1.5. Определение буферной емкости слюны

Буферная емкость слюны – это количественная характеристика буферного действия тех буферных систем, которые играют защитную роль в полости рта и функционируют по принципу саморегуляции. Высокая буферная емкость слюны относится к числу факторов, повышающих резистентность зубов к кариесу.

В норме буферная емкость по кислоте составляет В_к = 8,21 ± 0,51 ммоль экв/л, а по основанию В_ос. = 47,52 ± 0,40 ммоль экв/л.

Ход определения:

Предварительно определите рН слюны на рН-метре. Запишите показание прибора в таблицу 1.5.

Таблица 1.5

Результаты определения буферной емкости слюны

№ слюны	рН слюны	рН слюны		∆рН	В, моль экв/л
		После добавления НС1	После добавления NaOH

Затем к 10 мл слюны добавьте 1 мл раствора НС1 с концентрацией С^Э = 0,01 моль экв/л и вновь измерьте рН.

К другой порции слюны (10 мл) добавьте 1 мл раствора NaOH С^Э = 0,01 моль экв/л и измерьте рН. По скачку рН (∆рН) рассчитайте буферную емкость слюны по кислоте и по основанию.

Сравните полученные значения с нормой.

Сделайте вывод.

Покажите механизм буферного действия на примере тех буферных систем, которые функционируют в среде полости рта.

Этап 2

Определение содержания ионов Са²⁺ и Mg²⁺ в слюне

Общее содержание ионов кальция в слюне колеблется от 0,046 до 0,049 г/л, что соответствует 1,15-1,22 ммоль/л. При этом около 15 % кальция связано с белками, ~35 % связано в комплексы фосфатные, цитратные и др. и до 50 % кальция содержится в ионизированном состоянии. Именно этот ионизированный кальций участвует в процессах минерализации эмали и, наряду с гидрофосфатными ионами, поддерживает гетерогенное равновесие «слюна ↔ эмаль зуба». При развивающемся кариесе снижается содержание ионов кальция в слюне, что понижает ее насыщаемость, и указанное равновесие смещается в сторону процессов деминерализации. Ионы магния являются активаторами процесса минерализации эмали.

Количественное содержание ионов кальция и магния в слюне можно экспериментально определить методом комплексонометрического титрования (метод трилонометрии). Содержание ионов кальция можно также определить методом прямой потенциометрии с использованием Са²⁺-селективного электрода в качестве электрода определения.

2.1. Метод трилонометрии

Методом трилонометрии можно определить содержание не только ионов Са²⁺, но и ионов Mg²⁺, которые также имеются в составе слюны от 0,1 до 0,5 ммоль/л.

В основе метода лежит реакция образования прочного комплекса иона Са²⁺ или Mg²⁺ с трилоном Б (двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты) при рН = 8-10, создаваемом с помощью аммиачного буферного раствора.

Для фиксации наступления состояния эквивалентности используют металл-индикатор хромоген черный, который может образовывать непрочный комплекс с ионом определяемого металла. Индикатор представляет собой слабый электролит, ионизирующий по-разному в зависимости от рН раствора:

H₃V ↔ H₂V^- + H⁺ (винно-красный) ↔ HV^2- + 2H⁺ (синий) ↔ V^3- + 3H⁺ (оранжевый)

рН< 6 pH=6 pH=7-11 pH=11,5

При рН = 9,5-10 комплекс Са²⁺ с индикатором имеет винно-красную окраску:

Са²⁺ (синий) + HV^2- → СаV^- (винно-красный) + H⁺

П ри титровании трилоном Б в точке эквивалентности наблюдается полный переход металла из непрочного комплекса с индикатором в более прочный комплекс с трилоном Б (бесцветным), и винно-красная окраска меняется на синюю:

СаV^- + Na₂H₂Y Na₂СаY + HV^2- + H⁺

винно-красн. б/цветн. б/цветн. синяя

и ли:

Ход определения:

Предварительно проведите определение ионов Са²⁺ и Mg²⁺ в контрольном растворе (получить у преподавателя) по указанной методике.

Для определения суммарного содержания ионов Са²⁺ и Mg²⁺ в коническую колбу с помощью пипетки отмерьте 10,0 мл исследуемой слюны. Добавьте 5 мл буферного раствора мерной пробиркой и несколько кристалликов индикатора. Исследуемый раствор приобретает винно-красную окраску. Титруйте из бюретки трилоном Б до перехода винно–красной окраски в синюю. Показания бюретки отметьте с точностью до 0,1 мл. Титрование повторите до получения двух результатов, отличающихся не более чем на 0,1 ± 0,2 мл. По рассчитайте содержание ионов Са²⁺ и Mg²⁺ в слюне, ммоль/л. С^Э_{трилона} = 0,01 моль экв/л. Результаты титрования занесите в табл. 2.1.

Для определения содержания только ионов Са²⁺ также в коническую колбу отмерьте пипеткой 10,0 мл исследуемой слюны, добавьте 1 мл раствора NaOH (C^Э = 1 моль экв/л), выдержите не менее 5 мин. Затем добавьте 5 мл буферного раствора и несколько кристалликов индикатора мурексида. Исследуемый раствор приобретает ярко розовую окраску. Титруйте из бюретки трилоном Б до перехода окраски в фиолетовую. Показания бюретки занесите в таблицу 2.1. Опыт повторите дважды. По среднему объему трилона Б, пошедшего на титрование, рассчитайте содержание ионов Са²⁺ в слюне.

По разности в объемах трилона Б рассчитайте содержание ионов Mg²⁺ в слюне. Все полученные данные также занесите в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

Результаты трилонометрического определения содержания ионов кальция и магния в слюне

№ опыта	Vслюны, мл	Vтрилона, мл		, мл	, мл	Относит. ошибка	Содержание, ммоль/л
							Mg2+ и Са2+	Са2+	Mg2+
		Mg2+ и Са2+	Са2+
1	10,0
2	10,0