Співвідношення концентрацій компонентів гідрогенкарбонатної системи в еритроцитах менше, ніж у плазмі крові, проте ця система ефективно підтримує сталість рН.

Фосфатна буферна система відіграє в клітинах крові важливішу роль, ніж у плазмі крові. Насамперед, це пов’язано з більшим вмістом в еритроцитах неорганічних фосфатів. До того ж велике значення в підтримці сталого рН мають фосфоліпіди, що становлять основу мембран еритроцитів.

Інструкція для проведення лабораторної роботи

Дослід 1. Визначення буферної ємності за лугом. У колбу для титрування відберіть 2,00 мл буферного розчину, внесіть 2 краплі індикатора фенолфталеїну і титруйте 0,100 М розчином їдкого натру до рожевого забарвлення (рН1 =9,00). Визначте об’єм розчину їдкого натру і розрахуйте буферну ємність за лугом:

NNaOH VNaOH

Bл -=------------------------ 1000 (ммоль/л);

Vб (pH1-pHO)

Дослід 2. Визначення буферної ємності розчину за кислотою. У

колбу для титрування відберіть 2,00 мл буферного розчину, внесіть 2 краплини індикатора метилового оранжевого і титруйте 0,100 М розчином соляної кислоти до зміни забарвлення від жовтого до рожевого (рН1 = 3,10). Визначте об’єм розчину соляної кислоти і розрахуйте буферну ємність за кислотою:

Vб (рНО - рН1)

Дослід 3. Визначення буферної ємності сироватки крові за кислотою і лугом. У дві колби для титрування відберіть піпеткою по 2,00 мл сироватки крові, додайте: у першому випадку 2 краплини фенолфталеїну й титруйте 0,100 М розчином їдкого натру до появи рожевого забарвлення (рН1 = 8,30); у другому випадку – 2 краплини метилового оранжевого і титруйте 0,100 М розчином соляної кислоти до появи оранжевого (рН1= 3,75) кольору.

Буферну ємність сироватки крові за кислотою і лугом розраховують як описано в п.1,2. Результати досліду порівняти між собою і зробити висновок, яка буферна ємність більша.

Матеріали для самоконтролю. Тести

1.Які буферні системи входять до складу крові?

A.Ацетатна, фосфатна, бікарбонатна

B.Амоніачна, фосфатна, білкова

C.Бікарбонатна, ацетатна, білкова

D.Фосфатна, бікарбонатна, білкова

E.Амоніачна, фосфатна, бікарбонатна

2.Яка з наведених систем не є буферною?

A.Na2CO3+K2CO3

B.Na2CO3+ NaHCO3

C.Na2CO3+H2CO3

D.K2CO3+KHCO3

E.K2CO3+H2CO3.

3.Які буферні системи відносять до фізіологічних?

A.Ацетатна і амоніачна

B.Ацетатна і білкова

C.Амоніачна і бікарбонатна

D.Лише білкові буфери

E.Бікарбонатна, фосфатна і білкова

4.Вкажіть склад фізіологічного бікарбонатного (гідрогенкарбонатного) буферу.

A.Na2CO3+H2CO3

B.NaHCO3+KHCO3

C.H2CO3+NaHCO3

D.Na2CO3+NaHCO3

E.K2CO3+KHCO3

5.Вкажіть склад фізіологічного фосфатного буфера.

A.H3PO4+NaH2PO4

B.H3PO4+Na2HPO4

C.NaH2PO4+KH2PO4

D.Na2HPO4+K2HPO4

E.NaH2PO4+Na2HPO4

6.При якому співвідношенні компонентів буферна ємність буде одинаково велика як за кислотою, так і за лугом?

A.Ск-ти Ссолі

B.Ск-ти Ссолі

C.Мк-ти Мсолі

D.Ск-ти = Ссолі

Е. Мсолі Ск-ти

7.Які чинники впливають на буферну ємність розчину?

A.Kд слабкої основи

B.Kд слабкої кислоти

C.температура розчину

D. природа буфера

E.концентрація компонентів і їх співвідношення.

8.Які зміни відбудуться при доливанні до буферної системи розчину NaCl?

A.зменшиться буферна ємність розчину внаслідок розведення;

B.рН збільшиться;

C.рН зменшиться;

D.буферна ємність збільшиться;

E.природа буфера зміниться.

Завдання

1.До 2 мл крові додали 0,7 мл 0,05 н НСl . При цьому рН крові змінилось з 7,4 до 7,04. Розрахуйте буферну ємність крові за кислотою.

2.Буферний розчин складається з рівних об’ємів /по 30 мл/ 0,01

нNH4OH і 0,01 н NH4Cl. Знайдіть рН цього розчину і розрахувати, як зміниться його рН, якщо до нього додати 3 мл 0,05 н розчину

їдкого натру ? К в NH4OH = 1,8 10-5.

Зразок білету для кінцевого контролю знань студентів.

1. Яку сполуку з другого стовпчика слід підібрати до кожної з запропонованих речовин у першому стовпчику, щоб одержати буферну суміш?

2.Буферна ємність B. це здатність стійко зберігати рН

4.Кислотно-основна D. це співвідношення концентрацій Н+ і

5.Зона буферної дії E. це постійність рН біологічних рідин

3.Який з буферних розчинів матиме більшу буферну ємність за кислотою?

A.На титрування якого пішло більше лугу

B.Що містить більше кислоти

C.На титрування якого пішло більше кислоти

D.Що містить більше лугу

E.Що містить більше солі

4.Як змінюється буферна ємність розчинів і рН при їх

розведенні?

A.Буферна ємність і рН зменшуються

B.Буферна ємність і рН не змінюються

C.рН практично не змінюється, а буферна ємність зменшується

D.рН зростає, а буферна ємність зменшується

E.рН і буферна ємність зростають

5.У якому співвідношенні необхідно змішати 0,5 н розчини

СН3СООН і СН3СООNa, щоб одержати 100 мл буферного розчину з рН = 5, Ka = 1,8·10–5.

6.Розрахувати рН буферного розчину, отриманого змішуванням

50 мл 0,1 н розчину NН4Сl і 10 мл 0,2 н розчину NН4ОН, якщо Кд

(NН4ОН) = 2·10-5.

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

Основна: Мороз А. С. Медична хімія / А. С. Мороз, Д. Д. Луцевич, Л. П. Яворська. – Вінниця: Нова книга – 2006. – С. 161-189.

Додаткова: 1. Мороз А.С. Біофізична та колоїдна хімія / А. С. Мороз, Л. П. Яворська, Д. Д. Луцевич та ін.– Вінниця: Нова книга, 2007. – С. 174-189. 2. Загальна та неорганічна хімія: Підручник для студ. вищ. навч. закладів: у 2-х частинах. – Ч.1 / О.М.Степаненко, А.Г.Рейтер, В.М.Ледовських, С.В.Іванов. – К.:Преса, 2002. – 520 с. 3. Губський Ю.І. Біологічна хімія. Підручник / Ю.І.Губський. – КиївВінниця: Нова книга, 2007. – 507-509 с.

Тема 7. ТЕРМОДИНАМІЧНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ ПЕРЕБІГУ

БІОХІМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ

АКТУАЛЬНІСТЬ ТЕМИ. Обмін речовин (метаболізм), що протікає в живому організмі - це сукупність багатьох хімічних реакцій, що супроводжуються виділенням і поглинанням енергії. Процес обміну речовин і енергії є найхарактернішою ознакою життя. Ефективним засобом вивчення обміну речовин і енергії, що протікає в живих організмах є термодинамічний метод дослідження.

ТРИВАЛІСТЬ ЗАНЯТТЯ: 2 год НАВЧАЛЬНІ ЦІЛІ ЗАНЯТТЯ:

мати поняття про АТФ як джерело енергії для біохімічних реакцій;

пояснювати зміст термінів: термодинамічна система, функція стану, теплота, робота, внутрішня енергія, ентальпія;

формулювати перший закон термодинаміки;

пояснювати різницю між хімічними і термохімічними рівняннями, записувати термохімічні рівняння та виконувати алгебраїчні дії з ними;

формулювати закон Гесса, наслідки з нього та застосовувати їх у простих розрахунках;

формулювати другий закон термодинаміки;

пояснювати, які процеси є самовільними, визначати самовільність процесів в ізольованих системах;

пояснювати зміст термінів: ентропія, вільна енергія Гіббса;

записувати рівняння Гіббса та застосовувати його для визначення самовільності процесів;

трактувати хімічні та біохімічні процеси з позиції їх теплових ефектів;

використовувати термодинамічні функції для оцінки направленості процесів, пояснювати енергетичне супряження в живих системах;

використовувати термохімічні розрахунки для енергетичної характеристики біохімічних процесів;

проводити розрахунки для оцінки калорійності продуктів

харчування та складання раціональних та лікувальних дієт.

ПОРАДИ СТУДЕНТУ

Підготуйте питання до практичного заняття і виконайте вказівки до них.

Теоретичні відомості з теми ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ХІМІЧНОЇ ТЕРМОДИНАМІКИ

Т е р м о д и н а м і к а - це наука про взаємні переходи різних форм енергії. Хімічна термодинаміка вивчає термодинамічні зміни при хімічних реакціях та фазових переходах, досліджує стійкість хімічних речовин, можливість, напрямок і межі протікання хімічних реакцій; вплив тиску, температури, концентрацій на здійснення хімічних процесів.

С и с т е м а - частина фізичного світу (речовина або сукупність тіл), що має реальну чи уявну границю від навколишнього середовища