Медико-биологическое значение кондуктометрии

Кондуктометрией называют метод анализа, основанный на оп­ределении электрической проводимости жидких сред. Кондуктометрия применяется для:

– определения суммарного содержания электролитов в различ­ных биологических средах (в плазме и сыворотке крови, желудочном соке, моче, тканевой жидкости);

– контроля качества минеральных вод и различных напитков;

– чистоты фармацевтических препаратов;

– качества посола мясных и рыбных консервов;

– степени чистоты воды, ионитов.

Кондуктометрия является одним из наиболее точных методов определения;

– констант диссоциации физиологически важных слабых элек­тролитов;

– изоэлектрических точек α-аминокислот, пептидов, белков;

– проницаемости биологических мембран;

– для сравнения объема клеток и межклеточного пространства, (объема эритроцитов в крови).

Например, электрическая проводимость мочи в норме состав­ляет 1,6 – 2,3 См/м. При заболеваниях почек (нефрит, нефросидероз, гломерулонефрит) электрическая проводимость может уменьшаться до 0,9 – 1,4 См/м, что связано с уменьшением концентрации NaCl и увеличением содержания белка в моче. При диабете электрическая проводимость также понижается до 0,9 – 1,4 См/м из-за повышения содержания сахара, являющегося неэлектролитом.

Перечисленные примеры относятся к методам прямой кондук­тометрии. Кроме этого используют кондуктометрическое титрование для определения концентрации сильной кислоты, слабой кислоты, или каждой из них в их смеси.

Например, при титровании сильной кислоты (HCl) раствором NaOH идет реакция: H⁺ + Cl^– + Na⁺ + OH^– → H₂O + Na⁺ + Cl^–

До точки эквивалентности подвижные ионы Н⁺ заменяются на менее подвижные ионы Na⁺, поэтому электропроводность раствора уменьшается. После точки эквивалентности электропроводность воз­растает из-за повышения концентрации ионов Na⁺ и OH^-. Эквивалент­ный объём щелочи находится на оси абсцисс, куда опускают перпен­дикуляр из точки пересечения прямых электропроводности.

æ

Рис.6.2 Кривая кондуктометрического титрования сильной кислоты сильным основанием.

V экв. VNaOH

Потенциометрия.

Потенциометрия – это физико-химический метод анализа, основанный на измерении величины ЭДС гальванической цепи, составленной из двух электродов:

· Стандартного электрода (электрода сравнения);

· Измерительного электрода (электрода определения).

Оба электрода опущены в исследуемый раствор.

Рис. 6.3 Схема потенциометрического измерения.

Электроды

1) Общепринятым стандартным электродом является стандартный водородный электрод, потенциал которого принят равным нулю при любой температуре. Но из-за неудобства пользованием таким электродом на практике применяют обычно хлорсеребряный.

Рис 6.4. Стандартный хлорсеребряный

Электрод.

Он состоит из серебряной проволоки, покрытой солью AgCl и опущенной в насыщенный раствор KCl. На межфазной границе протекает реакция восстановления.

Концентрация всех компонентов в полу-реакции постоянны. Поэтому и потенциал этого электрода постоянен.

относительно водородного

–

2) Измерительные электроды (электроды определения, индикаторные) служат для определения ионов H⁺, Na⁺, NH₄⁺, Ca²⁺, NO₃ и других.

Согласно уравнению Нернста, потенциалы этих электродов зависят от концентрации этих ионов в растворе.

(6.11)

Принцип работы таких электродов основан на возникновении мембранного потенциала на мембране, встроенный в этот электрод. Эта мембрана имеет избирательную чувствительность к анализируемому иону. Мембраны бывают твёрдыми и жидкими.

Чаще всего используют измерительный электрод с твёрдой мембраной – стеклянный электрод для измерения концентрации ионов Н ⁺ и величины pH.

Рис 6.5.