Контрольные вопросы

6. Чем отличаются физико-химические методы анализа от химических?

7. Что такое колориметрический метод анализа?

8. Как записывается закон Бугера-Ламберта-Бера? Что он выражает?

9. Что такое визуальный и фотоэлектрический метод колориметрического анализа?

10. На чем основан принцип работы фотоэлектроколориметра?

11. Что такое оптическая плотность раствора и как она выражается?

12. В чем сущность метода стандартных серий?

13. Как строится калибровочный график?

14. Каким образом по калибровочному графику можно определить концентрацию исследуемого раствора?

15. Какой метод колориметрии точнее: визуальный или фотоэлектрический?

Хронометраж 2-часового занятия:

1.Организационный момент – 3 мин.

2. Объяснение нового материала- 30 мин.

3. Выполнение лабораторной работы-40 мин.

4. Письменный тестовый опрос- 15 мин.

5. Задание на дом- 2 мин.

Литература:

1. М.И. Равич-Щербо, В.В. Новиков. Физическая и коллоидная химия.М.1975г., глава IV, с. 88-89.

2. П.М. Маршев. Руководство к практическим занятиям по физической и коллоидной химии. Медиздат, 1954г., с. 54-56.

Занятие 14. СВОЙСТВА БУФЕРНЫХ РАСТВОРОВ

Цель занятия: Изучить классификацию основных буферных систем живых организмов и механизм действия буферных смесей. Научиться готовить буферные системы с заданным значением рН и исследовать звисимость

Теоретическая часть:

Значительную роль в поддержании постоянства рН биологических жидкостей, тканей и органов (кислотно-основного гомеостаза биосистем) и лабораторной диагностике играют буферные растворы.

Буферные растворы – это растворы, рН которых меняется незначительно при разбавлении или при добавлении небольших количеств кислоты или щелочи.

В водных буферных растворах основными компонентами являются донор и акцептор протонов, представляющие собой сопряженную кислотно-основную пару.





Сопряженные кислотно-основные пары В/ВН⁺ и А^–/НА называют буферными системами.

Буферные системы по составу бывают двух основных типов:

1. Слабая кислота (донор протонов) и ее соль (акцептор протонов, сопряженное основание), образованная сильным основанием. Например, ацетатный буфер СН₃СООН + СН₃СООNa.

2. Слабое основание (акцептор протонов) е его соль (донор протонов), образованная сильной кислотой. Например, аммиачный буфер NH₄OH + NH₄Cl.

Расчет рН буферных систем

Каждая из буферных смесей характеризуется определенной концентрацией водородных ионов, которую буферная система и стремиться сохранять при добавлении кислот или щелочей.

Рассмотрим на примере ацетатной буферной смеси, что же определяет ее рН.



Из приведенной схемы видно, что в ацетатном буферном растворе концентрация водородных ионов будет зависеть от степени диссоциации молекул кислоты. Согласно закону действия масс константа диссоциации уксусной кислоты будет

,

откуда

. (1)

Это равенство справедливо для раствора, в котором содержится только одна уксусная кислота. Добавление к раствору уксусной кислоты ацетата натрия подавляет ее диссоциацию (принцип Ле Шателье), в результате чего концентрацию молекул недиссоциированной СН₃СООН можно без больших погрешностей принять равной общей концентрации кислоты, т.е.

[СН₃СООН] = С_{кислота}. (2)

Учитывая, что соль СН₃СООNa как сильный электролит в водном растворе диссоциирована полностью, можно принять, что общая концентрация аниона СН₃СОО^– практически равна аналитической концентрации соли в данной буферной смеси, т.е.

[СН₃СОО^–] = С_соль. (3)

Подставляя значения (2) и (3) в уравнение константы диссоциации (1), получим:

.

Взяв обратный логарифм от обеих частей этого уравнения и обозначив –lg[H⁺] как рН, а –lgК_а как рК_а, получим следующее уравнение, которое характеризует зависимость кислотности буферного раствора от силы кислоты (К_а) и состава раствора соли (С_соль, С_{кислота})

или

. (4)

В общем случае для любого буфера уравнение (4) принимает следующий вид:

и носит название уравнения Гендерсона-Гассельбаха.

Для щелочного буфера, каким является, например, аммиачный, соответственно будет:

и ,

. (5)

Из приведенных уравнений видно, что рН буферных смесей зависит от константы диссоциации кислоты или основания и от соотношения концентрации компонентов буферных смесей.