Előállítása puffer oldatok 1
Orvosi Kar és FPSZS az általános kémia
Tárgy: Az elmélet gyenge és erős elektrolitok.
1. A képzési és oktatási célokra:
Ismerkedjen orvostanhallgatók alapvető rendelkezéseinek elektrolitos disszociáció elméletének, az elmélet erős és gyenge elektrolitok, valamint a szerepe elektrolitok az emberi szervezetben. Ötleteket a sav-bázis egyensúly az emberi szervezetben, és a biológiai puffer-rendszerek, amelyek támogatják a sav-bázis homeosztázis.
Motiváció tanulási témák:
Karbantartás sav-bázis és elektrolit-egyensúly a szövetekben és biológiai folyadékokban rendkívül fontos a normális működését a szervezetben. Megváltoztatása az elektrolit összetételének megváltozásához vezet a reakció környezetében a biológiai folyadékok. Először is, a H + ionok katalitikus hatása sok biokémiai átalakulások. Másodszor, az enzimek és hormonok biológiai aktivitást mutatnak csak nagyon sajátos pH-tartományban (például pepszin enzimmel történő lebontásában résztvevő az étel a gyomorban csak akkor aktív, pH = 1,5). Harmadszor, még a kis változások a koncentrációja a H + kationok jelentős mértékben befolyásolja a nagyságát az ozmotikus nyomást ezeket a folyadékokat. Fenntartása állandó vér savassága és a szöveti folyadékok szabályozza több puffer rendszerek. Az egyik módszer a betegség diagnosztizálására, hogy meghatározza a pH a gyomornedv, a vér és a vizelet.
Követelmények kezdeti szintű ismeretekkel:
a) A koncepció az elektrolitok és a nem-elektrolitok;
b) az erős és gyenge elektrolitok, fokú elektrolitos disszociáció;
c) Arrhenius elmélete elektrolitos disszociáció.
Ennek eredményeként a tanulságok egy hallgató:
· A főbb rendelkezések az elektrolitos disszociáció elméletének;
· A koncepció az erős és gyenge elektrolitok;
· A koncepció a puffer oldatok;
· Mechanizmusa puffer oldatok;
· Puffer rendszerek a szervezetben.
· Problémák számítási feladata kiszámítása disszociációs mértéke, a hidrogén koncentrációja a kationok és az oldatok pH-ja erős elektrolitok;
· Problémák számítási feladata kiszámítása disszociációs mértéke, a hidrogén koncentrációja a kationok és az oldatok pH-ja a gyenge elektrolitok;
· Problémák számítási problémák kiszámításakor pH puffer oldatok;
· PH azonosítani az erős és gyenge elektrolitok különböző módszerrel;
· Végezze számítási feladatokat.
2. a kapcsolódó fegyelem:
A megszerzett tudás számításokkal pH pufferek és puffer kapacitás szükséges a diákok a tanulmány a biokémia, normális és kóros élettani, törvényszéki orvostan, aneszteziológia, intenzív ellátás, valamint az általános és klinikai farmakológia.
3. Ellenőrző kérdések KAPCSOLATOS TEVÉKENYSÉGEK:
3.1 Sav-bázis egyensúly a megoldásokat.
3.2 disszociációja vizet. Az ionos terméket víz. Hidrogén-index és módszerek annak meghatározására.
3.3 Buffer rendszerek fogalma, osztályozása és hatásmechanizmusa. Kiszámítása pH-puffer rendszerek.
3.4 meghatározása a puffer rendszer kapacitását. Hogy milyen tényezők függvénye?
3,5 puffer vér rendszerek. A mechanizmus a sav-bázis egyensúly az emberi szervezetben.
4. A gyakorlati rész
Lab № 1
Meghatározása a pH biológiai folyadékok potenciometriás módszerrel
HIVATKOZÁS 1. meghatározza a hozzávetőleges pH javasolt megoldások alkalmazásával Univerzális indikátor papír, amely merítsük a vizsgálati papírcsíkot a vizsgálati oldatban, és hasonlítsa össze a szín standard skála. Írja be az adatokat az 1. táblázatban.
HIVATKOZÁS 2. Határozza meg a pH-ja azonos oldat pH-mérő alkalmazásával üvegelektróddal. Számítsuk ki a koncentrációja a hidrogén kationok, amelyet a képlet: [H +] = 10 ~ pH és rögzítse az eredményeket egy táblázatban.
1. táblázat - pH meghatározása oldatok
Minden egyes pufferoldat pH meghatározásához a kísérletek, és kiszámítja a pH-értékét az egyenlet a Henderson-Gasselbaha (az a koncentráció arány a térfogat arány lehet cserélni, mivel ebben az esetben a normál koncentrációja a sav és sói azonos). Bevitt adatokat a 2. táblázat tartalmazza.
1) meghatározza a célja a munka;
2) töltse ki a táblázatot;
3) rögzíti a releváns kémiai reakció egyenletek;
4) Az egyes feladatok végrehajtásának eredményeiről, hogy a megfelelő következtetéseket elemzésére, hogy milyen tényezők, és függ a pH-puffer kapacitása a megoldás.
Elméleti alapjai sav-bázis egyensúly
Az elmélet szerint a ion sav - egy vegyület, amely, ha az elektrolitikus disszociáció vizes oldatban képeznek hidrogén ionok H +:
Nan # 8644; H + + An ~
Szubsztrát - vegyületek, amelyek elektrolitos disszociáció vizes oldatban képeznek hidroxil ionok ~:
teljesítendő # 8644; Kt + + ON ~
Figyelembe véve, a sav-bázis egyensúly a vizes oldatok a jövőben fel fogja venni a közeledő ideális megoldást, azaz elhanyagolása ion aktivitás (a → c).
Aztán összhangban a tömeghatás törvénye:
Víz mutat gyenge savas és bázikus tulajdonságok (amfolit): H2 O # 8644; H + + OH ¯ .
25 ° C-K (H 2 O) = 1,8 * 10 # 713; 16 (ki lehet számítani az elektromos vezetőképességét víz). Feltételezhető, hogy a C (H2 O) - állandó és egyenlő 55,58 mol / l. ezért:
Legyen K (H2 O) [H2 O] = KW. ahol KW - ionos termék víz - állandó egy adott hőmérsékleten, és nem csak a tiszta víz, hanem híg vizes oldatok bármely anyag.
KW = [H +] · [OH ¯ ] = 10 # 713; 14 (25 ° C-on) (4)
KW lehetővé teszi koncentrációjának kiszámításához H + egy ismert koncentrációjú OH # 713; és fordítva.
A tiszta víz (a közeg semleges):
[H +] = [OH ¯ ] = 10 # 713; 7 mol / l
Ha a [H +] feletti 10 ~ 7 mol / l, és a [OH ¯ ], Illetve az alábbiakban, a közeg savas és fordítva.
Kiszámításakor [H +] sokkal kényelmesebb, hogy kifejezzék a pH - negatív logaritmusa moláris hidrogénionok koncentrációját az oldatban:
rendre pOH = - lg [OH ¯ ] És Ph pOH = 14 + (5)
PH jellemzésére használt híg vizes oldatok. pH <7 – среда кислая; рН = 7 – нейтральная; рН> 7 - lúgos.
Közelítésére közeg pH-ja szolgálhat sav-bázis indikátorok - gyenge szerves savak vagy bázisok, ionos és molekuláris formáját, amelyek különböző színű, jelezve a közeg pH-ja. Például, metilnarancs indikátort oldatban egyensúly alakul:
NInd # 8644; H + + Ind ~,
eltolódások pH-tól függően.
Univerzális indikátor - keveréke több mutató, színes átmenet pH-tartomány, amely lefedi skálán 1-től 14. A meghatározásának pontossága a pH nem haladja meg a 0,5 pH egység.
Úgynevezett puffer oldatok, amelyek támogatják egy bizonyos hidrogén-ion-koncentráció (pH) a hígítás után, és módosítja a kissé hozzáadása után kis mennyiségű erős savak vagy lúgok. Ezek közé tartoznak:
1. tartalmazó oldatokat egy gyenge sav és egy só a sav és egy erős bázis (CH 3 + CH3COOH SOONa);
2. tartalmazó oldatokat egy gyenge bázissal és egy sóját erős sav és a bázis (NH4 OH + NH 4 Cl);
3. Solutions keverékét tartalmazó sók a gyenge polisavak (Na 2HPO 4 + NaH 2PO 4);
4. Solutions keverékét tartalmazó közegben hidrolizálható és a savanyú sókat az azonos sav (NaHCO3 + Na 2CO 3).
Kiszámítása pH-jú pufferoldatban által termelt egyetemes egyenlete Henderson-Gasselbaha:
Megmutatjuk, hogy a puffer-oldat, például CH 3 + CH 3 COOH SOONa, megvan az a képessége, hogy fenntartsák, bizonyos határokon belül állandó pH.
Amikor egy lúgos reakció lép fel:
így van egy kötelező ~ ionok.
Ha a sav addíciós reakció lép fel:
HCl + CH3 COONa → CH3COOH + NaCl,
azaz a kötődését H + ionok.
pH puffer oldat függ a koncentrációk arányát a sók és savak. Változtatásával ez az arány lehet beszerezni puffer szám, azaz egy sor megoldások egymást követően pH változtatásával.
Pufferkapacitás az anyag mennyiségét egy erős savval vagy lúggal egyenértékű (mol) kiszorításához szükséges 1 liter pH-jú pufferoldatban egységenként.
ahol # 916; b - a hozzáadott lúg vagy sav;
rN0 - a kiindulási pH értéke puffer oldat;
pH1 - a pH-érték a puffer-oldat hozzáadása után erős savval vagy lúggal.
A puffer kapacitása a megoldás nagyobb, annál nagyobb a koncentrációja alkatrészek és kevesebb, mint ezek koncentrációk különböznek.
Hígítás az oldat nem változik a pH, de erősen befolyásolja az összeget a pufferkapacitás.
Fenntartása állandó pH-szintet a vérben és a szöveti folyadékok úgy érik el, a jelenléte több puffer-rendszerek. Ezek közül a legfontosabbak:
1. hidrogén puffer rendszert jellemző az alacsony molekulatömegű egyensúlya szénsav hidrogén ionok során képződött disszociációs:
A szervezetben a szénsav által alkotott hidratációja CO2 - Termék oxidációs szerves anyagok:
A folyamat felgyorsult enzim karboanhidráz.
2. A foszfát puffer rendszer jellemzi az egyensúlyi:
3. A puffer-rendszer oxihemoglobin, hemoglobin, amely esetében mintegy 75% a véredény, azzal jellemezve, hogy az egyensúlyt ionok által a hemoglobin és a hemoglobin Nb ~ NNB (nagyon gyenge sav, KNNb = 6,3 # 8729; 10 # 713; 9; rKNNb = 8.2):
Nb ~ + H # 8644; NNB (3a)
félpanzió ¯ + H2 O # 8644; NNB + OH ¯. (3b)
és közötti ionok és oxihemoglobin NbO2 ~ NNbO2 által oxihemoglobin (erősebb sav, mint NNB sav - K (NNbO2) = 1,12 # 8729; 10 # 713; 7. pK (NNbO2) = 6,95):
Hemoglobin és oxihemoglobin kötött egyensúly:
Amikor belép a vér erős savak jelentős részét H + ionok azonnal kötődik ionokkal HCO3 ~ 2 HPO4 # 713; és Nb ~ NbO2 ~ szerinti egyenletek:
KNB + HCI # 8644; NNB + KCl
NaHbO2 + HCI # 8644; NNbO2 + NaCl
Ezek a puffer-rendszerek korlátozzák a pH megnő, amikor belépnek a vér lúgok. a hidroxil ionok kölcsönhatásba a szabad H2 CO3. NNB, NNbO2 és dihidrogén-foszfát-ionok program keretében:
HNB + NaOH # 8644; NANB + H2 O
Így minden puffer-rendszerek a vér- és szöveti folyadékokat egyetlen összefüggő rendszert.
6. A kérdések önismeret:
6.1 Gyenge elektrolitok. A disszociációfok, disszociációs állandó.
6.2 Erős elektrolitok. Ionerősség, aktivitási faktor, az aktivitást.
6.3 Buffer rendszerek fogalma, osztályozása és hatásmechanizmusa. Kiszámítása pH-puffer rendszerek.
6.4 meghatározása a puffer rendszer kapacitását. Hogy milyen tényezők függvénye?
6.5 Buffer vér rendszerek. A mechanizmus a sav-bázis egyensúly az emberi szervezetben.
Feladatok önálló munka:
1. ecetsav savasságot konstans 1,8 × 10 # 713; 5 (25 ° C). Számítsuk ki a disszociációs mértéke oldatban, és egy 0,005 M oldat pH-ját.
2. Számítsuk ki az ionerősség az oldat, a tevékenység a H + ionok és az oldat pH-0,01 M HCl-oldatot.
3. Mi a koncentráció-hidroxid-ionok oldatba, amelynek a pH-értéke 10,8?
Válasz: 6.3 903 # 10 # 713; 4 mól / l
4. Számítsuk ki a pH a puffer-oldat, amely 1 liter 0,1 M-os ecetsavban, és 0,01 mol nátrium-acetát. Ca (CH 3 COOH) = 1,8 * 10 # 713; 5. Hogyan, hogy a pH hozzáadásával 1 liter oldat: a) 0,001 mól HCl; b) 0,001 mól nátrium-hidroxid?
A: 3,785; 0,05; 0,05
1. Előadások;
3. Lena, AS Bevezetés a bioszervetlen és biofizikai kémia: Training. juttatás a diákok számára. méz. /A.S egyetemeken. Lensky. - M. Executive. WK, 1989. - C. 143-160.