Chemie Overal 5e editie
Scheikunde hoofdstuk 17 – Buffers en enzymen
Paragraaf 1 – Amfolyten
Een sterk zuur splitst in water volledig af in ionen. Naast zuren en basen zijn er deeltjes
die zowel als zuur en als base reageren: amfolyten. Als een amfolyt met in een zure
oplossing zit, zal het als base reageren. In een basische oplossing reageert het juist als
zuur.
Als een amfolyt in water zich gedraagt als zuur gebruik je in de evenwichtsvoorwaarde
de Kz. Bij een gedraging als een base gebruik je de K b. Als de Kz van een ion groter is dan
de Kb reageert het deeltje vaker als zuur.
Aminozuren zijn dubbelionen, zoals in de afbeelding hiernaast te zien is. Hierdoor
reageren ze ook als amfolyten.
Paragraaf 2 – Buffers
Een buffer(oplossing) is een oplossing die niet van pH verandert door het toevoegen van kleine
beetjes zuur, base of water. Een bufferoplossing bevat een zwak zuur en een geconjugeerde base.
De pH wordt bepaald door de pKz van het zuur en de verhouding tussen de concentratie van het zuur
en de geconjugeerde base. Buffers kunnen dus schommelingen in de pH door zuur, base en
verdunnen tegengaan.
Als H3O+-ionen aan een bufferoplossing worden toegevoegd, reageren deze met de sterkst
aanwezige base. Hierdoor komen er geen extra H3O+-ionen in de oplossing; de pH verandert vrijwel
niet. Om deze schommelingen goed op te kunnen vangen moet er wel genoeg zuur en base zijn.
Als de concentraties zwakke zuur (HZ) en geconjugeerde base (Z -) gelijk zijn, geldt de
evenwichtsvoorwaarde hieronder.
is
De -log(Kz) is ook wel de pKz en de -log[H3O+] is ook wel de pH, dus staat er eigenlijk pK z = pH.
Met de evenwichtsvoorwaarde kan je ook berekenen, als de pH bekend is, in welke verhouding het
zuur en zijn geconjugeerde base in de bufferoplossing aanwezig zijn.
Een van de belangrijkste buffers, zijn de buffers in het bloed. In het bloed worden namelijk veel
zuren toegevoegd, bijvoorbeeld melkzuur uit de spieren. Zo heb je bijvoorbeeld de koolzuurbuffer
H2CO3/HCO3- en het eiwit hemoglobine.
Paragraaf 3 – Enzymen
Enzymen, ook wel biokatalysatoren genoemd, zijn specifieke eiwitten. De stof waar een enzym op
inwerkt, heet het substraat. Sommige enzymen hebben een stof nodig om werkzaam te zijn. Dit kan
een kleiner organisch molecuul zijn: een co-enzym (meestal een soort aan-uitschakelaar) of ionen.
De primaire structuur van een eiwitmolecuul is het aantal en de volgorde van de
aminozuureenheden. De secundaire structuur is de vorming van een α-helix of een β-sheet. De
tertiaire structuur wordt bepaald door de verschillende zijgroepen van aminozuureenheden, de
totale bouw van het eiwitmolecuul. Bij he ontvouwen van een enzym, denatureren, wordt een
enzym onwerkzaam.
1. De locatie waar het substraat hecht, noem je het actieve centrum (of actieve plaats).
Enzymen zijn erg specifiek en soms zelf stereospecifiek: er wordt onderscheidt gemaakt
tussen cis-trans- en spiegelbeeld-isomeren.
Scheikunde hoofdstuk 17 – Buffers en enzymen
Paragraaf 1 – Amfolyten
Een sterk zuur splitst in water volledig af in ionen. Naast zuren en basen zijn er deeltjes
die zowel als zuur en als base reageren: amfolyten. Als een amfolyt met in een zure
oplossing zit, zal het als base reageren. In een basische oplossing reageert het juist als
zuur.
Als een amfolyt in water zich gedraagt als zuur gebruik je in de evenwichtsvoorwaarde
de Kz. Bij een gedraging als een base gebruik je de K b. Als de Kz van een ion groter is dan
de Kb reageert het deeltje vaker als zuur.
Aminozuren zijn dubbelionen, zoals in de afbeelding hiernaast te zien is. Hierdoor
reageren ze ook als amfolyten.
Paragraaf 2 – Buffers
Een buffer(oplossing) is een oplossing die niet van pH verandert door het toevoegen van kleine
beetjes zuur, base of water. Een bufferoplossing bevat een zwak zuur en een geconjugeerde base.
De pH wordt bepaald door de pKz van het zuur en de verhouding tussen de concentratie van het zuur
en de geconjugeerde base. Buffers kunnen dus schommelingen in de pH door zuur, base en
verdunnen tegengaan.
Als H3O+-ionen aan een bufferoplossing worden toegevoegd, reageren deze met de sterkst
aanwezige base. Hierdoor komen er geen extra H3O+-ionen in de oplossing; de pH verandert vrijwel
niet. Om deze schommelingen goed op te kunnen vangen moet er wel genoeg zuur en base zijn.
Als de concentraties zwakke zuur (HZ) en geconjugeerde base (Z -) gelijk zijn, geldt de
evenwichtsvoorwaarde hieronder.
is
De -log(Kz) is ook wel de pKz en de -log[H3O+] is ook wel de pH, dus staat er eigenlijk pK z = pH.
Met de evenwichtsvoorwaarde kan je ook berekenen, als de pH bekend is, in welke verhouding het
zuur en zijn geconjugeerde base in de bufferoplossing aanwezig zijn.
Een van de belangrijkste buffers, zijn de buffers in het bloed. In het bloed worden namelijk veel
zuren toegevoegd, bijvoorbeeld melkzuur uit de spieren. Zo heb je bijvoorbeeld de koolzuurbuffer
H2CO3/HCO3- en het eiwit hemoglobine.
Paragraaf 3 – Enzymen
Enzymen, ook wel biokatalysatoren genoemd, zijn specifieke eiwitten. De stof waar een enzym op
inwerkt, heet het substraat. Sommige enzymen hebben een stof nodig om werkzaam te zijn. Dit kan
een kleiner organisch molecuul zijn: een co-enzym (meestal een soort aan-uitschakelaar) of ionen.
De primaire structuur van een eiwitmolecuul is het aantal en de volgorde van de
aminozuureenheden. De secundaire structuur is de vorming van een α-helix of een β-sheet. De
tertiaire structuur wordt bepaald door de verschillende zijgroepen van aminozuureenheden, de
totale bouw van het eiwitmolecuul. Bij he ontvouwen van een enzym, denatureren, wordt een
enzym onwerkzaam.
1. De locatie waar het substraat hecht, noem je het actieve centrum (of actieve plaats).
Enzymen zijn erg specifiek en soms zelf stereospecifiek: er wordt onderscheidt gemaakt
tussen cis-trans- en spiegelbeeld-isomeren.
