Et stof, der kan afgive og optage protoner H+, virker som syre og base. Ved optagelsen af protonen virker stoffet som en base og ved afgivelsen som syre.





Hvor meget der findes af stoffet på syreform og korresponderende baseform i en opløsning er afhængig af surhedsgraden i opløsningen.

Forholdet mellem koncentrationen af syren og den korresponderende base kan beregnes ved en given pH og kan også afbildes grafisk.

Som eksempel kan tages forholdet mellem basen ammoniak NH3 og den korresponderende syre ammoniumionen NH4+



pH kan beregnes ud fra følgende formel: ammoniumionens pKs-værdi = 9,3.



Når pH har samme værdi som pKs, er der lige store koncentrationer af ammoniak og ammuniumionen i opløsningen. Hvis pH stiger over pKs-værdien, bliver der mere af den basiske form - i dette tilfælde NH3 - mens der bliver NH4+ ved lavere pH. Forholdet mellem mængden af syreformen og baseformen kan beregnes ved en given pH ud fra nedenstående to formler:



hvor xs er syrebrøken, som ser sådan ud for ammonium/ammoniak:



Ud fra ovenstående oplysninger kan der i et koordinatsystem optegnes en kurve for syrebrøken i forhold til pH. Denne kurve kaldes for et bjerrumdiagram.

Nikotin kan optage to protoner, hvorfor der findes to pKs-værdier og dermed to ligevægte af syre og korresponderende base.



Nikotin optages lettest igennem lungevævet, når nikotinen findes på den neutrale form uden ladning. Ladede molekyler har sværere ved at blive transporteret gennem cellemembranen.

  • I tobaksrøgen er pH ca. 6,0
  • Det vandige miljø i lungerne har pH-værdi = 7,4


I perioden 1965 til 1975 blev der tilsat ammoniak i Marlboro-cigaretter, således at pH-værdien i røgen fra en Marlboro steg op til en pH-værdi på 6,8, hvor den tidligere var 5,9.

Opgave

  • Beregn og tegn kurverne for nikotins tilstandsform i forhold til pH i et bjerrumdiagram.
  • Beregn hvilket forhold der er mellem de tre tilstandsformer af nikotin henholdsvis i røgen - og i det vandige miljø i lungerne.
  • Hvilken betydning for optagelsen har det, at pH er 7,4 i lungerne?
  • Røgen fra cigar og pibetobak har en pH-værdi på ca. 7-8. Hvad betyder det for optagelsen af nikotin i organismen, og hvor i organismen kan man forestille sig størstedelen bliver optaget?
  • Hvilken betydning for nikotins tilstandsform har pH-forhøjelsen i Marlboro-cigaretten fået? Beregn forskydningen i forholdet mellem tilstandsformerne af nikotin ved forhøjelsen af pH fra 5,9 til 6,8.
  • Hvorfor har firmaet tilsat ammoniak i cigaretterne?

Hent opgave som pdf-fil her.

Kom tilbage til oversigten med opgaver her.