Работа 27. Растворы электролитов. Методы определения рН биологических жидкостей

Представления о кислотно-основном равновесии и, в частности, протолитических реакциях необходимы врачу при изучении процессов, протекающих в биологических жидкостях живого организма.

В свете протолитической теории кислотно-основное равновесие, т.е. соотношение протонов и гидроксильных ионов в тканях организма, зависит от общего количества соединений кислотного и основного характера и степени их диссоциации в растворе. Реакция среды биологических жидкостей (желудочный сок, плазма крови, кишечный сок, слюна, моча, желчь, внутриклеточные жидкости) определяется их электролитным составом и биологической функцией жидкостей. Нарушения в деятельности органов, вырабатывающих биологические жидкости, приводят к изменениям рН последних и, наоборот, длительное смещение кислотно-основного равновесия биологических жидкостей вызывает отклонение в работе этих органов.

Лекарственные препараты, применяемые для лечения, претерпевают различные протолитические реакции в водных растворах и желудочном соке, что необходимо учитывать при назначении лекарств, а также при необходимости применения последних в капсулах. Для определения рН растворов электролитов, каковыми являются биологические жидкости организма, в клинике используют следующие методы: колориметрический и потенциометрический.

Колориметрический метод основан на сравнении окраски индикатора в исследуемой пробе с эталонной шкалой, его основное достоинство – экспрессность. Более точным и современным методом определения рН биологических сред является метод потенциометрии, суть которого состоит в измерении ЭДС гальванической цепи (рН раствора), состоящей из индикаторного и вспомогательного электродов, опущенных в исследуемый раствор. При этом различают прямую потенциометрию, позволяющую определять концентрацию свободных ионов гидроксония в водном растворе (рН), и потенциометрическое титрование, при котором устанавливается общее содержание кислых слабоионизирующих продуктов обмена. Потенциометрический метод имеет ряд преимуществ перед колориметрическим, а именно: погрешность потенциометрического титрования составляет 0,5-1%, потенциометрия позволяет проводить анализ окрашенных и мутных биологических жидкостей.

Цель занятия:

1. Овладеть практическими навыками измерения рН биологических жидкостей колориметрическим и потенциометрическим методами.

2. На основании полученных результатов произвести оценку состояния кислотно-основного равновесия исследуемых биологических жидкостей – норма, ацидоз, алкалоз.

3. Объяснить возможное смещение рН биологических жидкостей от нормы. Предложить препараты для коррекции нарушенного кислотно-основного равновесия.

Методические указания к выполнению работы:

Опыт 1. Колориметрическое определение рН некоторых биологических жидкостей

Колориметрическое определение рН биологических жидкостей проводят с помощью универсальной индикаторной бумаги. Для этого в стаканчик наливают с помощью цилиндра 20-30 мл исследуемой жидкости и погружают в нее полоску индикаторной бумаги, после чего быстро вынимают полоску бумаги и сравнивают ее окраску с цветной шкалой (стаканчики с исследуемыми растворами сохраняют для следующего опыта). Результаты определения заносят в табл. 30.

Опыт 2. Потенциометрическое определение рН биологических жидкостей

Потенциометрическое определение рН растворов проводят с помощью потенциометра со стеклянным и хлорсеребряным электродами. Для этого включают прибор в сеть на 220 В и дают прогреться примерно 20 минут. После этого промывают электроды дистиллированной водой, осушают фильтровальной бумагой, погружают в исследуемый раствор и отмечают показания на шкале прибора. Результаты заносят в табл. 30.

Опыт 3. УИРС (дополнительный)

Исходя из полученного значения рН желудочного сока, рассчитайте, сколько граммов альмагеля нужно принять больному, чтобы повысить рН 0,5л желудочного сока на единицу. Препарат «альмагель» представляет собой гель гидроксида алюминия и служит для нормализации кислотности желудочного сока; содержит 5% гидроксида алюминия. Результат расчета проверьте измерением рН желудочного сока на потенциометре после добавления препарата на потенциометре.

Таблица 30

Результат определения рН исследуемых биологических

жидкостей

Метод определения	Желудочный сок	Плазма крови	Желчь	Слюна	Моча
колориметрический
потенциометрический
нормальное значение	0,9–2,5	7,32–7,40	6,5–7,3	6,35-6,85	5,5–6,5
Отклонение (ацидоз / алкалоз)

Выводы:

1. Сделайте обоснование применения колориметрического и потенциометрического методов определения рН биологических жидкостей.

2. Пользуясь значениями рН исследуемых биологических жидкостей в норме (см. таблицу), оцените состояние последних с позицией кислотно-основного равновесия, а именно: норма, ацидоз, алкалоз.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1.Сущность колориметрии как метода определения рН растворов электролитов.

2. Сущность потенциометрического метода определения рН растворов электролитов. Его преимущества перед колориметрическим методом.

3. Понятия «кислоты», «основания», «амфолита» с позиций протолитической теории.

4. Вычислите концентрацию ионов Н₃О⁺ в следующих растворах:

а) моча – рН = 6,1; б) слюна – рН = 6,6; в) лимонный сок – рН = 2,3; г) раствор питьевой соды – рН = 8,5.

5. Каково соотношение концентраций ионов водорода и гидроксильных ионов в воде? лимонном соке? (температура 25^оС).

ЛИТЕРАТУРА

2. С. 126-139; 5. С. 37-51; 6. С. 153-172.