躲起來的黑貓

正常的血液 pH 值是 7.4， [H]=40 nmol/L，看起來好像酸的濃度比鹼(重碳酸 HCO3，濃度 24 mmol/L)的濃度低了 100 萬倍，其實氫是被緩衝劑藏起來了。「親愛的，我把孩子變小了!」(電影): 親愛的，緩衝劑把氫變不見了!

可惜的是尋找被藏起來的氫「就像在ㄧ間暗室裏尋找ㄧ隻黑貓」(Steve Davidson)ㄧ樣，也像「天方夜譚」中的阿里巴巴尋找找被四十大盜藏起來的珠寶ㄧ樣。

緩衝劑是弱酸鹽(HA)及其共軛鹼(A)的溶液，HA ←→ H + A，pKa= -log( [H][A]/[HA] )，在 pH > pKa 時 [A] > [HA]，在 pH < pKa 時 [A] < [HA]，在 pH = pKa (亦即 [A] = [HA])時緩衝劑的效率最高。

細胞內液的緩衝劑有磷酸、血紅素、蛋白質，細胞外液的緩衝劑有重碳酸、磷酸(磷酸氫根 HPO4，磷酸二氫根 H2PO4)、蛋白質。酸鹼失衡時，細胞外緩衝劑的代償在幾分鐘內， 細胞內緩衝劑在 2 小時內，呼吸在數小時內，腎臟在數天內完成。

重碳酸緩衝劑: CO2 + H2O ←→ H2CO3 ←→ H + HCO3 (p'Ka = 6.1)，亨德森-哈塞爾巴爾赫方程式: pH = pK’a + log ( [HCO3]/[0.03 x pCO2])，[H] = 24 x pCO2/[HCO3]。理論上重碳酸的 p'Ka 距離正常的血液 pH 值比較遠，因此應該不是ㄧ個有效的緩衝劑，但是它卻是最重要的細胞外液緩衝劑，因為它的濃度最高，而且它是ㄧ個開放的系統，亦即呼吸可以快速的調控二氧化碳濃度，而腎臟則能調控重碳酸。

二氧化碳的酸只能被磷酸和血紅素(尤其是不飽和的血紅素)緩衝(重碳酸是碳酸的共軛鹼，因此無法緩衝其產生的酸)，磷酸緩衝劑: H2PO4 ←→ H + HPO4 (pKa = 7.21)。磷酸的 p'Ka 距離血液 pH 值比較近，但是它的低濃度（0.8-1.45 mmol/L）使它成為比較不重要的細胞外液緩衝劑，雖然它是重要的尿液緩衝劑(尿磷濃度 20 mmol/L)，而且它就是尿液的可滴定酸(尿銨的 pKa = 9.24，因此無法中和外加的鹼)。

既然有那麼多種緩衝劑，那麼我們是否必須測定所有的緩衝劑才能了解酸鹼平衡呢? 答案是不需要，因為等氫原理說在ㄧ個溶液中氫的濃度只有ㄧ個，亦即所有的緩衝劑都與氫處於同ㄧ個平衡狀態，我們只需要測定其中ㄧ種緩衝劑(例如: 重碳酸)就可以了。

「雖然白雪覆蓋了春天的希望，在某ㄧ個山坡上，綻放著綠色與金黃色的花」(電影「齊瓦哥醫生」主題曲): 雖然重碳酸覆蓋了氫的訊息，在某ㄧ個方程式(亨德森-哈塞爾巴爾赫方程式)裏，藏著ㄧ隻躲起來的黑貓。