ve konsantrasyonundan en az derecede etkilenmelidir.

▫ Toksik ve inhibitör etki taşımamalıdır (Çoğu enzimler fosfat tamponlarınca inhibe edilirler).

▫ Katyonlar ile yaptığı kompleksler çözünür nitelikte olmalıdır.

▫ Ultraviyole ve görünür sahada ışığı absorbe etmemelidir.

Biyolojik Tamponlar

İzotoplar, Radyasyon

• Atom, bir çekirdek ile bu çekirdeğin etrafını çevreleyen elektronlardan meydan gelir.

• Atom ağırlıkları birbirinden farklı, kimyasal nitelikleri ise aynı olan atom türlerine izotop denir. İzotoplar arasındaki farklılık nötron sayılarından ileri gelir.

• Radyoaktif izotop ve Stabil İzotop

İzotoplar

▫ Stabil izotoplar doğada yaygın bulunur ve parçalanma göstermez.

▫ Radyoaktif izotoplar ise çekirdekleri çeşitli ışınlar yayınlayarak parçalanan izotoplardır ve yapay olarak elde edilir. Bu olaya

radyoaktif bozunma denir.

• İzotopların biyokimya yönünden önemi?

▫ Metabolizmasının izlenmesi

▫ Tiroid Fonksiyon Testleri

 RIA (Radioimmunoassay)

▫ Ette bulunan yağ yüzdesi ölçümü

İzotoplar

• Radient enerjinin serbest kalmasıdır.

• Radyoaktif maddelerin alfa, beta,gamma ve X- gibi ışınları yaymasıdır.

• En çok etkilenen organlar; Lenfositler, eritrositler, mide barsak kanalı, gözler, hipofiz ön lobu, yumurta follikülleri, mukoz

membran

• Zararları;

▫ Karbonhidrat ve lipidlerin parçalanma hızını artırır.

▫ Protein ve nükleik asitlerde bağları koparır.

▫ Kromozomları parçalar, mitosizi durduru.

▫ Barsaklarda emilimi azaltır, midenin boşalma süresini uzatır.

▫ Kemik gelişim bozuklukları, dişlerde anomaliler.

Radyasyon (Işınım)

• Gerçek çözeltilere ilişkin olarak aşağıda verilen ifadelerden hangisi doğrudur ?

a. İç faz parçacıklarının büyüklüğü 1-100 nm arası

b. Ozmotik basınç düşüktür.

c. Homojendirler.

d. Vizkozitesi yüksektir.

e. Işık geçirilirse sisli bir görünüş alır. Buna Tyndall etkisi denir.

Soru

Cev ap: c

• Ası T (1999). Tablolarla Biyokimya I, Nobel Tıp Kitapları Dağıtım, Ankara.

• Kalaycıoğlu L, Serpek B, Nizamlıoğlu M, Başpınar N,Tiftik A (2000). Biyokimya, Nobel Yayın Dağıtım, Ankara.

• Engelking LR (2014). Textbook of Veterinary Physiological Chemistry. 3rd Edition. Academic Press.

• Sözbilir Bayşu N, Bayşu N (2008). Biyokimya, Güneş Kitabevi.

Kaynaklar

Sorularınız?

Bir sonraki konu;

BİYOELEMENTLER -I

Makro ve Mikromineraller