3) Методи визначення рН розчинів.

(Матеріал шкільної програми та попередніх занять з хімії).

5. ГРАФ ЛОГІЧНОЇ СТРУКТУРИ.

Буферні розчини

6. ОРІЄНТОВНА КАРТКА ДЛЯ САМОПІДГОТОВКИ ДО ЗАНЯТТЯ (самостійна позааудиторна робота студентів).

7. ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО ОПРАЦЮВАННЯ (самостійна позааудиторна робота студентів)

1) Назвати кількість основних типів буферних систем (за складом); а) один; б) два; в) три; г) чотири

2) Вибрати правильну формулу для розрахунку рН буферної системи HCN - NaCN

3) Розрахувати рН буферного розчину, що був приготований з 0,040 л розчину аміаку з концентрацією 0,15 моль/л та 0,020 л розчину хлориду амонію з концентрацією 0,25 моль/л.

4) Пояснити, чому при додаванні невеликої кількості сильної кислоти до гідрогенкарбонатної буферної системи її рН практично не змінюється.

а) підвищується ступінь дисоціації гідрогенкарбонату натрію;

б) рівновага зміщується в бік утворення катіонів водню:

CO2 + H2O == H+ + НСОз-

в) під впливом сильних кислот розкладається вугільна кислота; г) сильна кислота замінюється еквівалентною кількістю слабкої вугільної кислоти. 5) Вказати, від яких факторів залежить рН буферної системи.

а) від природи слабкого електроліту (кислоти чи основи);

44

б) від співвідношення концентрацій компонентів буферної системи; в) від концентрації слабкого електроліту (кислоти чи основи); г) від концентрації солі.

ПРАВИЛЬНІ ВІДПОВІДІ

1) Правильна відповідь б).

Буферні системи за складом бувають двох основних типів:

-слабка кислота - сіль слабкої кислоти та лугу;

-слабка основа - сіль слабкої основи та сильної кислоти.

2) Правильна відповідь а).

Рівняння Гендерсона-Гассельбаха для цієї системи буде мати такий вигляд:

pH = pKHCN + lg C( NaCN ) C(HCN)

3) Правильна відповідь в).

Приготований розчин належить до буферних розчинів основного типу. Для розрахунку значення його рН використовуємо рівняння;

рН буферного розчину дорівнює 9,33.

4) Правильна відповідь г).

При додаванні сильної кислоти до гідрогенкарбонатного буферного розчину має місце її

взаємодія з гідрокарбонатом натрію:

Н+ + НСО3- = H2O + CO2

При цьому сильна кислота заміщується еквівалентною кількістю слабкої вугільної кислоти, і її вплив на значення рН буде майже непомітним.

5) Правильні відповіді а) і б).

рН буферної системи залежить від природи слабкого електроліту (рК) і співвідношення

8. ВКАЗІВКИ ДО РОБОТИ СТУДЕНТІВ НА ЗАНЯТТІ.

8.1.Визначення впливу розведення на рН буферних розчинів.

У першу пробірку налити 6 мл буферного розчину, в другу - 2 мл цього ж розчину та 4 мл дистильованої води. У кожну пробірку додати по 2 краплі індикатора метилового червоного. Зміст пробірок перемішати і порівняти забарвлення.

8.2. Визначення впливу кислоти та лугу на рН буферного розчину.

45

У три пробірки налити по 4 мл буферного розчину з відомим значенням рН. Потім додати в одну пробірку 2 краплі розчину НСІ

(С = 0,1 моль/л), у другу - 2 краплі розчину NaOH (С = 0,1 моль/л), у третю - 2 краплі дистильованої води і в кожну - по 2 краплі індикатора метилового червоного. Розчини перемішати і порівняти забарвлення.

8.3. Оформлення протоколу лабораторної роботи.

За результатами спостережень зробити висновок про вплив кислот, лугів та розведення на рН буферних розчинів.

9.ЛІТЕРАТУРА.

1.Мороз А.С., Луцевич Д.Д., Яворська Л.П. Медична хімія. –В: НОВА КНИГА, 2006, с.

161-169.

2.Медицинская химия: учеб. / В.А. Калибабчук, Л.И. Грищенко, В.И. Галинская и др.; под ред. В.А. Калибабчук. – К.: Медицина, 2008.

3.Садовничая Л.П., Хухрянский В.Г, Цыганенко А.Я. Биофизическая химия. Киев, Вища школа, 1986, с, 77-82.

4.Равич-Щербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия. М. Высшая школа. с.

90-96.

ЗАНЯТТЯ № 11 1. ТЕМА. Визначення буферної ємності. Роль буферів у біосистемах.

2.ОБҐРУНТУВАННЯ ТЕМИ. Рідини живого організму – кров, сеча, внутрішньоклітинна рідина, лімфа та інші, містять буферні системи для підтримування постійного значення рН. При багатьох захворюваннях спостерігається зміщення рН або у кислу область (ацидоз), або в лужну (алкалоз). Відомо, що тривале зміщення рН крові на 0,3-0,4 одиниці рН може призвести до смерті хворого. Тому буферна ємність є дуже важливою характеристикою буферної системи або сукупності систем, бо характеризує здатність до нейтралізації речовин, що можуть змінити величину рН. Для точного визначення буферної ємності застосовується потенціометричний метод, який дає змогу чітко зафіксувати зміну рН.

3. МЕТА. Сформувати уявлення про основні буферні системи організму людини, кислотно-лужну рівновагу в організмі та її порушення, буферну ємність буферних систем. Оволодіти методикою потенціометричного визначення буферної ємності.

Студент повинен знати:

-основні буферні системи організму людини, їх склад, особливості та значення;

-що таке буферна ємність буферних систем, її залежність від різних факторів;

-значення кислотно-лужної рівноваги в організмі людини та

наслідки її зміщення, ацидоз і алкалоз;

-основні закономірності потенціометричного титрування та потенціометричного визначення буферної ємності;

вміти:

-підбирати електроди та складати гальванічне коло для визначення буферної ємності;

-проводити розрахунки за формулами буферної ємності по кислоті та по лугу;

оволодіти навичками:

-потенціометричного визначення буферної ємності сироватки крові за допомогою скляного

та хлорсрібного електродів.

4. ОСНОВНІ БАЗОВІ ЗНАННЯ, ВМІННЯ І НАВИЧКИ, НЕОБХІДНІ ДЛЯ ЗАСВОЕННЯ ТЕМИ.

1) Поняття про електроди, гальванічні кола, механізм виникнення потенціалів.

46

2)Поняття про буферні розчини, механізм буферної дії. Рівняння для визначення рН буферної системи.

3)Навички потенціометричного визначення рН (матеріал попередніх занять).

5. ГРАФ ЛОГІЧНОЇ СТРУКТУРИ.

Буферні розчини в організмі людини

1.Буферні системи в організмі людини. 1.1. Гідрогенкарбонатна буферна система.

1.2.Фосфатна буферна система.

1.3.Гемоглобін-оксигемоглобінова буферна система.

1.4.Білкова (амінокислотна) буферна система.

3.2.Поняття про лужний резерв крові.

3.3.Зміщення кислотно-лужної рівноваги: ацидоз і алкалоз (метаболічний і респіраторний).

7.ПИТАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО ОПРАЦЮВАННЯ

(самостійна позааудиторна робота студентів).

1)Вибрати групу буферних систем, до якої входять тільки буферні системи організму людини.

а) ацетатна, гідрогенкарбонатна, фосфатна; б) білкова, фосфатна, амінокислотна; в) аміачна, ацетатна, фосфатна;

г) гідрогенкарбонатна, фосфатна, аміачна.

2)Пояснити, на чому ґрунтується механізм буферної дії фосфатної буферної системи. а) на тому, що фосфорна кислота є електролітом середньої сили; б) на тому, що солі, які утворюють фосфатну буферну систему, повністю дисоціюють на іони; в) на тому, що дигідрогенфосфат-іон дисоціює, як слабка кислота;

г) на тому, що солі, які утворюють фосфатну буферну систему, гідролізуються, регулюючи тим самим величину pH.

3)Вказати, від яких факторів залежить величина буферної ємності.

47