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Der Blutpuffer beim Sprint
AFB I–IIDer pH-Wert des Blutes liegt zwischen 7,35 und 7,45. Den wichtigsten Puffer bilden Kohlensäure und Hydrogencarbonat-Ionen; Kohlensäure steht mit gelöstem Kohlenstoffdioxid im Gleichgewicht, das über die Lunge abgeatmet wird (M1). Beim Sprint gelangt Milchsäure aus den Muskeln ins Blut. Bei starker Aufregung atmen manche Menschen sehr schnell und tief (Hyperventilation); es kommt zu Kribbeln und Krämpfen.
M1Der Kohlensäure-Hydrogencarbonat-Puffer
| Gleichgewicht | Bemerkung |
|---|---|
| \(\ce{CO2(aq) + H2O <=> H2CO3}\) | \(\ce{CO2}\) wird in der Lunge abgeatmet |
| \(\ce{H2CO3 + H2O <=> HCO3- + H3O+}\) | \(\mathrm{p}K_S = 6{,}52\) (25 °C) |
| Verhältnis im Blut | \(n(\ce{HCO3-}) \gg n(\ce{H2CO3})\) |
- Nennen Sie die beiden Komponenten des Blutpuffers mit Formel.
- Stellen Sie die Reaktionsgleichungen für das Abfangen von Oxonium-Ionen (aus der Milchsäure) und von Hydroxid-Ionen durch den Blutpuffer auf.
- Erklären Sie mithilfe von M1, weshalb der pH-Wert des Blutes bei Hyperventilation steigt.
- Deuten Sie die Tatsache, dass der Blut-pH-Wert (7,4) deutlich über dem \(\mathrm{p}K_S\)-Wert der Kohlensäure liegt, und schließen Sie daraus, gegen welche Belastung der Blutpuffer besonders gut gerüstet ist.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Kohlensäure und ihre korrespondierende Base.
Hinweis zu Aufgabe b)
Die Pufferbase fängt Säure ab, die Puffersäure fängt Base ab.
Hinweis zu Aufgabe c)
Was bewirkt verstärktes Abatmen von \(\ce{CO2}\) nach Le Chatelier?Erklären: auf Gesetzmäßigkeiten zurückführen.
Hinweis zu Aufgabe d)
Bei \(n(\ce{HA}) = n(\ce{A-})\) wäre pH = \(\mathrm{p}K_S\). Welche Komponente überwiegt, wenn der pH-Wert höher ist?