Geum.ru

Физколлоидная и биологическая химия

Вид материалаМетодические указания
Опыт 1. Приготовление буферных растворов
Опыт 2. Влияние кислоты и щелочи на рН буферного раствора
Опыт 3. Влияние разведения на рН буферного раствора
Опыт 5. Влияние разведения на буферную емкость
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9



Работа 2. Буферные растворы

Буферными называются растворы, представляющие собой смесь слабой кислоты и ее соли с сильным основанием или слабого основания и его соли с сильной кислотой. Они способны сохранять постоянным рН при разведении и добавлении небольших количеств сильных кислот или оснований. Такая способность системы противодействовать изменению рН называется буферным действием и количественно характеризуется буферной емкостью.

Буферная емкость определяется количеством миллиграмм-эквивалентов сильной кислоты или щелочи, которое необходимо добавить к 1 литру буферного раствора, чтобы изменить рН на единицу. Буферные системы имеют большое значение для живых организмов, так как принимают участие в поддержании постоянства рН тканей и биологических жидкостей.

Опыт 1. Приготовление буферных растворов


В шесть пробирок с помощью мерных пипеток вносят 0,1 н раствор уксусной кислоты и 0,1н раствор ацетата натрия в количествах, указанных в таблице, добавляют по 3 капли универсального индикатора и определяют приблизительное значение рН по цветной шкале, которое записывают в таблицу.


№

проби-рок
0,1 н раствор СН3СООН

(мл)
0,1 н раствор СН3СООNa (мл)
Вычислите значения рН
Найденное в опыте значение рН

1












2












3












4












5












6












Содержимое пробирок № 4 и № 6 оставляют для опыта 2.

Сопоставляют значение рН, найденное в опыте, с вычисленным по формуле:

рН = рКа + lg [соль] / [кислота]

Константа диссоциации уксусной кислоты равна 1,8610-5, а степень диссоциации 0,1н раствора уксуснокислого натрия составляет 0,79.

Опыт 2. Влияние кислоты и щелочи на рН буферного раствора


В пробирку № 6 (опыт 1) прибавляют 4 капли 0,1н раствора соляной кислоты, а в пробирку № 1 - 4 капли 0,1н раствора едкого натра. Цвет растворов практически не изменяется. Следовательно, небольшие количества кислоты и щелочи почти не изменяют рН буферного раствора.

Опыт 3. Влияние разведения на рН буферного раствора

В три пробирки вносят соответственно 6 мл, 3 мл и 2 мл буферного раствора с рН = 5. Во вторую пробирку добавляют 3 мл, а в третью - 4 мл воды. Во все пробирки прибавляют по 3 капли раствора индикатора метилового красного. Окраска всех растворов одинакова. Следовательно, разведение не изменяет значительно рН буферного раствора.


Опыт 4. Определение буферной емкости растворов

В колбу вносят 10 мл буферного раствора с рН=5 и, добавив 3 капли раствора метилового красного, титруют 0,1н раствором едкого натра до появления желтой окраски раствора (рН=6,0). Вычисляют буферную емкость ацетатной смеси, как указано ниже.

Пример расчета: если на титрование 10 мл буферной смеси пошло 4,8 мл щелочи, то на титрование 1 л смеси пойдет объем щелочи, равный V мл:

V = 4,81000/10 = 480 мл.

Буферная емкость или число миллиграмм-эквивалентов щелочи В, содержащееся в данном объеме, рассчитывается по формуле:

В = NV,

где N - нормальность щелочи, или ее количество (мгэкв) в 1 мл (в данном случае N = 0,1).

В = 0,1480 = 48.

Опыт 5. Влияние разведения на буферную емкость


В колбу вносят 1 мл буферного раствора (рН=5), 9 мл воды и 3 капли раствора метилового красного. Определяют буферную емкость этого раствора, как описано в опыте 4. Сравнивают ее значение с величиной буферной емкости неразбавленного буферного раствора и делают соответствующие выводы.

Опыт 6. Определение буферной емкости плазмы крови

Буферная емкость плазмы крови обусловлена наличием бикарбонатной (H2CO3/NaHCO3), фосфатной (NaH2PO4/Na2HPO4) и белковой буферных систем.

В две колбочки вносят по 5 мл плазмы (рН=7,36). В одну колбочку добавляют 2 капли раствора фенолфталеина и титруют 0,1н раствором едкого натра до появления слабо-розового окрашивания (рН=8,4). В другую колбочку добавляют 2 капли раствора индикатора бромкрезолового пурпурного и титруют 0,1н раствором соляной кислоты до появления синевато-фиолетовой окраски (рН=6,4). Вычисляют буферную емкость плазмы по отношению к щелочи и кислоте, как описано в опыте 4.

Обратите внимание на то, что буферная емкость плазмы крови по отношению к кислоте является более высокой, чем по отношению к щелочи.

Работа 3. Методы получения коллоидных систем

(гидрофобные и гидрофильные золи и эмульсии)

Системы, изучаемые физической химией, - это молекулярные (ионные) или истинные растворы, то есть гомогенные смеси нескольких веществ. Они состоят из сравнительно небольших частиц (ионов, атомов, молекул) с размерами 10-7 см.

Коллоидная химия - это наука о физико-химических свойствах гетерогенных высокодисперсных (10-7 - 10-5 см) систем и растворов высокомолекулярных соединений. Однако она изучает и грубодисперсные системы (10-5 - 10-2 см) - суспензии, пены, эмульсии, порошки. К ним, в частности, относятся многие продукты питания (творог, сыры, хлеб, мука, сливочное масло, соки), а также моющие средства, пасты, краски, строительные материалы (цемент, алебастр) и др.

Коллоидные растворы (золи) занимают промежуточное положение между грубодисперсными и молекулярными системами. Поэтому их можно получать двумя методами: либо дроблением крупных кусков вещества до требуемой дисперсности (диспергирование), либо объединением молекул или ионов в агрегаты коллоидных размеров (конденсация).