(ক) মানুষের রক্তের স্বাভাবিক pH মান হলো 7.4।
(খ) বাফার দ্রবণ হলো এমন একটি দ্রবণ যা সামান্য পরিমাণ অম্ল বা ক্ষার যোগ করলেও দ্রবণের pH মানের উল্লেখযোগ্য কোনো পরিবর্তন হতে দেয় না। বাফার দ্রবণের ক্রিয়াকৌশল নিচে ব্যাখ্যা করা হলো:
ধরা যাক, একটি অম্লীয় বাফার দ্রবণ $\text{CH}_3\text{COOH}$ এবং $\text{CH}_3\text{COONa}$ দ্বারা গঠিত। দ্রবণে নিম্নোক্ত সাম্যাবস্থা বিদ্যমান:
$$\text{CH}_3\text{COOH} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}^+$$
$$\text{CH}_3\text{COONa} \rightarrow \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{Na}^+$$
১. সামান্য অম্ল যোগ করলে: যোগ করা $\text{H}^+$ আয়ন দ্রবণে বিদ্যমান $\text{CH}_3\text{COO}^-$ আয়নের সাথে যুক্ত হয়ে মৃদু এসিড $\text{CH}_3\text{COOH}$ তৈরি করে। ফলে $\text{H}^+$ এর ঘনমাত্রা বাড়ে না এবং pH অপরিবর্তিত থাকে।
$$\text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}^+ \rightarrow \text{CH}_3\text{COOH}$$
২. সামান্য ক্ষার যোগ করলে: যোগ করা $\text{OH}^-$ আয়ন দ্রবণের $\text{H}^+$ এর সাথে যুক্ত হয়ে পানি তৈরি করে। তখন $\text{CH}_3\text{COOH}$ আংশিক বিয়োজিত হয়ে $\text{H}^+$ এর ঘাটতি পূরণ করে। ফলে pH স্থির থাকে।
$$\text{H}^+ + \text{OH}^- \rightarrow \text{H}_2\text{O}$$
(গ) উদ্দীপক অনুযায়ী, রক্তরসে বিদ্যমান এসিড ও এর লবণের মোলার ঘনমাত্রার অনুপাত $\frac{[\text{Acid}]}{[\text{Salt}]} = 0.06$। হেন্ডারসন-হ্যাসেলবালক সমীকরণ অনুযায়ী:
$$\text{pH} = \text{p}K_a + \log \frac{[\text{Salt}]}{[\text{Acid}]}$$
এখানে, $\text{pH} = 7.4$ এবং $\frac{[\text{Acid}]}{[\text{Salt}]} = 0.06$, সুতরাং $\frac{[\text{Salt}]}{[\text{Acid}]} = \frac{1}{0.06} \approx 16.67$।
মান বসিয়ে পাই:
$$\begin{aligned} 7.4 &= \text{p}K_a + \log(16.67) \\ \Rightarrow \text{p}K_a &= 7.4 - 1.2218 \\ \Rightarrow \text{p}K_a &= 6.1782 \end{aligned}$$
যেহেতু $\text{p}K_a = -\log K_a$, তাই:
$$\begin{aligned} K_a &= 10^{-6.1782} \\ &= 6.63 \times 10^{-7} \end{aligned}$$
(ঘ) মানবদেহের রক্ত একটি প্রাকৃতিক বাফার দ্রবণ, যা মূলত বাইকার্বনেট বাফার সিস্টেম ($\text{H}_2\text{CO}_3 / \text{HCO}_3^-$) দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। রক্তে বিদ্যমান কার্বনিক এসিড ও বাইকার্বনেট আয়ন নিম্নোক্ত সাম্যাবস্থায় থাকে:
$$\text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_2\text{CO}_3 \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{HCO}_3^-$$
খাদ্য বা ঔষধের মাধ্যমে অম্ল বা ক্ষার প্রবেশ করলে লা-শাতেলিয়ের নীতি অনুযায়ী সাম্যাবস্থা ডানে বা বামে সরে গিয়ে অতিরিক্ত $\text{H}^+$ বা $\text{OH}^-$ কে প্রশমিত করে। অম্ল প্রবেশ করলে তা $\text{HCO}_3^-$ এর সাথে বিক্রিয়া করে $\text{H}_2\text{CO}_3$ তৈরি করে, যা পরে $\text{CO}_2$ ও পানিতে পরিণত হয়। আবার ক্ষার প্রবেশ করলে তা $\text{H}_2\text{CO}_3$ এর সাথে বিক্রিয়া করে $\text{HCO}_3^-$ ও পানি তৈরি করে। এই প্রক্রিয়ায় রক্তের pH মান 7.4 এ স্থির থাকে।