Буферное действие

[Aromarina]

Девушки, объясните пожалуйста, что это такое .
Копаюсь в химии и часто натыкаюсь на фразы типа "не оказывают заметнго влияния на рн эпидермиса, поскольку проявляют буферное действие".
В данном случае речь о ПАВах.
Из контекста понятно, что это свойство связанное с рн, задним умом я что-то понимаю, но до конца уяснить не могу . Хелп.

[Mess]

Буферное действие - это способность многих веществ ослаблять изменение активной реакции раствора, которое без них произошло бы при прибавлении к раствору кислот или щелочей. Это стабилизирующее влияние на реакцию раствора называется буферным действием.
Другими словами, фраза типа "не оказывают заметного влияния на рн эпидермиса, поскольку проявляют буферное действие", означает, что эти ПАВы проявляют стабилизирующие рн свойства.

[Aromarina]

а стабилизирует за счет того, что может хранить в себе молекулы кислот и щелочей, как в буфере? и никогда не отдаст?

мне хотелось бы "на пальцах" понять .

[Mess]

"не оказывают заметного влияния на рн эпидермиса, поскольку проявляют буферное действие", на пальцах означает следующее, что если эти ПАВы присутствуют в растворе/эмульсии, то сколько бы вы, например, не разводили такой раствор, не смешивали его с чем-нибудь другим ph его существенно не изменится, соответственно существенно не изменится и рн эпидермиса, на который этот раствор/эмульсия с такими ПАВами воздействует.
Чтобы понять за счет чего стабилизируют, надо писать теорию по буферным растворам (их два вида основных). Боюсь, что это не очень интересно, но если есть потребность - напишу.

[Aromarina]

Лена, спасибо!
Потребность есть .

[Mess]

Ну что ж, итак, механизм буферного действия сначала в теории, а тотом все это "на пальцах":
Теория:
Как мы уже выяснили, способность системы поддерживать практически неизменным значение рН называется буферным действием.
Для того, чтобы система обладала буферным действием, в ее составе должны присутствовать два электролита – сильный (как правило, это соль) и слабый (основание или кислота). В зависимости от состава, различают кислотные или основные буферные системы.
Классический пример - ацетатный буфер, он относится к кислотным буферным системам, состоит из сильного электролита – ацетата натрия СН3СООNа и слабого электролита – уксусной кислоты СН3СООН. Такая система способна поддерживать постоянство кислотно-основного баланса раствора, в который ее добавляют, в интервале рН = 4,5 ÷ 4,8.
Механизм буферного действия заключается во взаимном влиянии трех процессов, происходящих в одном и том же растворе. Это процессы диссоциации слабого(1) и сильного(2) электролитов, и гидролиза по анионному типу раствора соли(3):
(1) СН3СООН <=> СН3СООˉ + Н+;
(2) СН3СООNa = СН3СООˉ + Na+;
(3) СН3СООˉ + Н2О <=> СН3СООН + ОНˉ.
Полная диссоциация соли по уравнению (2) подавляет диссоциацию
кислоты по уравнению (1), а накопление в системе недиссоциированных молекул кислоты, в свою очередь, препятствует гидролизу соли по уравнению (3). При равных концентрациях исходных растворов в системе присутствуют молекулы уксусной кислоты СН3СООН и ацетат ионы СН3СООˉ.
При добавлении к такой системе раствора сильной кислоты (полностью диссоциированной на ионы Н+ и Аnˉ), ее протоны Н+ будут связывать анионы СН3СООˉ: Н+ + СН3СООˉ <=> СН3СООН до тех пор, пока не израсходуется вся введенная сильная кислота. В результате в системе увеличится концентрация уксусной кислоты, уменьшится концентрация ионов СН3СООˉ, но кислотный баланс (он зависит только от концентрации свободных ионов Н+) останется на прежнем уровне.
То же произойдет, если в ацетатный буфер добавить раствор сильной щелочи (полностью диссоциированной на ионы ОНˉ и Ме+). Гидроксоионы щелочи ОНˉ будут нейтрализованы уксусной кислотой:
СН3СООН + ОНˉ <=> СН3СООˉ + Н2О,
но кислотный баланс опять останется неизменным.

Теперь "на пальцах":
Стабилизация ph системы такими ПАВами происходит за счет того, что если эти ПАВы присутствуют в системе (раствор/эмульсия), и вы в эту систему что-то добавляете, то они способствуют запуску одновременно трех химических процессов (см. выше), которые взаимно подавляют диссоциацию друг друга (а именно диссоциация с высвобождением ионов Н+ вызывает сдвиг ph). Соответственно ph раствора/эмульсии существенно не изменяется, соответственно существенно не изменяется и рн эпидермиса, на который этот раствор/эмульсия с такими ПАВами воздействует.

Еще надо помнить при добавлении в такие буферные системы чего-либо, что каждая такая система имеет свою "буферную емкость", и, беспредельно лить в неее кислоту или щелочь без сдвига ph не получится.

[Aromarina]

Правильные ли выводы я делаю?
- если я в шампунь с таким ПАВом буду лить молочку, что бы опустить рн до нужного мне (допустим, хочу шампунь с рн 4), то в итоге разрушу буфер и ПАВ перестанет быть таким мягким к коже, каким он был, обладая буферным действием?

[Mess]

Конечно в этом случае созданная такими ПАВами буферная система разрушится. Сдвиг ph и будет тому свидетельством. Свойства ПАВов изменятся, но трудно сказать насколько это будет критично для кожи головы и волос. Каким-то волосам это может очень даже подойти, в зависимости от их состояния (были ли они до этого подвергнуты осветлению, окраске хной, мелированию, окраске иными красителями)

[Aromarina]

Вот ничего не понимаю . В статьте про избирательное очищение, которая рассказывает об этих мягких ПАВах с буерным действием, даны рецептуры и в первой же молочной рн доводят до 4 .

[Mess]

Я тоже. Марин, кинь ссылку на статью. Может в ней идет речь не о буферных системах растворов, механизм которых мы тут обсуждаем, а об иной буферной системе, которую создают эти ПАВы.

[Aromarina]

Ссылки пока нет, я ее только печатаю .
Но начало уже здесь
https://vitazone.ru/forum/node/306?t=262

[Mess]

Вот теперь все стало на свои места. Мы здесь рассматривали буферное действие стандартных водных растворов (ацетета натрия и уксусной кислоты), а нам надо было рассматривать буферное действие неводных систем амфолитов(аминокислотных или белковых). Поскольку в статье говорится, что "Гидрофильная часть молекулы ПАВа образована или аминокислотой или полипептидом". Суть в том, что если аминокислоты или белки находятся в изоэлектрическом состоянии (суммарный заряд молекулы равен нулю), то растворы этих соединений не являются буферными. Для проявления буферных свойств необходимо сместить изоэлектрическую точку. Аминокислотные системы начинают проявлять буферное действие, когда к ним добавляют некоторое количество кислоты или щелочи. Тогда часть белка (аминокислоты) переходит из ИЭС (изоэлектрическое состояние) в форму “белок-кислота” или соответственно в форму “белок-основание”. При этом образуется смесь двух форм белка: (R - макромолекулярный остаток белка)

а) слабая “белок-кислота” + соль этой слабой кислоты:

СОО- СООН

R - СН + Н+ R - СН

N+Н3 N+Н3

основание А- сопряженная кислота НА

(соль белка-килоты) (белок-кислота)

б) слабое “белок-основание” + соль этого слабого основания:

СОО- СОО-

R - СН + ОН- R - СН + Н2О

N+Н3 NН2

кислота ВН+ сопряженное основание В

(соль белка-основания) (белок-основание)

Если на пальцах, то буферное действие такие ПАВы будут проявлять только если мы сместим изоэлектрическую точку, например при добавлении кислоты (в тех рецептах молочной), образуя буферную смесь для аминокислотной системы - слабая “белок-кислота” + соль этой слабой кислоты
Для классических буферных систем, которые мы рассматривали, добавление кислоты или щелочи не единственное условие проявления их буферных свойств.

[Aromarina]

В предверии второго семинара, добаралсь до буферов .
Т.е. получается идеальная картинка! Мы спокойно сдвигаем рн до нужного значения, потом в системе получается буфер...
но я вот все равно не понимаю, почему "Они (эти ПАВ) не оказывают заметного влияния на рн эпидермиса, поскольку проявляют буферное воздействие".
А если бы они его не проявляли, что бы происхоодило ?

[Mess]

но я вот все равно не понимаю, почему "Они (эти ПАВ) не оказывают заметного влияния на рн эпидермиса, поскольку проявляют буферное воздействие".
А если бы они его не проявляли, что бы происхоодило ?

Так вот их буферное действие в этом-то и проявляется :
мы добавляем кислоту к системе (чтобы сдвинуть изоэлектрическую точку и начался процесс диссоциации), и пока идет этот процесс диссоциации, общий рн системы остается почти неизменным, поэтому так и написано в описании " не оказывают заметного влияния на рн эпидермиса, поскольку проявляют буферное воздействие".
А если бы они не проявляли свои буферные свойства, то общий рн системы сместился бы, и соответственнно рн эпидермиса изменился бы.

[Aromarina]

Лена, мы тут на семинаре еще пообсуждали эти буферы (жаль, что у тебя не получилось прийти ) и поняли, что все равно не поняли .
Смотри, если мы рн шампуня по-любому выводим на нужный рн, то зачем нам буферное действие ПАВ, когда мы можем и так с помощью кислоты все отрегулировать ?
Я так понимаю, что буфеерное действие было бы нужно, если бы рн шампуня был щелочным, а если мы его закислили до нужного там, скажем 5,5, то необходимость в буферной системе отпадает ...
Так или я чего-то недопонимаю и не учитываю?