Растворы

В лабораторной практике используются в основном растворы реагентов.

Раствор — устойчивая однофазная система переменного состава, состоящая из двух или более компонентов (растворителя и растворенных веществ). Растворы занимают промежуточное состояние между механическими смесями и химическими соединениями.

Количественный состав раствора определяется его концентрацией.

Основные способы выражения концентрации:

Весовые проценты — число весовых частей растворенного вещества в 100 весовых частях раствора

Моляльность — число молей растворенного вещества, содержащихся в 1 кг растворителя

Молярность — число молей растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора

Нормальность — число грамм-эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора

Титр — количество граммов растворенного вещества, содержащегося в 1 см³ раствора

Для приготовления растворов в клинической химии используют воду.

Для получения чистой воды используют различные методы:

фильтрование — удаляются только нерастворимые примеси;

дистилляция — перегонка для удаления растворенных веществ;

деминерализация — последовательное удаление содержащихся в вода катионов и анионов с помощью колонок, заполненных ионитами (чаще всего синтетическими ионообменными смолами — анионитами и катионитами).

В лабораториях используют чаще всего дистиллированную воду, иногда бидистиллированную, т. е. перегнанную дважды. Наиболее практична и экономична очистка воды с помощью коммерческих систем (например, “Mullipore System”, “Organic pure” от фирмы “Bamstead”, “Ultra pure water” от фирмы “Elga Group” и др.(рис. 1,2)).

Эти системы содержат фильтры из активированного угля для адсорбции органических веществ, смесь ионитов в виде шариков и мембранный фильтр для удаления микроорганизмов.

Всегда нужно использовать свежеприготовленную воду. Для некоторых анализов требуется вода, не содержащая СО₂ (для рН-метрии). В этом случае бидистиллят кипятят в течение 5—10 мин, охлаждают без доступа воздуха и используют в течение нескольких часов.

Для методов флуорометрии воду получают путем дистилляции 20% раствора КмnО₄. Марганцовка окисляет присутствующие в воде флуоресцирующие соединения.

Большинство сортов фильтровальной бумаги (исключая специальную бумагу для хроматографии) содержат примеси флуоресцирующих материалов и не должны использоваться для удаления твердых примесей.

Рекомендуется использовать пробки из силиконовой резины или полиэтилена.

Во избежание попадания загрязнений (аэробных бактерий, химических соединений, СО₂ паров растворителей) растворы, как и реагенты вообще, следует хранить плотно закрытыми.

Стабильность растворов зависит от их концентрации. Основные растворы при хранении в холодильнике стабильны в течение нескольких недель до нескольких месяцев, в зависимости от природы растворенных веществ. Рабочие растворы используют обычно в течение одного или нескольких дней.

Для приготовления многих растворов в качестве растворителя используются буферные растворы — водные растворы, сохраняющие определенную концентрацию ионов Н⁺ (рН) при добавлении небольших количеств сильных кислот и щелочей.

Они представляют собой растворы слабой кислоты и ее соли, или слабого основания и его соли, взятых в определенном соотношении.

Буферные растворы также можно составлять из смеси солей многоосновной кислоты, константы диссоциации которой сильно отличаются друг от друга, например, из смеси одно- и двузамещенных фосфатов.

При разведении (до соотношения 1:100) рН буферного раствора практически не меняется, однако отражается на его емкости.

Буферная емкость — число молей сильной кислоты или сильного основания, добавление которого к буферному раствору изменяет его рН на единицу.

Буферная емкость тем больше, чем концентрированнее раствор. Буферные смеси не при всех соотношениях концентраций кислоты и соли проявляют свое буферное действие. Его оптимум отвечает той концентрации [Н⁺], при которой кислота является наполовину нейтрализованной.

Для приготовления буферных растворов необходимо использовать дважды перекристаллизованные реактивы квалификации “хч” и бидистиллированную воду; значение рН — контролировать потенциометрически.

Буферные растворы используются в тех случаях, когда анализ проводится при определенном значении рН, в частности в фотометрических методах, основанных на цветных индикаторных реакциях.

Индикаторами называются соединения, окраска которых изменяется в зависимости от изменения рН среды. Они принадлежат к различным типам органических соединений, но все — являются слабыми кислотами или слабыми основаниями. Их недиссоциированные молекулы окрашены иначе, чем диссоциированные. Но диссоциация не является единственной причиной изменения окраски. Согласно хромофорной теории индикаторов, окраска вещества, как и многие другие физические свойства, зависит от состава и строения молекулы.

Для получения окрашенных органических веществ необходимо присутствие в их молекуле определенных групп атомов — хромофоров. В таблице №1 представлены кислотно-основные индикаторы и области рН в которых они действуют.