等水原理

等水原理とは、溶液中の複数の酸塩基対が、共通の試薬である水素イオン、したがって溶液のpHによって結び付けられ、互いに平衡状態になる現象です。つまり、複数の緩衝液が同じ溶液中に共存する場合、それらはすべて同じ水素イオン活性にさらされます。したがって、各緩衝液の pK は、ヘンダーソン-ハッセルバルヒの式に従って、特定の pH における塩基と弱酸の形態の濃度比を決定します。

緩衝システムのうちの 1 つのバランスが変化する条件は、他のすべてのバランスも変化させます。これは、緩衝システムが実際に水素イオンを一方から他方へ移動させることによって相互に緩衝作用するためです。

等水和原理は、複数の酸塩基対が溶液中に存在する生体内生化学に特別な関連性がある。等水和原理を簡略化すると、2 つの重要な概念が得られる。まず、多重緩衝システム内のすべての緩衝液がシステムの pH に寄与する。次に、pH (平衡時) は、他の緩衝液の有無にかかわらず、個々の緩衝システムから計算できる。つまり、生体内では、pCO ₂ (弱酸) と重炭酸塩 (共役塩基) の濃度と緩衝システムの pKa がわかれば、他の寄与緩衝液の有無にかかわらず pH を計算できる。臨床的関連性は、動脈血ガスは CO ₂レベルと pH を直接測定することが多いが、重炭酸塩レベルは、他の緩衝液の有無にかかわらず、その情報から計算されるということである^[1]