При добавлении HCI к буферной системе NH4CI / NH4OH. Усвоить представления о составе, классификации и механизме действия буферных систем

БУФЕРНЫЕ РАСТВОРЫ.

Цель занятия.

Усвоить представления о составе, классификации и механизме действия буферных систем. Научиться применять теоретический материал для расчета рН и буферной емкости буферных систем. Изучить медико-биологическое значение буферных систем.

Научиться экспериментально определять буферную емкость, готовить буферные растворы; продолжить формирование умений работать с учебной и справочной литературой.

Исходный уровень знаний

1. Знание теории электролитической диссоциации.

2. Умение рассчитывать рН растворов электролитов.

3. Умение обращаться со стеклянной мерной посудой.

После изучения темы студент должен:

— знать:

- состав буферных систем;

- классификацию буферных систем;

- механизм буферного действия;

- факторы, влияющие на буферную емкость и рН буферных систем;

— уметь:

- выводить формулы для расчета рН буферных систем;

- рассчитывать буферную емкость;

- рассчитывать концентрации компонентов буферной системы и готовить буферный раствор;

Учебно-целевые вопросы

1. Граница применяемости рН в водных растворах в зависимости от:

- температуры;

- концентрации электролита

2. Активная, потенциальная и общая кислотность (щелочность) растворов:

- сильных электролитов;

- слабых электролитов.

3. Буферные растворы:

- определение, классификация, число компонентов;

- вывод формулы рН буферных систем;

- механизм буферного действия.

4. Свойства буферных систем:

- влияние на рН соотношения компонентов;

- влияние на рН разбавления раствора

5. Буферная емкость:

- зависимость от абсолютных концентраций компонентов;

- зависимость от соотношения компонентов;

- буферная емкость по кислоте и по щелочи.

6. Медико-биологическое значение буферных систем.

7. рН биологических жидкостей.

Вопросы и задания для самоподготовки

(обязательные домашние задания, выполняемые в отдельной тетради)

Общая, активная и потенциальная кислотность;

Состав буферных смесей;

рН буферных растворов, факторы влияния;

Буферная емкость;

Буферные растворы в биологических системах;

Щелочной резерв крови;

Буферная кривая.

Определить общую и активную щелочнотсь раствора гидроксида бария, если для нейтрализации 15 мл его израсходовано 7,5 мл 0,2 М соляной кислоты.

Ответ: Собщ . = 0.1 моль/л, Сакт =0.2 моль-экв/л.

Активная кислотность желудочного сока 0.047. Рассчитать рН желудочного сока.

Ответ: рН=1,33.

Чему равно рН ацетатного буфера, если 1 л его содержит 0.9 моль-экв уксусной кислоты и 0.6 моль-экв ацетата натрия (константа диссоциации уксусной кислоты 1,75∙10⁵)?

Ответ: рН=4,56.

Сколько мл 0,2 н раствора уксусной кислоты нужно добавить к 40 мл 0.1М раствора ацетата натрия, чтобы получить раствор с рН=4?

Ответ: 110 мл.

Сколько мл 0,2 н раствора ацетата натрия нужно добавить к 40 мл 0.1М раствора уксусной кислоты, чтобы получить раствор с рН=5?

Рассмотреть, как изменится рН 0.4 н ацетатного буфера при добавлении к 1 л этого раствора:

1) 0.2 моль-экв гидроксида натрия;
2) 0.2 моль-экв соляной кислоты;

3) 0.4 моль-экв соляной кислоты.
Ответ: 1) ∆рН=0.48; 2) ∆рН = — 0.48; 3) ∆рН=4.58.

Рассчитать величину буферной емкости фосфатного буферного раствора, если после добавления 10 мл 0,5 н раствора гидроксида натрия к 20 мл этого раствора рН последнего увеличивается с 7.2 до 8.0.

Ответ: 0.3125 моль-экв.

Определить рН раствора, содержащего 0,1 моль эфедрин-основания и 0,01 моль эфедрин-гидрохлорида в 1 л раствора, если рК_эф.= 4.64.

Ответ: рН=10.36.

Задания для самоконтроля (включены в коллоквиум и зачетное занятие)

1.Общая, активная, потенциальная кислотность (щелочность) характерна для:

1) сильных электролитов 2) слабых электролитов

3) гидролизующихся солей 4) неэлектролитов

2.рН буферного раствора при добавлении сильных кислот, щелочей:

1) приблизительно сохраняется 2) резко возрастает

3) резко уменьшается 4) сначала увеличивается, а потом уменьшается

3.Найдите верную фразу:

1) буферная емкость не зависит от количества добавленного сильного электролита

2) максимальная буферная емкость при рН = рК слабого компонента системы

3) буферная емкость меняется только при добавлении сильной кислоты

4) буферная емкость – величина постоянная

При добавлении HCI к буферной системе NH4CI / NH4OH

1) конц. NH₄CI уменьшается, конц. NH₄OH увеличивается

2) конц. NH₄CI увеличивается, конц. NH₄OH уменьшается

3) увеличиваются обе конц.

4) конц. компонентов не меняются

5.В каком объемном отношении смешали 0,1н растворы NH₄CI и NH₄OH ( рК=4,76 ), если рН буферного раствора равно 9,24:

1) 1:2 2) 2:1 3) 1:1 4) 2:3

6.Смешали 100мл 0,1н CH₃COOH ( рК = 4,76 ) и 100мл 0,1н CH₃COONa рН раствора:

1) 5,36 2) 4,16 3) 4,76 4) 5,10

7.К фосфатной буферной системе прибавили щелочь:

1) конц. H₂PO₄^2- уменьшается, конц. HPO₄^- увеличивается

2) конц. H₂PO₄^2- увеличивается, конц. HPO₄^- уменьшается

3) конц. компонентов увеличиваются одинаково

4) обе конц. не меняются

8.Зона действия буферной системы – это:

1) рН > pKд слабого электролита 2) рН < pKд слабого электролита

3) рН = pKд ± 1 4) рН = pKд слабого электролита

9.Фосфатная кислота может быть использована, чтобы получить:

1) 3 разных буферных раствора 2) только один буфер НРО₄^2-, Н₂РО₄^-

3) не дает буферных систем 4) только в смеси с уксусной и борной кислотами

10.рН буферной системы не зависит от:

1) природы слабого компонента 2) соотношения компонентов системы

3) температуры 4) объема буферной системы

11.Буферные растворы – это система:

1) равновесная система, поддерживающая постоянство рН при добавлении небольших количеств сильных кислот, щелочей и при разбавлении

2) изменяющая рН при добавлении сильных кислот

3) изменяющая рН при разбавлении

4) изменяющая рН при добавлении щелочей

12.рН буферного раствора, полученного смещением 0,1н NH₄OH ( рК=4,76 ) и 0,1н раствора NH₄CI, равен:

1) 4,76 2) 9,24 3) 7,40 4) 10,20

13.В фосфатной буферной системе избытку щелочи противодействует:

1) NaH₂PO₄ 2) Na₂HPO₄ 3) слабое влияние щелочи 4) нет противодействия