Для обеспечения оптимального рН в области 5,8-6,2 необходимо выбрать буферную систему с пКа (коэффициент диссоциации кислоты) близким к этому диапазону.
Сначала проанализируем каждую из буферных систем:
1. Ацетатный буфер: рКа (CH₃COOH) = 4,76. РН этого буфера будет отличаться от желаемого оптимального значительно.
2. Гидрокарбонатный буфер: рКа1 (H₂CO₃) = 6,1. Этот буфер ближе к оптимальному рН, но все же отклоняется от него.
3. Фосфатный буфер: pKa2 (H₃PO₄) = 7,2. Этот буфер имеет слишком высокий рКа и не подходит для обеспечения оптимального рН.
4. Аммиачный буфер: pKb (NH₄OH) = 4,75. Этот буфер также имеет составную кислоту, поэтому наиболее близким значением для сравнения будет рКа, равное 14 минус рКб, что составляет 9,25.
Таким образом, гидрокарбонатный буфер имеет наиболее близкое значение рКа к оптимальному рН в области 5,8-6,2.
Важно отметить, что и в гидрокарбонатной, и в аммиачной буферных системах компоненты являются соответственно кислотой и основанием. Если кислота и основание находятся в одном растворе, соотношение их концентраций может быть использовано для расчета рН с использованием уравнения Гендерсона-Хассельбальха. Однако в случае гидрокарбонатного буфера пКа1 слишком близок к желаемому диапазону, поэтому мы можем использовать только один из компонентов для создания гидрокарбонатного буфера.
Таким образом, наиболее подходящим буфером для обеспечения максимальной скорости реакции с участием сахаразы будет гидрокарбонатный буфер с соотношением кислоты (H₂CO₃) и основания (NaHCO₃) в соотношении 1:10. Это соотношение обеспечит оптимальное значение рН в области 5,8-6,2 для максимальной активности сахаразы.
