Занятие № 3
Тема:«Буферная совокупность как сопряженная протолитическая пара».
2. Форма организации учебного процесса: лабораторное занятие.
3. Значение изучения темы:
Студентам медикам знания особенностей буферных растворов будет нужно, первым делом, чтобы выбрать верно и приготовить буферную совокупность для поддержания нужного значения рН, т.к. изучение особенностей большинства биологически активных веществ вероятно только в условиях изогидрии. Это относится в основном к разным ферментным совокупностям, потому, что их активность жестко связана с рН среды.
Помимо этого, студенты должны иметь представление о механизме буферного действия раствора, т.к. это окажет помощь осознать им работу буферных совокупностей крови. Нужно выделить, что работа буферных совокупностей организма тесно связана с функциями дыхательной и выделительной совокупностей. В следствии метаболизма в организме довольно часто появляются алкалоз и ацидоз. Для лечения больного и установления диагноза доктор обязан знать механизм действия буферных совокупностей.
4. Замысел изучения темы:
Контроль исходного уровня знаний
(устный опрос, тестовые задания в соответствии с методическим указаниям для внеаудиторной работы студентов по данной теме)
4.2. положения темы и Основные понятия:
Буферный раствор – это совокупность сопряженной кислотно-основной пары, компоненты которой находятся в соотношении 1:1 либо один компонент может преобладать над вторым на порядок.
Силовой чёртом сопряженной кислотно-основной пары есть показатель кислотности рКа. Следовательно, у буфера – та же силовая черта. И с учетом определения мы приобретаем буферное уравнение в общем виде (уравнение Гендерсона-Гассельбаха):
либо
(1)
к] и [о] равновесные молярные концентрации соответствующих компонентов буфера (кислоты и сопряженного основания).
В действительности, в случае если [о] : [к]=1:1, то р
В случае если отношение
, ([о] преобладает на порядок) то р
Наконец, в случае если
, ([к] преобладает на порядок) то р
Так, любой буфер, по собственному определению, владеет территорией буферного действия:
.
Возвратимся к составным частям буфера в плане его изготовление.
# Для кислотного буфера берется не сильный кислота, а в качестве источника её сопряженного основания берется соль, содержащая её ион. К примеру, для ацетатного буфера СН3СООН/СН3СОО? (рКа4,8 при 25?) в качестве источника основания СН3СОО? берется ацетат натрия СН3СООNa. Для гидрокарбонатного буфера Н2СО3/НСО3? (рКа6,4 при 25?) в качестве источника основания НСО3? берется гидрокарбонат натрия NaНСО3. Для фосфатного буфера Н2РО4?/НРО42? (рКа6,8-7,2) в качестве источника основания НРО42? берется соль гидрофосфат натрия Na2НРО4. Но для этого буфера в качестве источника кислоты Н2РО4? берется также соль дигидрофосфат натрия NaН2РО4. Так, для того чтобы приготовить сливают растворы двух солей.
# Для главного буфера берется не сильный основание, а в качестве источника сопряженной ему кислоты берется соль, содержащая его ион. к примеру, для аммиачного буфера
(рКа9,2) в качестве источника кислоты
берется хлорид аммония NH4Cl.
Как верно выбрать буфер? Как его приготовить по заданному рН? Обратимся к уравнению (1). Для изготовление буфера, что будет надежно защищать как от сильной кислоты, так и от щелочи, выбирают ту сопряженную кислотно-главную несколько, рКа которой ближе к заданному рН (следовательно, ?рН?0). Тогда соотношение компонентов кислотно-основной пары будет приближаться к единице (а
.
Для расчета компонентов буфера уравнение (1) преобразуют так, дабы равновесные молярные концентрации были выражены через аналитические и количества:
И, в случае если С(основания) = С(кислоты), то все упрощается:
(2)
Число под логарифмом (соотношение количеств компонентов) находим методом антилогарифмирования, обозначив
,
откуда
=
(обучиться антилогарифмировать!)
В случае если количество буфера будет задан, то возможно вычислить и количества каждого компонента раздельно, решая совокупность двух уравнений с двумя малоизвестными:
#
берется с учетом символа + либо ?.
V(o) + V(к) = V(буфера)
Откуда V(к)=
(3)
После этого V(o) = V(буфера) – V(к)
Так, мы вывели неспециализированную формулу для расчета количеств компонентов любого буфера.
Антилогарифмирование. Примеры.
1. В случае если
(это логарифм). Следовательно,
находится легко по мантиссе (,3) из таблицы.
2. В случае если
(это логарифм). Следовательно,
находится
а) по чёрту (1), которая показывает, в какую степень нужно возвести число 10, и б) по мантиссе (,3) из таблицы, которая показывает, какой множитель будет находиться перед числом 10 в отысканной степени:
3. В случае если
(это логарифм). Логарифм с отрицательной чёртом (?1) сперва нужно преобразовать в «шляпочный»:
, а после этого антилогарифмировать: черта (
) продемонстрирует, в какую отрицательную степень нужно возвести число 10, а по мантиссе (,7) отыскать множитель, применяя таблицу.
Следовательно,
# Возможно антилогарифмировать через степенную функцию
, где х – это само значение логарифма (складывающееся из мантиссы и характеристики). Тогда последний пример решается так:
Механизм действия буфера возможно отобразить схематично в общем виде:
Защита от кислоты: при добавлении сильной кислоты (Н+) в работу вступает оснoвный компонент буфера, связывая протоны водорода в не сильный кислоту – компонент буфера. Исходя из этого рН среды фактически не изменяется. Защита от кислоты не будет прекращаться , пока в буфере имеется оснoвный компонент. Иначе говоря буфер владеет определенной емкостью по кислоте.
Защита от щелочи: при добавлении щелочи (ОН?) в работу вступает кислотный компонент буфера, и, отдавая собственные Н+ на ОН?, связывает их в воду, что не имеет возможности оказать влияние на рН среды. Одновременно с этим кислотный компонент буфера преобразовывается в сопряженное основание – компонент буфера. Исходя из этого рН среды фактически не изменяется. Защита от щелочи не будет прекращаться , пока в буфере имеется кислотный компонент. Иначе говоря буфер владеет определенной емкостью по основанию.
Уровень знаний Милицейского НОЛЬ
