Краткое содержание работы

Самостоятельно ознакомиться с теоретическим материалом по теме «Буферные системы»

Решить задачи по теме «Буферные системы»

Оформить лабораторную работу, произвести теоретический расчет, заполнить таблицу и построить график.

Задачи по теме «Коллигативные свойства растворов»

1. Вычислить осмотическое давление сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁, если 1 литр раствора содержит 85,5 г растворенного вещества при температуре 17⁰С.

2. Вычислить осмотическое давление 4% раствора сахарозы при 20⁰С, если плотность раствора равна 1,014г/мл.

3. Раствор, содержащий при 27⁰С 7,4 г глюкозы в 1л, изотоничен раствору мочевины. Сколько граммов мочевины содержит 1 л раствора?

4. Вычислить, на сколько градусов понизится температура замерзания бензола, если в 50 г его растворить 1,5 г нафталина (С₁₀Н₈). К(С₆Н₆)=5,1.

5. При какой температуре будет кипеть 30% водный раствор сахарозы?

 Е (Н₂О) = 0,52

6. 4,2 г фторида натрия растворено в 100 мл воды. Считая диссоциацию полной, определить, при какой температуре замерзнет раствор. Криоскопическая константа воды равна 1,86.

7. Если растворить 55,8 г хлорида цинка в 5 кг воды, получится раствор, замерзающий при -0,385⁰С. Вычислить степень диссоциации соли в растворе.

БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ

Вопросы для подготовки

1. Определение буферных систем

2. Значение буферных растворов в медицине и фармации.

3. Основные буферные системы крови.

4. Буферные системы с точки зрения теории Бренстеда – Лоури. 

5. Основные уравнения, используемые для вычислений рН буферных растворов.

6. Факторы, которыми определяется рН буферного раствора.

7. Буферная емкость растворов и ее вычисление.

8. Факторы, которыми определяется буферная емкость раствора.

Задачи

1. Рассчитать значение константы ионизации слабой одноосновной кислоты, если известно, что рН буферного раствора, приготовленного из 30мл раствора этой кислоты (С=0,1моль/л) и 10мл натриевой соли этой кислоты (С=0,3моль/л) равен 5,1.

2. Какие объемы растворов уксусной кислоты и ацетата натрия (молярные концентрации которых одинаковы и равны 0,2 моль/л) надо смешать, чтобы получить 500мл буферного раствора с рН=5,4. Константа ионизации уксусной кислоты принять равной 1,8*10^-5

3. Определить буферную емкость раствора, если его значение рН изменяется от 5,8 до 4,2 при добавлении к 30 мл раствора 0,5 молярного раствора соляной кислоты (С=0,8 моль/л).

4. Буферная емкость раствора равна 80ммоль/л. Вычислить какой объем одноосновной сильной кислоты (С=0,2 моль/л) можно добавить к 200мл данного раствора, чтобы его значение изменилось не более чем на 1,5 единицы.

5. Какое количество СН₃СООН (молей) надо добавить к 1л 1М
CH₃COONa, чтобы раствор стал нейтральным?  

К(СН₃СООН) =1,75*10 ^-5.

6. Рассчитать при 25⁰С рН буферного раствора, содержащего 3,6 мл раствора NH₄C1 (C(l/z) = 0,1), если K(NH₄OH) = 1,80*10 ^-5.

7. Буферный раствор приготовлен растворением 1,51 г аммиака и 3,85 г сульфата аммония в 0,5 л водного раствора. Чему равен рН этого раствора? Каким станет значение рН этого раствора при добавлении 0,88 г гидроксида натрия? Сколько мл раствора соляной кислоты (С = 12 моль/л) надо добавить к 0,5 л этого раствора, чтобы изменить значение рН до 9,0? Константа диссоциации NH₄OH равна 1,8*10 ^–5.

8. Буферная емкость раствора равна 0,05 моль/л. Вычислить, сколько мл раствора гидроксида натрия (С = 0,5 моль/л) можно добавить к 0,5 л данного раствора, чтобы его значение рН изменилось не более, чем на 1,0.

Лабораторная работа

«Приготовление буферных растворов с необходимым значением рН»

Цель работы: научиться готовить буферные растворы с определенным значением рН.

Значение работы: многие жидкие лекарственные формы, такие как микстуры, глазные капли, инъекционные растворы устойчивы лишь в строго определенной области значений рН. Поэтому необходимо знать каким образом можно приготовить растворы с необходимым устойчивым значением рН, т.е. буферные растворы.

Кроме того, буферные растворы часто используют в фармацевтической химии, тк многие реакции протекают количественно лишь в определенной области значений рН.

Помимо этого, при работе с ферментными препаратами, которые находят все большее применение, необходимо иметь в виду, что их лечебное действие, во многом зависит от значения рН раствора, в котором они находятся.

 

Теоретическая часть

Для приготовления буферных растворов обычно используют смеси слабой кислоты и ее соли с сильным основанием (кислые буферные системы) или смесь слабого основания с его солью с сильной кислотой (щелочные буферные системы).

    Примерами кислых буферных систем являются ацетатный буфер (СН₃СООН+СН₃СООNa), бикарбонатный буфер (Н₂СО₃+NaНСО₃), фосфатный буфер (NaH₂PO₄+Na₂HPO₄, где роль слабой кислоты играет анион Н₂РО₄^-)

    Примером щелочного буферного раствора является аммиачный буфер (NH₄OH+NH₄Cl, который правильнее записывать как NH_3,aq+NH₄Cl).

    При этом необходимо иметь в виду, что буферным действием, в той или иной степени, обладают любые амфотерные соединения (например, аминокислоты и белки).

    Следующие уравнения для вычисления рН буферных растворов используют в процессе приготовления буферной системы с необходимым значением рН:

                        С(1/z)_С * Vc                                     

рН = рКк + lg ---------------- (для кислого буфера),     

                   С(1/z)_К * Vк 

 

                                       С(1/z)с *Vc

14- рН = рКосн + lg ---------------------- (для щелочного буфера).

 

                              С(1/z)oсн*Voсн

В этих уравнениях, иногда называемых уравнениями Гендерсона-Гассельбаха:

рКк, рКосн - отрицательные десятичные логарифмы константы ионизации слабой кислоты или слабого основания соответственно;

С(1/z)с, С(1/z)oсн, С(1/z)_К - молярные концентрации эквивалента соли, основания и кислоты из которых готовят буферный раствор;

Vк,Vс, Vо - соответствующие объемы растворов веществ, из которых готовится буферный раствор.

При приготовлении буферного раствора с нужным значением рН сначала необходимо выбрать соответствующую буферную систему. Выбор основан на том, что это значение рН должно быть как можно ближе к значению рКк или рКосн, которые зависят от природы слабой кислоты или основания и обычно приводятся в соответствующих справочниках при стандартной температуре. Затем, зная концентрации растворов веществ, используемых для приготовления буферного раствора, и используя приводимые выше формулы, можно рассчитать соответствующие объемы растворов (Vк,Vс, Vосн), которые надо смешать для приготовления буферного раствора, определенного объема.

 

Краткое содержание работы

Необходимо приготовить ацетатный буферный раствор, исходя из водных растворов уксусной кислоты и ацетата натрия, указанной концентрации. Кроме того, надо построить буферную кривую (расчетный график зависимости рН данной буферной системы от объема раствора ацетата натрия, используемого для приготовления буфера заданного объема). Для выполнения работы используют химические стаканы на 50-100 мл, мерные цилиндры на 25мл, пипетки на 10мл, колбы на 100-200мл. водные растворы уксусной кислоты и ацетата натрия (0,1моль/л), миллиметровую бумагу.