Значение буферных систем для химии и биологии
Буферные системы имеют огромное значение для химии и биологии. С помощью буферных систем можно регулировать рН кислотности и щёлочности среды при проведении количественного анализа лекарственных веществ в лекарственных формах, токсических и других веществ в исследуемой биологической жидкости. Регуляция рН кислотности и щёлочности среды в организме живых существ осуществляется ферментами, поддерживающие постоянство внутренней среды организма. Главными буферными системами в организме являются фосфатная, гидрокарбонатная, белковая и гемоглобиновая. Действие всех буферных систем взаимосвязано. Поступившие извне или образовавшиеся в процессе обмена веществ катионы водорода связываются в слабо диссоциируемые соединения одним из компонентов буферных систем. При некоторых заболеваниях может происходить изменение значения рН крови. Смещение значения рН крови в кислую область от нормальной величины константы – ацидоз, в щелочную область – алкалоз. Ацидоз возникает при тяжелых формах сахарного диабета, длительной физической работе и при воспалительных процессах. При тяжелой почечной или печеночной недостаточности или при нарушении дыхания может возникнуть алкалоз. Алкалоз возникает при повышенном выделении углекислого газа с выдыхаемым воздухом с последующим снижением парциального давления углекислого газа, симптомы: лихорадка, энцефалит, психические возбуждения; а также чрезмерной потерей желудочного сока, симптомы: частая рвота, повышенное выделение протонов водорода, гипокалиемия. Ацетатный буфер используют при отделении ионов бария от ионов кальция и стронция с помощью дихромат-ионов, а также при определении катионов никеля с помощью диметилглиоксима (реактива Чугаева).
ВОПРОС № 34
Электрод – электропроводящая фаза (металл или полупроводник), контактирующий с ионным проводником (электролитом).
Классификация электродов:
Необратимые электроды – электроды, на которых продолжаются процессы после размыкания цепи, а при изменении направления электрического тока другие реакции не обратные друг другу.
Обратимые электроды – электроды, в которых после размыкания цепи устанавливается равновесие.
Условие термодинамической обратимости электрода – протекание бесконечно малого тока через электрод. Реакцию можно прекратить подсоединив к электроду внешний источник тока с одинаковым значением ЭДС, но противоположного направления.
Классификация обратимых электродов:
По свойствам веществ, участвующих в потенциалопределяющих процессах и по устройству:
Электроды первого рода – электроды, состоящие из металлов и неметаллов, которые погружены в раствор, содержащий ионы этих же металлов и неметаллов с различной концентрацией
Металлические электроды, обратимые относительно катионов
Примеры металлических электродов
Определение электродного потенциала металлов
Электродный потенциал зависит только от концентрации (активности) одного вида ионов металла.
Металлоидные электроды, обратимые относительно анионов
Пример, селеновый электрод
Определение металлоидного электродного потенциала
Активность окисленной формы аниона принимают за единицу.
Газовые электроды – электроды обратимы по отношению к катиону или к аниону. Электроды создают по схеме (металл) газ/раствор. Металл в газовых электродах необходим для переноса электронов и создания поверхности, на которой протекает реакция. Металл должен быть инертным по отношению к веществам, находящимся в растворе.
Представитель – водородный электрод
Электроды второго рода – электроды, в которых металл покрыт слоем его малорастворимой соли, погружены в раствор легко растворимой соли, содержащая анион.
Условное обозначение М │ МА │ Аz-
Представители – каломельный и хлорсеребряный электроды
Окислительно-восстановительные электроды – электроды, металл которых не принимает участия в окислительно-восстановительных реакциях, а является переносчиком электронов, процесс окисления – восстановления протекает между ионами в растворе
Условное обозначение
Представитель – хингидронный электрод
Ионнообменные электроды – электроды, состоящие из двух фаз: ионита и раствора, потенциал на границе раздела фаз возникает за счёт ионообменного процесса, в результате которого поверхности ионита и раствора приобретают электрические заряды противоположного знака. Иониты обладают повышенной избирательной способностью по отношению к определённому виду ионов, находящихся в растворе – ионселективные электроды. Ионселективные электроды могут быть обратимы относительно катионов натрия, калия, кальция.
Представитель – стеклянный электрод