Головна

Заняття 17. Буферні системи та їх властивості

  1.  B. процес, при якому для повернення системи в початковий стан потрібні витрати енергії.
  2.  C. Астигматизм, обумовлений асиметрією оптичної системи, сферична аберація, астигматизм косих пучків, дисторсия, хроматична абеpрація.
  3.  IBM Power 7 | Нові серверні системи
  4.  II. Визначення закону руху системи.
  5.  III. Загальні хімічні властивості металів
  6.  V. Хімічні властивості деяких сполук неметалів
  7.  VII. Хімічні властивості алюмінію

Мета заняття:

Вивчити механізм буферного дії буферних систем і набути практичних навичок визначення буферної ємності

Зміст заняття:

1. Обговорення теоретичних питань по темі.

2. Виконання демонстраційних і лабораторних робіт, обговорення їх результатів, оформлення наукового звіту.

Питання, пропоновані для обговорення на занятті:

1. Кислотність загальна, активна, потенційна. Вплив активної кислотності на біологічні процеси.

2. Буферні системи. Механізм буферної дії.

3. Рівняння Гендерсона-Гассельбаха для розрахунку з (Н+) І з (ОН?) двох основних типів буферних систем. Фактори, що впливають на рН розчину.

4. Буферна ємність, її розрахунок. Фактори, що впливають на буферну ємність.

5. Буферні системи крові. Механізм дії буферних систем крові. Поняття про кислотно-лужній рівновазі і лужному резерві крові.

Лабораторна робота 1. Приготування буферних сумішей.

У семи пробірках готують ацетатні буферні суміші з розчинів оцтової кислоти і її солі з молярною концентрацією еквівалента 0,1 моль / л, обсяги яких вказані в таблиці.

 №пробіркі  Склад буферної суміші, мл  рН суміші (расчетн)  Забарвлення після прібавленіяіндікатора (метилового червоного 4.2-6.3)
 СН3СООН0.1 моль  СН3СООNa0.1 моль / л
 0.50.2  9.59.8    

У кожну пробірку додають по 3 краплі індикатора метилового червоного, перемішують і порівнюють забарвлення буферних сумішей при хорошому освітленні, на білому тлі, дивлячись зверху вниз крізь розчин. Забарвлення розчинів відзначають в таблиці.

Потім розраховують з (Н+) І рН одного з буферних розчинів (за вказівкою викладача), результат розрахунку записують в таблицю. Значення с (Н+) І рН для інших шести розчинів отримують у викладача. Креслять на міліметрівці буферну криву, що показує зв'язок рН буферного розчину з об'ємом одного з його компонентів. По осі ординат відкладають 10 одиниць масштабу (1 мл CH3COONa = 1 см), приймаючи початок координат за 0. По осі абсцис, приймаючи початок координат рівним 3, відкладають область значень рН від 3 до 7 (одиниця рН = 2 см).

Приклад розрахунку рН буферної суміші.

Розрахувати рН буферної суміші, що складається з розчину СН3СООН об'ємом 4.5 мл і молярної концентрацією еквівалента з (СН3СООН) = 0.1 моль / л і розчину СН3СООNa об'ємом 5.5 мл з молярною концентрацією еквівалента з (СН3СООNa) = 0.1 моль / л

с (Н+) = Кд ·  = Дод ·

рН = -lg C (H+), Звідки рН = -lg Дод + lg

рН = -lg (1,8 · 10-5) + Lg  = - (Lg1,8 - 5) + 0,0872 =

= 4,8319 »4,83

оформлення роботи:

Привести таблицю і розрахунки з (Н+) І рН зазначеного буферного розчину.

Вклеїти графік «Буферна крива».

Лабораторна робота 2. Визначення буферної ємності буферного розчину.

Отримують у викладача досліджуваний розчин з відомим значенням рН0 (Записати в зошити).

У дві чисті колби відміряють піпеткою по 10 мл досліджуваного розчину. В одну колбу додають 2 краплі фенолфталеїну і титрують робочим розчином NaОН з молярів концентрацією еквівалента з (1NaOH) = 0.1 моль / л до появи слабо-рожевого забарвлення, рН розчину при цьому стане рівним 8.4 (рНщ). В іншу колбу додають 1 краплю метилоранжа і титрують робочим розчином HCl = 0.1 моль / л до появи оранжево-рожевого забарвлення, рН розчину при цьому стане рівним 3.4 (рНк).

Обчислюють буферну ємність розчину по відношенню до кислоти (Вк) І луги (Вщ) І результат перевіряють у викладача. Вк і Вщ розраховують з точністю до трьох значущих цифр і округлюють до двох.

Вщ =  , Моль / л; Вк =  , Моль / л

де Vщ, Vк - Обсяги (в мл) робочого розчину лугу або кислоти, витрачений на титрування V мл досліджуваного буферного розчину;

Сщ, Зк - Молярна концентрація еквівалента робочого розчину лугу або кислоти.

Оформлення роботи:

вказати рН0 буферного розчину; Vщ, рНщ і індикатор; Vк, рНк і індикатор; привести розрахунок Вщ і Вк і висновок, вказавши, у скільки разів Вщ більше (або менше), ніж Вк.

Розрахунок загальної, активної і потенційної кислотності буферного розчину.

Для розрахунків використовують дані (рН0 і Vщ) Для буферного розчину, отриманого у викладача при визначенні буферної ємності.

Загальна кислотність дорівнює загальній концентрації кислоти (С0), Вираженою через молярну концентрацію еквівалента і визначається титруванням робочим розчином лугу.

С0 =  , Моль / л;

активна кислотність дорівнює концентрації іонів водню з (Н+) І розраховується зі значень рН0 буферного розчину.

Приклад розрахунку з (Н+).

Обчислити з (Н+) Розчину з рН0 = 5,6.

рН = -lg C (H+) = 5,6; lgC (H+) = -5,6; C (H+) = 10-5,6 = 2,51 · 10-6 моль / л.

потенційна кислотністьдорівнює концентрації недіссоціірованних молекул кислоти, т. е. різниці між загальною і активної кислотності.

Спіт = Сзаг - З (Н+)

індикатори

 індикатори  рК  зона переходу
 метиловий оранжевий  3,7  3,1-4,4
 металевий червоний  5,1  4,2-6,3
п-нітрофенол -  5,2-7,0
 фенолфталеїн  9,7  8,3-10,0

Контрольні питання і завдання

1. Обчисліть рН ацетатного буферного розчину, складеного з 500 мл розчину солі з молярною концентрацією еквівалента
 0.1 моль / л і 100 мл розчину кислоти з молярною концентрацією еквівалента 0.5 моль / л, якщо рК (СН3СООН) = 4.75.

2. Розрахуйте рН буферного розчину, складеного з рівних обсягів розчинів слабкої основи і його солі однаковою концентрації, якщо константа дисоціації підстави дорівнює 7.2 · 10-6.

3. Якими процесами пояснюється незначна зміна значення рН буферного розчину при додаванні до нього розчинів: а) сильної кислоти, б) лугу?

4. Розрахуйте в яких обсягах треба злити розчин слабкої кислоти з молярною концентрацією еквівалента 0.6 моль / л і розчин її солі з молярною концентрацією еквівалента 0.2 моль / л, щоб отримати 200 мл ацетатного буферного розчину з рН = 5.2, якщо рк (СН3СООН) = 4.75.

5. Обчислити, на скільки одиниць зміниться рН аміачного буферного розчину, що містить по 0,1 моль еквівалента кожного з компонентів, якщо до 1 л його додати 0.05 моль еквівалента NаОН рк (NН 4ОН) = 4.74.

6. Розрахуйте, в якому співвідношенні повинні знаходитися компоненти бикарбонатной буферної системи крові, якщо рк (Н2СО3) = 6.14.

7. До 20 мл фосфатного буферного розчину додали 2 мл розчину НСl з молярною концентрацією еквівалента 0,02 моль / л. При цьому рН змінився від 7.4 до 7.0. Розрахуйте буферну ємність буферної системи по кислоті.

8. Визначте потенційну кислотність буферного розчину з рН = 2.0, якщо на титрування 10 мл його треба було 8 мл розчину NаОН з молярною концентрацією еквівалента 0,1 моль / л.

9. Які з нижче перерахованих систем мають буферним дією: а) НСООН + НСООNа; б) NаОН + НNО3;
 в) НNО3 + КNО3; г) НСl + НNО3; д) СН3СООН + СН3СООNа; е) NаНСО3 + НСl.

10. Яка біологічна роль буферних розчинів в організмі людини?

11. Яка роль гидрокарбонатного буферного розчину при підтримці сталості рН крові, яку порушували процесами дихання?




 До лабораторно-практичних занять з загальної хімії |  Методичні рекомендації до лабораторно-практичних занять з загальної хімії |  ПРАВИЛА ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ ПРИ РОБОТІ СТУДЕНТІВ У лабораторні практикуми СГМУ |  Заняття 2. Будова атома. Хімічна зв'язок і будова молекул |  Заняття 3. Комплексні сполуки та їх властивості |  Заняття 7. Перше ПОЧАТОК (Перший закон) термодинаміки. термохімія |  Заняття 8. Друге ПОЧАТОК (другий закон) термодинаміки. ТЕРМОДИНАМІЧНІ ПОТЕНЦІАЛИ |  Заняття 9. Хімічна кінетика. Каталозі. хімічна рівновага |  Заняття 11. Вчення про розчини. Властивості розчинів електролітів |  Заняття 12. колігативні властивості. Осмос та осмотичний тиск |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати