Тема № 4. Протолитические процессы. Свойства буферных систем.

75. Основные положения протолитической теории кислот и оснований. Кислоты и основания по Бренстеду-Лоури, сопряженные кислоты и основания. Константы кислотности и основности. Показатели кислотности (рК_а) и основности (рК_в).

76. Диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный и гидроксильный показатели, рН биологических жидкостей.

77. Расчет рН и рОН сильных и слабых электролитов. Изменение рН органов и тканей при различных заболеваниях. Ацидоз. Алкалоз. Способы их устранения.

78. Буферные системы. Механизм буферного действия систем I и II типа. Расчет рН буферных систем.

79. Буферное действие. Буферная емкость. Расчет буферной емкости по кислоте и по основанию. Факторы, влияющие на буферную емкость.

80. Буферные системы крови. Сравнительная буферная емкость буферных систем крови. Бикарбонатная, фосфатная, белковая, гемоглобиновая буферные системы. Механизм действия. Формулы для расчета.

81. Показатели кислотно-основного состояния: рН крови; рСО₂; рО₂ артериальной крови; стандартный бикарбонат плазмы крови; буферные основания; ВЕ (избыток оснований).

82. Гидролиз солей, константы. Роль гидролиза в биохимических процессах.

83. Вычислите степень диссоциации и рН уксусной кислоты, если К_а(СН₃СООН) = 1,8·10^-5, С(СН₃СООН) = 0,18 моль/л.

84. Определите концентрацию ионов водорода в плазме крови, если рН = 7,3.

85. Определите рН буферного раствора, который получен смешиванием 0,1 моль/л раствора NH₄Cl и 0,1 моль/л раствора NH₄OH в соотношении: а) 1:1, б) 1:4, в) 4:1. K_В(NH₄OH) = 1,79·10^-5.

86. Вычислите соотношение С_соли/С_{кислоты} для буферной системы муравьиная кислота/формиат натрия, если рН = 4,0; К_а(НСООН) = 1,76·10^-4.

87. Рассчитайте объем 0,2 моль/л раствора гидроксида натрия, который нужно прибавить к 50 мл 0,2 моль/л раствору дигидрофосфата натрия, чтобы получить буферный раствор с рН = 7,4.

88. Вычислите массу ацетата натрия, которую следует добавить к раствору уксусной кислоты С(СН₃СООН) = 0,316 моль/л и объемом 2 л, чтобы получить буферный раствор с рН = 4,87.

89. Сколько молей эквивалента аскорбиновой кислоты необходимо ввести больному для нормализации крови при алкалозе, если рН его крови 7,65 (норма 7,45) общее количество крови 5 л, емкость по кислоте 0,05 моль/л?

Тема № 5. Комплексообразование. Свойства комплексных соединений. Гетерогенное равновесие. Окислительно-восстановительное равновесие.

90. Комплексные соединения. Координационная теория Вернера. Строение комплексных соединений. Классификация и номенклатура. Получение комплексных соединений. Пространственная изомерия комплексных соединений.

91. Внутрикомплексные соединения и их роль в биологических процессах. Полидентатные лиганды. Строение активного центра биологических комплексов: хлорофилла, гемоглобина, цианкобаламина, каталазы. Токсичность солей тяжелых металлов, взаимодействие их с комплексами биогенных металлов.

92. Антидоты: унитиол, комплексоны, британский антилюизит (БАЛ), тетацин, пенициламин.

93. Устойчивость комплексных соединений в растворах. Первичная и вторичная диссоциация комплексных соединений. Константа устойчивости и константа нестойкости комплексного иона и их взаимосвязь с устойчивостью комплекса.

94. Комплексонометрическое титрование. Определение жесткости воды комплексонометрическим методом. Динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) – трилон Б. Металлиндикаторы – кислотный хромовый черный (эриохром черный Т).

95. Гетерогенные равновесия и процессы. Константа растворимости. Условия образования и растворения осадков. Реакции, лежащие в основе образования неорганического вещества костной ткани гидроксидфосфата кальция.

96. Явление изоморфизма: замещение в гидроксидфосфате кальция гидроксид-ионов на ионы фтора, ионов кальция на ионы стронция. Остеотропность металлов. Механизм функционирования кальциевого буфера.

97. Реакции, лежащие в основе образования конкрементов: уратов, оксалатов, карбонатов. Применение хлорида кальция и сульфата магния в качестве антидотов.

98. Классификация и сущность методов осадительного титрования. Аргентометрия.

99. Электронная теория окислительно-восстановительных реакций (ОВР) (Л.В. Писаржевский). Окислительно-восстановительные свойства элементов и их соединений в зависимости от положения элемента в Периодической системе элементов и степени окисления элементов в соединениях.

100. Сопряженные пары окислитель-восстановитель. Окислительно-восстановительная двойственность. Типы окислительно-восстановительных реакций: межмолекулярные, внутримолекулярные, диспропорционирования.

101. Механизм возникновения электродного и редокс-потенциалов. Стандартные, реальные, формальные электродные и окислительно-восстановительные потенциалы (редокс-потенциалы). Уравнение Нернста-Петерса. Сравнительная сила окислителей и восстановителей.

102. Стандартное изменение энергии Гиббса и Гельмгольца окислительно-восстановительной реакции. Прогнозирование направления протекания ОВ реакций по разности ОВ потенциалов. Влияние лигандного окружения центрального атома на величину редокс-потенциала. Влияние среды и внешних условий на направление окислительно-восстановительных реакций и характер образующихся продуктов.

103. Классификация и сущность методов окислительно-восстановительного титрования. Перманганатометрия, йодометрия.

104. Физико-химические принципы транспорта электронов в электронотранспортной цепи митохондрий.

105. Механизм действия редокс-буферных систем.

106. Токсическое действие окислителей (нитраты, нитриты, оксиды азота). Обезвреживание кислорода, пероксида водорода, супероксид-иона. Применение редокс-реакций для детоксикации.

107. Совмещенные равновесия и конкурирующие процессы разных типов, протекающие в организме в норме, при патологии и при коррекции патологических состояний.

108. Запишите выражения для констант нестойкости следующих комплексных соединений: [Ni(NH₃)₄](OH)₂, K₂[HgI₄]_, [Cr(H₂O)₃Cl₃], K₃[Fe(CN)₆].

109. На титрование 50 мл воды с эриохромом черным Т было затрачено 4,58 мл раствора комплексона III с молярной концентрацией 0,05114 моль/л. Рассчитайте жесткость воды. Запишите химизм реакций, находящихся в основе количественного определения жесткости воды.

110. Отразите химизм взаимодействия унитиола (2,3-димеркаптопропансульфоната натрия) с солями токсичных металлов (ртуть, мышьяк).

111. Структурными формулами отразите строение активного центра биологических комплексов: хлорофилла, гемоглобина, цианкобаламина, каталазы.

112. Сформулируйте правило константы растворимости (произведения растворимости). Запишите выражения констант растворимости для сульфата кальция и карбоната кальция. Используя справочные данные, сравните их растворимость.

113. В растворе присутствуют в равных концентрациях сульфат– и карбонат–ионы. В каком порядке будут образовываться осадки сульфата и карбоната кальция при постепенном добавлении раствора, содержащего ионы кальция?

114. Сформулируйте условия растворения осадка. При помощи каких приемов и химических реакций можно растворить осадок оксалата кальция (СаC₂O₄)?

115. В какой последовательности будут выпадать осадки, если к раствору, содержащему в равных концентрациях ионы Ва²⁺, Sr²⁺, Ca²⁺, Pb²⁺ постепенно приливать раствор Na₂SO₄?

116. Допишите уравнения, расставьте коэффициенты, используя метод электронного или ионно-электронного баланса:

Н₂О₂ + KMnO₄ + H₂SO₄ → MnSO₄ + O₂ + …

Na₂HAsO₃ + KBrO₃ + HCl → Na₂HАsO₄ + Br₂ + …

Fe₂O₃ + NaNO₃ + NaOH → Na₂FeO₄ + NaNO₂ + …

117. Используя значения стандартных окислительно-восстановительных потенциалов и учитывая условия направленности процесса, определите, может ли хлор в стандартных условиях окислить: воду до пероксида водорода; бромид-ион до брома; ион железа (II) до иона железа (III); ион марганца (II) до перманганат-иона?

118. Смешали 20 мл раствора хлорида железа (III) с концентрацией 0,05 моль/л и 25 мл раствора хлорида железа (II) с концентрацией 0,02 моль/л. Вычислите величину редокс-потенциала этой системы при Т = 298 К.

119. Рассчитайте массовую долю аскорбиновой кислоты (М(C₆H₈O₆) = 176,13 г/моль) в процентах, если точную массу ее 0,1235 г растворили в воде и оттитровали раствором йода с молярной концентрацией эквивалента 0,098 моль/л. На титрование затрачено 14,0 мл раствора йода.

120. В процессе тканевого дыхания происходит перенос протонов водорода и электронов от окисляемого субстрата на кислород с участием переносчиков, функцию которых выполняют ферменты. Исходя из значений окислительно-восстановительных потенциалов, составьте электронно-транспортную цепь последовательного переноса протонов и электронов от субстрата на акцептор.