Раздел 1. Физколлоидная химия

Тема 1. Растворы. Общая и активная кислотности

Вопросы, выносимые для изучения

1. Ионно-дисперсные системы и их свойства.

2. Концентрация растворов.

3. Диссоциация кислот, щелочей, воды, солей. Константа диссоциации. Сильные, слабые электролиты.

4. Водородный показатель среды - рН. Роль концентрации водородных ионов в биологических процессах. Ацидоз и алкалоз.

5. Общая, активная, потенциальная кислотности (щелочность).

6. Методы определения активной реакции среды.

Лабораторная работа №1

Цель работы: Научиться устанавливать концентрацию и рН растворов кислот.

Опыт 1. Обнаружение растворов соляной и уксусной кислот и воды

Оборудование: Штатив с пробирками, бюретки, колбы для титрования, индикаторная бумажка

Реактивы: 0,1н HCl, 0,1н CH₃COOH, 0,1н NaOH, фенолфталеин

Ход работы:

В трех пронумерованных колбах помещены 0,1н HCl, 0,1н CH₃COOH и вода. По результатам определения общей и активной кислотности установить содержимое каждой колбы. Рассчитать рН растворов соляной и уксусной кислот, учитывая их концентрации определенные в опыте. Константа диссоциации CH₃COOH равна 1,85*10^-5. Результаты опыта занести в таблицу. Расчет рН привести в тетради.

№ колбы	Общая кислотность		Активная кислотность		Содержимое колбы
	мл 0,1н NaOH	Сн	рН эксперим.	рН расчетн.
1
2
3

Определение общей кислотности

В колбочку для титрования внести 10 мл исследуемой жидкости, добавить 1-2 капли раствора фенолфталеина и титровать из бюретки 0,1н NaOH до появления слабо-розовой окраски, не исчезающей в течение 30 сек. Рассчитать общую кислотность по формуле С_кV_к = C_щV_щ.

Определение активной кислотности.

а) Измерить уровень активной кислотности на рН-метре или с помощью универсальной индикаторной бумаги.

Контрольные задания

1. Приготовить 250 мл 6-миллинормального раствора карбоната натрия и рассчитать его молярность и массовую долю.

2. На титрование 10 мл уксусной и соляной кислот израсходовалось 5 мл 0,1н гидроксида натрия. Рассчитать общую и активную кислотности растворов.

3. Рассчитать [H⁺],[OH^-] рН и рОН 0,02н растворов азотной и угольной кислот. Константа диссоциации Н₂СО₃ равна 4*10^-7.

4. Рассчитать [H⁺],[OH^-] рН и рОН 0,05н растворов гидроксидов натрия и аммония. Константа диссоциации NH₄OH равна 1.8*10^-5.

5. Будут ли отличаться общая и активные кислотности растворов соляной и уксусной кислот с массовой долей 5%? Подтвердить расчетами. Плотности растворов принять равными 1,1 г/мл.

Тема 2. Буферные растворы и их свойства

Вопросы, выносимые для изучения

1. Буферная способность слабых кислот и оснований.

2. Состав буферных смесей.

3. Механизм действия буферных растворов.

1. Свойства буферных растворов. Буферная емкость.

6. Буферные системы живого организма.

Лабораторная работа №2

Цель работы: Изучить состав и свойства буферных систем.

Опыт 1. Приготовление ацетатных буферных смесей и расчет их рН

Оборудование: Штатив с пробирками, индикаторная бумажка

Реактивы: 0,1н CH₃COOH, 0,1н CH₃COONa

Ход работы:

В три пронумерованные пробирки внести растворы уксусной кислоты и уксуснокислого натрия в количествах согласно схемы:

Растворы	Номер пробирки
	1	2	3
0,1н раствор СН3СООН, мл	9	5	1
0,1н раствор СН3СООNa, мл	1	5	9
рН экспериментальный
рН расчетный (до сотых)

Определить рН приготовленных буферных смесей с помощью рН-метра (или универсальной индикаторной бумаги) и рассчитать рН каждого буфера (точность 0,01). Сделать вывод, от чего зависит рН буферных растворов. Буферные растворы использовать в следующих опытах.

Опыт 2. Определение буферной емкости ацетатных буферных

Оборудование: Штатив с пробирками.

Реактивы: буферные растворы из опыта 1, 0,1н NaОН, фенолфталеин.

Ход работы:

В колбу для титрования внести 5 мл буферного раствора №1 (опыт 1) и оттитровать 0,1н раствором NaOH в присутствии фенолфталеина до появления розовой окраски. Зафиксировать количество щелочи, затраченное на титрование и рассчитать буферную емкость смеси №1 по отношению к щелочам. Значение рН после титрования принять за 8,2 (переход окраски фенолфталеина).

Аналогично определить буферную емкость раствора №3. Сравнить результаты, сделать вывод. Буферную емкость рассчитывать по формуле:

где: С_н - концентрация щелочи, моль-экв/л;

a - объем щелочи, пошедший на титрование. мл;

1000 - коэффициент для пересчета на 1000 мл раствора;

b - объем исследуемого раствора, мл;

(рН₁ - рН₂) - разница значений рН до и после титрования.

Опыт 3. Влияние разбавления на рН буферного раствора.

Оборудование: Штатив с пробирками, индикаторная бумажка.

Реактивы: буферные растворы из опыта 1, Н₂О _дист..

Ход работы:

Внести 5 мл буферного раствора №2 (опыт 1) в пробирку и разбавить его в два раза, добавив равное количество дистиллированной воды и перемешав содержимое пробирки. Определить рН буферной смеси после разбавления, сравнить результат с исходным значением. Сделать вывод о влиянии разведения буферных растворов на значение их рН и подтвердить расчетом.

Контрольные задания

1. Буферные системы живых организмов. Их состав.

2. Объяснить механизм действия бикарбонатного буферного раствора при добавлении к нему определенного количества а) кислоты б) щелочи

3. Рассчитать рН и рОН буферной смеси, приготовленной из 10 мл 0,01н раствора угольной кислоты и 40 мл 0,01н раствора гидрокарбоната натрия. Константа диссоциации Н₂СО₃ равна 4^.10^-7.

4. Сколько миллилитров 0,4 н раствора бикарбоната натрия нужно добавить к 10 мл 0,2 н раствора угольной кислоты, чтобы рН=5.

5. Значение буферной способности биологических жидкостей для поддержания оптимального физиологического состояния организма животных. Дать понятие «Щелочной резерв» и «резервная щелочность»