Задачи для самостоятельного решения

Задача 1. Рассчитайте емкость буферного раствора по кислоте, если при добавлении к 50 мл этого раствора 2 мл соляной кислоты с концентрацией 0,8 моль/л рН изменится от 7,3 до 7,0.

Ответ: В0,107 моль/л.

Задача 2. Как изменится рН, если к ацетатному буферному раствору, состоящему из 100 мл кислоты и 100 мл соли, с концентрацией компонентов по 0,1 моль/л, прибавить 10 мл раствора с концентрацией соляной кислоты 0,1 моль/л? рК_а(уксусной к-ты) = 4,76.

Ответ: рН = 0,09.

Задача 3. Как изменится рН фосфатного буферного раствора, содержащего 100 мл раствора с концентрацией дигидрофосфата натрия 0,1 моль/л и 300 мл раствора с концентрацией гидрофосфата натрия 0,1 моль/л, при добавлении к нему 20 мл раствора с концентрацией гидроксида натрия 0,1 моль/л?

Ответ: от 7,687 до 7,812.

Задача 4. а) Рассчитайте буферную емкость по кислоте ацетатного буфера, состоящего из 100 мл раствора ацетата натрия с концентрацией 0,1 моль/л и 100 мл раствора уксусной кислоты с концентрацией 0,1 моль/л, если к этому раствору добавить 50 мл раствора соляной кислоты 0,01 моль/л.

б) Рассчитайте буферную ёмкость этого ацетатного буфера по основанию, если к этому раствору добавлено 50 мл раствора NaOH (С=0,01моль/л).

Ответ: Ва = 0,125 моль/л.ед.рН; В_b= 0,125 моль/л. ед. рН

Задача 5. Рассчитайте рН аммиачного буфера, если молярное соотношение компонентов NH₄OH/NH₄Cl = 2 : 3

Ответ: рН =9,6

Тема 12. Физико-химия поверхностных явлений Медико-биологическое значение темы

Сорбция играет важную роль в обмене веществ. Процессы абсорбции лежат в основе технологических процессов обработки пищевых продуктов, очистки лекарственных препаратов от примесей, очистки выбросов промышленных предприятий в окружающую среду.

Поступление питательных веществ и выведение продуктов метаболизма через клеточные мембраны подчиняются закономерностям распределения веществ между неполярной фазой липидного слоя мембран и полярными фазами внутри- и межклеточной жидкостей.

В медицине широко используется молекулярная адсорбция. Так, при отравлениях используется активированный уголь, способный адсорбировать газы, алкалоиды, барбитураты, токсины из пищеварительной системы. С помощью активированного угля осуществляют также сорбционную детоксикацию крови и лимфы (гемосорбция), пропуская их через адсорбент.

В санитарно-гигиенической практике адсорбция используется для очистки воды и сточных вод промышленных предприятий. Адсорбенты на основе природных глин используются в пищевой промышленности для очистки пищевых растворов: сиропов, масел, соков и т.д.

Ионообменная адсорбция используется для очистки воды, консервирования крови (удаления катионов кальция), детоксикации организма при отравлениях.

Исключительно важную роль в природе играют повехностно-активные вещества (ПАВ). Именно с помощью ПАВ в живых организмах обеспечивается гидрофильно-липофильный гомеостаз. Из молекул ПАВ образуются мицеллы в биологических жидкостях.

Хроматография - физико-химический метод разделения и анализа смесей веществ, основанный на процессах сорбции. Она широко применяется в медицине и биологии для идентификации веществ, для решения исследовательских, диагностических, клинических, токсикологических задач. Качественный и количественный анализ крови и мочи на присутствие в ней алкоголя, наркотиков, допинга осуществляется с помощью хроматографии за несколько минут. Для диагностики заболеваний желчного пузыря, печени, сердца, центральной нервной системы, сахарного диабета, гипертонической болезни определяют хроматографическим анализом жирные кислоты в определенных физиологических средах. В санитарии хроматография используется для контроля загрязнений окружающей среды.

Таблица 11. Основные параметры, используемые для характеристики поверхностных явлений

Параметр	Обозначение, единица	Смысловое значение
Свободная поверхностная энергия	GS, [Дж] GS = σ . S GS → min	Термодинамическая функция, характеризую-щая энергию межмоле-кулярного взаимодейст-вия частиц на поверхности раздела фаз с частицами каждой из контактирующих фаз.
Удельная свободная поверхностная энергия (поверхностное натяжение)	σ, [Дж/м2]	Поверхностное натяже-ние жидкости (удельная свободная поверхност-ная энергия).
Поверхностное натяжение жидкости	где σо –поверхностное натяжение воды; no- число капель воды; nж – число капель жидкости; mо –масса воды	Приведённая формула используется для расчёта поверхностного натяжения сталогмомет-рическим методом.
Абсолютная адсорбция (удельная)	[моль/м2] [моль/г]	Равновесное количество поглощаемого вещества, приходящееся на едини-цу поверхности раздела фаз или на единицу массы твердого вещества
Относительная адсорбция на подвижной поверхности раздела фаз (уравнение Гиббса)	где	Величина адсорбции отражает зависимость между поверхностной концентрацией адсорби-руемого вещества и его концентрацией в объёме раствора
Поверхностная активность	[Дж.м/моль]	Способность растворён-ных веществ изменять поверхностное натяже-ние растворителя.
Изотерма адсорбции (для неподвижной поверхности раздела фаз: газ – твёрдое , жидкость – твёрдое)	где: Г- величина адсорбции; Г∞ предельная адсорбция С- равновесная концент-рация адсорбата; а- величина обратная константе адсорбцион-ного равновесия;	Зависимость между величиной адсорбции и концентрации раствора при достижении адсорб-ционного равновесия в условиях постоянной температуры, выражают-ся уравнением Ленгмюра и Фрейндлиха
Адсорбция из раствора на твёрдом адсорбенте	, [моль/г]	Количество вещества адсорбированного дан-ной массой адсорбента.
Правило Дюкло-Траубе		Поверхностная актив-ность ПАВ в гомологи-ческом ряду возрастает в 3,0÷3,5 раза при удлине-нии углеводородного ра-дикала на одну группу -СН2-