40.ПРИ РАВНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЯХ КОМПОНЕНТОВ БУФЕРА БОЛЬШЕЙ ЕМКОСТЬЮ ПО КИСЛОТЕ ОБЛАДАЕТ АЦЕТАТНАЯ БУФЕРНАЯ СИСТЕМА

1)200 мл CH3COOH; 100 мл CH3COONa

2)100 мл СН3СООН; 200 мл СН3СООNa

3)150 мл СН3СООН; 150 мл СН3СООNa

4)300 мл СН3СООН; 200 мл СН3СООNa

41.БОЛЬШЕЙ ЕМКОСТЬЮ ПО КИСЛОТЕ ОБЛАДАЕТ СИСТЕМА

42.ДЛЯ АММИАЧНОЙ БУФЕРНОЙ СИСТЕМЫ, СОСТОЯЩЕЙ ИЗ РАВНЫХ ОБЪЕМОВ 0,1 М РАСТВОРА NH3∙H2O И 0,2 М РАСТВОРА NH4Cl

43.ВОЗМОЖНОЕ ЗНАЧЕНИЕ рН ДЛЯ АЦЕТАТНОЙ БУФЕРНОЙ СИСТЕМЫ (рКа=4,76)

Ответы к тесту на стр. 224

Тестовые задания для самоконтроля по теме V на стр. 299 Ответы к тестовым заданиям для самоконтроля по теме V на стр. 313

ТЕМА VI. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ

6.1. Осмотические свойства растворов

1.1. Единицы измерения

87

При решении задач по теме «Осмос» используются две системы единиц: СИ международная система измерений и СГСЕ

– советская государственная система единиц.

Примечание: Па = Н/м2; Дж = Н∙м; 1 атм = 101,3 кПа = 101300 Па = 760 мм рт.ст.

Для того чтобы перевести температуру в Кельвины (К) нужно к температуре в оС прибавить 273, т.е. ОоС = 273 К: Т(К)

= (tоС + 273)К

Переходить из одной системы единиц в другую не обязательно. Достаточно перевести все имеющиеся в задаче данные в ту систему единиц, в которой дано давление. Если давление дано в Па (Н/м2), то объем берется в м3, молярная концентрация в моль/м3, температура переводится в К и берется универсальная газовая постоянная R, равная 8,31 Дж/моль∙К. Если давление дано в атмосферах, то объем берется в литрах, молярная концентрация в моль/л и универсальная газовая постоянная R берется равной 0,082 л∙атм/моль∙К. Если давление берется в мм рт.ст., то для расчета берется универсальная газовая постоянная R = 82,4 л∙мм рт.ст./моль∙К.

1.2. Законы осмотического давления Осмос – это проникновение молекул растворителя через

полупроницаемую мембрану из раствора с низкой концентрацией в раствор с высокой концентрацией. Изучение законов осмотического давления выявило их полную аналогию с газовыми законами.

Вант-Гоффом был предложен объединенный закон для осмотического давления в растворах (аналогично объединенному газовому закону Менделеева-Клапейрона pV =

88

RT): осмотическое давление разбавленных растворов

избыточное гидростатическое давление, которое нужно приложить к раствору, чтобы осмос прекратился;

R – универсальная газовая постоянная; С – молярная концентрация.

Т.к. С = /V, где - число моль вещества, а V – объем

Закон Вант-Гоффа справедлив и для растворов электролитов. Однако в растворах электролитов осмотическое давление будет больше, это связано с диссоциацией электролитов. В результате нее в растворах оказывается большее число кинетически активных частиц (молекул и ионов суммарно), чем в растворах неэлектролитов с такой же концентрацией. Чтобы законы, применимые для неэлектролитов, можно было использовать и для растворов электролитов, Вант-Гофф ввел поправку – коэффициент i .

i – изотонический коэффициент Вант-Гоффа. Он показывает истинную концентрацию кинетически активных частиц и, следовательно, осмотическое давление в растворе электролита больше, чем в растворе неэлектролита такой же концентрации.

Величину i можно вычислить по формуле:

долях единицы. Если ничего не сказано в условии задачи, для сильных электролитов α принимается равной 1 (например, для HCl, NaOH, KOH α обычно считается равно 1);

n – число ионов, на которое диссоциирует электролит.

89

Таким образом, осмотическое давление для разбавленных растворов электролитов вычисляется по уравнению:

увеличивается с ростом концентрации и может быть рассчитано по формуле Галлера:

К– константа.

ВКДС также как в истинных растворах возникает осмотическое давление. Коллоидные частицы, по сравнению со структурными единицами истинных растворов НМС, имеют значительно большие размеры и массу. Поэтому число частиц, содержащихся в растворах КДС, значительно меньше, следовательно, меньше и осмотическое давление.

Для расчета осмотического давления коллоидных растворов (КДС) также используют уравнение Вант-Гоффа:

где Cd – концентрация частиц ДФ.

1.3. Изотонические растворы. Изоосмия Растворы с осмотическим давлением, равным

осмотическому давлению раствора, взятого за стандарт, называются изотоническими. В медицине и фармации под изотоническими понимают растворы, имеющие осмотическое давление, равное осмотическому давлению плазмы крови (π = 7,4 атм). Растворы, имеющие более высокое осмотическое давление - гипертонические (вызывают обезвоживание и сморщивание эритроцитов), а более низкое - гипотонические

90

(вызывают увеличение объема эритроцитов и разрыв оболочек). Помещая животные или растительные клетки в гипотонический раствор, можно наблюдать перемещение воды внутрь клетки, что ведет к их набуханию, а затем к разрыву оболочек и вытеканию клеточного содержимого. Подобное разрушение клеток путем разрыва их оболочек называют лизисом, а в случае эритроцитов – гемолизом.

В крепких растворах солей (гипертонических) отмечается наоборот сморщивание клеток (плазмолиз), обусловленное потерей воды, перемещающейся из них в более концентрированный внешний раствор.

Человеческий организм характеризуется большим постоянством ряда физико-химических показателей внутренней среды, в т.ч. и осмотического давления крови. Постоянство

количество осмотически активных частиц. Количество осмотически активных частиц в растворе выражают через осмомоляльность. Эта величина определяется как суммарная концентрация всех растворенных веществ в растворе (моль/кг) и вычисляется по законам осмотического давления.

Осмотическое давление цельной крови равно 7,63 атм. Рассчитаем, какая будет молярная концентрация и массовая доля раствора глюкозы и раствора NaCl, изотоничных цельной крови. Эти растворы называют физиологическими.

ρр-ра глюкозы = 1,08 г/мл; mр-ра глюкозы = 1,08 1000 мл = 1080 г;

91

такой концентрацией изотоничны цельной крови. πр-ра глюкозы =

πкрови.

Сглюкозы - ? ωглюкозы - ? Посчитаем, чему равен изотонический коэффициент. NaCl → Na+ + Cl- - диссоциирует на два иона,

n = 2. Т.к. NaCl – сильный электролит, то принимаем α = 1: i = 1 + α(n – 1); i = 1 + 1(2-1) = 2.

Подставляем в формулу для концентрации:

Рассчитаем массу NaCl в растворе объемом 1 л:

mNaCl = 0,15 58,5 1 = 8,77 г

ρр-ра NaCl = 1,01 г/мл; mр-ра NaCl = 1,01 1000 мл = 1010 г;

92