ВЫВОДЫ:
1. Результаты расчетов и измерений занесите в таблицу 8.
рН буферной системы
задано |
рН по |
рН |
|
прибору |
|||
|
|
||
|
|
|
|
60 V |
|
lg |
k |
|
V |
||
|
||
|
k |
Таблица 8
Данные расчета
60 V |
|
|
|
k |
Vk, мл |
Vc, мл |
|
V |
|||
|
|
||
k |
|
|
|
|
|
|
2. Поясните причину отклонений рН от заданного значения.
ОПЫТ 2. Определение буферной емкости по кислоте и основанию
В один чистый стакан с помощью мерного цилиндра налейте 30 мл приготовленного буферного раствора и добавьте из бюретки 3 мл 0,1 М раствора соляной (азотной) кислоты. В другой стакан отмерьте тоже 30 мл буферного раствора и добавьте 3 мл 0,1 М раствора гидроксида натрия. Содержимое каждого стакана перемешайте и определите рН на рН-метре. Результаты занесите в таблицу 9. По полученным данным рассчитайте буферную емкость по кислоте и основанию. Результаты расчета занесите в таблицу 9. Формула расчета:
|
|
|
В |
э |
|
рН V(л) |
||
|
,
где: νэ |
|
– число моль эквивалентов кислоты или основания; |
||||||||
|
V |
|
- объем буферного раствора, л. |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 9 |
||
№ |
буфернойрН |
системы |
послерНдобавлениящелочи |
послерНдобавлениякислоты |
|
кислотыνэ или щелочи |
соотношениеνс/νк |
|
кислотепоВ или основаниюпо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пп |
|
|
|
|
рН |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. |
|
|
|
///////////// |
|
|
|
|
|
|
2. |
|
|
///////////// |
|
|
|
|
|
|
|
31
ВЫВОДЫ:
1.Дайте подробный расчет буферной емкости по кислоте и основанию.
2.Какая буферная емкость больше (по кислоте или основанию) и почему?
3.Напишите уравнения реакций, отражающих механизм буферного действия.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1.Понятие буферных систем, их состав и классификация.
2.Расчет рН и рОН буферного раствора.
3.Механизм буферного действия систем.
4.Факторы, влияющие на величину рН буферного раствора.
5.Буферная емкость.
6.Факторы, влияющие на буферную емкость.
7.Буферные системы в организме человека и их соотношение в норме.
ОБРАЗЕЦ ОТВЕТА НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
ВОПРОС: Буферный раствор приготовлен из 200 мл раствора
дигидрофосфата натрия СЭ = 0,05 моль экв/л и 100 мл раствора гидрофосфата натрия СЭ = 0,1 моль экв/л. Рассчитайте водородный показатель этой буферной системы. Сравните буферную емкость по кислоте и по основанию. рКН2 РО4 6,8.
ОТВЕТ: 1. Вычислим значение рН буферной системы:
рН рК |
|
lg |
|
|
|
c |
|||
к ты |
|
|||
|
|
|||
|
|
|
||
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
2 |
pH pK |
|
lg |
|
HPO |
|
|
|
|
4 |
||
|
|
|
|
|
|
|
к ты |
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
PO |
|
|
|
|
|
2 |
4 |
,
ν = С·V(л)
pH 6,8 lg |
0,1 0,1 |
6,8 lg |
0,01 |
6,8 |
||
0,05 |
0,2 |
0,01 |
||||
|
|
|
||||
2. Сравним буферную емкость. Буферная емкость раствора зависит от соотношения компонентов (соли и кислоты).
Известно, что, если νс = νк, то Вк = Восн. = Вmax. Ион Н2РО4- играет роль кислоты, ион НРО42- играет роль основания.
32
|
Н |
РО |
|
|
4 |
||
|
2 |
|
0,01
моль экв;
νНРО42- = 0,01 моль экв
Т.к. νс = νк , то Вк = Восн.. У данного буферного раствора рН = 6,8, буферные емкости по основанию и кислоте одинаковы. ВОПРОС: Рассчитайте буферную емкость по кислоте, если после добавления к 500 мл ацетатной буферной системе 5 мл 0,05 М раствора НС1 рН изменился на 0,5.
ОТВЕТ:
Вк
эрН V(л)
,
νэ = Сэ·V(л)
|
|
|
С |
э |
V(л) |
|
0,05моль экв / л 5мл |
|
3 |
|
В |
|
|
|
|
10 |
|||||
к |
|
|
|
|
|
|||||
рН V(л) |
|
0,5 500 мл |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
буф. |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
моль экв/л
Буферная емкость по кислоте составляет 10-3 моль экв/л. ВОПРОС: Какой объем 0,1 М раствора аммиака и 0,1 М раствора хлорида аммония необходимо взять для приготовления 200 мл буферного раствора, рОН которого 5,76?
рК NH |
H |
O 4,76 . |
3 |
2 |
|
ОТВЕТ: 1. Определим соотношение компонентов смеси: NH3·H2O + NH4Cl – буферная система второго типа.
|
|
|
|
рОН рКосн. lg |
c |
; ν = С∙V |
|
|
|||
|
|
||
|
осн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5,76 4,76 lg |
|
c |
; |
|||||||
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
осн. |
||
lg |
|
c |
1; |
|
с |
10; |
||||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
осн. |
|
осн. |
|
||||||
|
|
|
|
|
||||||
|
lg |
|
c |
1; |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
|
|
осн. |
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
С |
с |
V |
|
|
|
|
|
|
(л)с |
10 |
||
С |
|
|
|
V |
|
|
осн. |
|
|
||||
|
|
(л)осн. |
|
|||
2. Вычислим объем растворов соли и основания, необходимые для приготовления 200 мл буферной смеси:
Vc + Vосн. = 200 мл; Vосн. = 200-Vс;
Vc 200 Vc
10
;
Vc = 182 мл; Vосн. = 200-182 = 18 мл
Для приготовления 200 мл буферного раствора с рОН = 5,76 необходимо смешать 182 мл 0,1 М раствора хлорида аммония и 18 мл 0,1 М раствора аммиака.
ЛИТЕРАТУРА:
33
1. С. 108-119; 2. С. 155-160; 3. С. 90-100; 5. С. 77-81; 6. С. 197207.
РАБОТА 9. ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ. АДСОРБЦИЯ
Актуальность темы обусловлена тем, что адсорбция широко распространена и играет важную роль в жизнедеятельности растительных и животных организмов. Процессы фотосинтеза, питания, обмена веществ характеризуются явлениями адсорбции на первых этапах превращений веществ. Так, первые стадии действия ферментов сводятся к адсорбции субстрата на поверхности ферментного комплекса.
Явления адсорбции нашли практическое применение при лечении инфекционных заболеваний (активированный уголь способен удерживать болезнетворные микроорганизмы – возбудители дизентерии, брюшного тифа и др.), выведении из организма ядовитых веществ и токсинов, очистке питьевой воды. Теория адсорбции объясняет возникновение некоторых болезней в организме человека (кессонная болезнь). Основанная на явлении адсорбции хроматография используется не только как метод анализа и идентификации веществ, но и при изготовлении лекарственных препаратов, инъекционных растворов.
В процессе обучения студент-медик с темой «Адсорбция» может встретиться при изучении следующих дисциплин: физика, фармакология, кожно-венерические болезни, судебная медицина, реаниматология, психиатрия, хирургия, охрана окружающей среды, гигиена.
ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ:
Расширить и закрепить знания по теоретическим основам физико-химии поверхностных явлений. Овладеть техникой измерения величины поверхностного натяжения жидкостей методом сталагмометрии. Исследовать влияние химической природы веществ на их поверхностную активность. Изучить зависимость адсорбции от природы адсорбента и растворителя.
ЗАДАНИЕ:
Выполните четыре лабораторных опыта и составьте отчет.
34