Визначення молярної концентрації еквівалента натрій гідроксиду за титрованим розчином сульфатної кислоти

В основу даного методу титриметричного аналізу лежить реакція повної нейтралізації сульфатної кислоти натрій гідроксидом. Стрибок титрування знаходиться в межах рН від 4 до 10. У якості індикатора можна використовувати як метиловий червоний, так і фенолфталеїн. Точці еквівалентності відповідає нейтральне середовище.

Лабораторне обладнання: Бюретка закріплена на штативі; піпетка; дозатор; колба для титрування; воронка.

Завдання:

- Бюретку заповнити розчином натрій гідроксиду та встановити рівень рідини на нульову позначку.

- Відібрати за допомогою піпетки 10мл розчину сульфатної кислоти з відомою концентрацією і перенести в колбу для титрування.

- Додати в цю ж колбу 2-4 краплі розчину фенолфталеїну.

- Титрувати розчин сульфатної кислоти розчином натрій гідроксиду до появи стійкого блідо-рожевого забарвлення. Зафіксувати об’єм аналіту, що було витрачено.

- Титрування повторити ще 2 рази, дані занести до таблиці, навести рівняння реакції та розрахувати молярну концентрацію еквіваленту у розчині.

 

Таблиця

№ п/п	Аналіт	Титрант
Vi (NaOH), мл	(NaOH), мл	с(NaOH), моль/л	V (H2SO4), мл	c( H2SO4), моль/л

 

Об’єм розчину натрій гідроксиду розраховують як середнє арифметичне, виходячи з певної кількості дослідів:

 

 

(NaOH) = =, мл.

 

 

Молярну концентрацію еквівалента натрій гідроксиду в розчині обчислюють за формулою:

 

c(NaOH) = c( H₂SO₄) ∙ V (H₂SO₄) / (NaOH) = =

= моль/л.

 

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

 

Заняття 6. Буферні системи, їх біологічна роль.

Мета (знати, вміти):

– знати механізм дії буферних систем та їх роль у підтримці кислотно-лужної рівноваги в біосистемах;

– в міти готувати буферні системи із заданим рН;

– вміти визначати межі, в яких буферні системи виявляють свою дію.

Основні поняття теми заняття: буферний розчин, кислотні буфери, основні буфери, амфолітние буфери, буферна ємність.

Література:

1. Медична хімія: Підр. для ВНЗ/В.О. Калібабчук, І.С Чекман, В.І. Галинська та інш.; Під ред. В.О. Калібабчук.- К.: ВСВ Медицина, 2013 – 390 с. [129-139]

2. Медична хімія: Підр. для вузів/В.О. Калібабчук, Л.І. Грищенко, В.І. Галинська та інш.; Під ред. В.О. Калібабчук.- К.: Інтермед, 2006 – 460 с. [156-169]

 

Теоретичні питання:

Буферні розчини, їх класифікація. Рівняння Гендерсона-Гассельбаха. Механізм буферної дії.

Буферна ємність. Буферні системи крові. Бікарбонатний буфер, фосфатний буфер. Білкові буферні системи. Поняття про кислотно-основний стан крові.

 

Тести та вправи до самостійної роботи:

1. Буферний розчин – це система, що здатна зберігати постійне значення:

а) добутку молярних концентрацій компонентів буфера;

б) водневого показника рН;

в) константи дисоціації слабкого електроліту буфера К_д;

г) іонного добутку води ;

д) константи дисоціації води К_д (Н₂О).

 

2. Головними чинниками, що впливають на величину рН буферного розчину, є:

а) іонний добуток води К_в;

б) добуток молярних концентрацій компонентів буфера;

в) рК_д слабкого електроліту та співвідношення молярних концентрацій компонентів буфера, температура;

г) концентрація буферного розчину

 

3. Із наведених пар речовин вибрати компоненти фосфатного буфера:

а) NaH₂PO₄, Na₃PO₄; б) Na₂HPO₄, NaH₂PO₄;

в) Na₂HPO₄, Na₃PO₄; г) Na₃PO₄, NaOH.

 

4. Із наведених пар речовин вибрати компоненти гемоглобінового буфера:

а) HHb, KHb; б) HHb, Mg(Hb)₂;

в) KHb, NaHbO₂; г) KHb, HHbO_2.

 

5. Написати іонне рівняння реакції, що пояснює механізм дії амонійного буфера при додаванні до нього помірної кількості калій гідроксиду.

 

6. Написати іонне рівняння реакції, що пояснює механізм дії гідрокарбонатного буфера при додаванні до нього помірної кількості натрій гідроксиду.

 

7. Написати іонне рівняння реакції, що пояснює механізм дії ацетатного буфера при додаванні до нього помірної кількості хлоридної кислоти.

 

8. Користуючись величинами К_д слабких електролітів, вибрати оптимальний буфер для проведення дослідів при рН 7,40:

а) рК_д (СН₃СООН) = 4,76; б) рК_д1 (СО₂∙Н₂О) = 6,35;

в) рК_д (Н₂РО₄^–) = 7,20; г) рК_д (NH₃∙H₂O) = 4,74.

 

9. рН основного буфера дорівнює (формула Гендерсона-Гассельбаха):

а) ; б) ;

в) ; г) .

 

10. Буферні розчини здатні:

а) підтримувати постійне значення рН при безмежному розведенні;

б) підтримувати постійне значення рН при додаванні будь-яких кількостей сильної кислоти або лугу;

в) підтримувати постійне значення рН тільки при додаванні порівнянню невеликих кількостей сильних кислот або лугів та обмеженому розведенні.

 

11. Буферна ємність залежить від:

а) об’єму буферного розчину;

б) кількості доданої сильної кислоти чи сильної основи;

в) співвідношення кількості компонентів кислотно–основної пари;

г) концентрації солі у розчині і не залежить від концентрації слабкої кислоти чи слабкої основи.

 

12. Чим більша концентрація кожного із компонентів кислотно–основної пари, тим буферна ємність такого розчину:

а) вища; б) нижча; в) не залежить від концентрації компонентів.

 

13. Буферна ємність розчину приймає найбільше значення, якщо:

а) співвідношення концентрацій компонентів буферної суміші більше 1;

б) співвідношення концентрацій компонентів буферної суміші менше 1;

в) співвідношення концентрацій компонентів буферної суміші =1;

г) співвідношення концентрацій компонентів буферної суміші не впливає на величину буферної ємності.

 

14. В міру поступового додавання до буферного розчину сильної кислоти або лугу стійкість розчину до зміни рН:

а) поступово зменшується; б) залишається постійною;

в) поступово збільшується; г) різко зменшується.

 

15. Буферні системи при поступовому додаванні значної кількості сильної кислоти або лугу змінюють рН:

а) негайно, практично миттєво;

б) не реагують на зміну рН;

в) поступово;

г) спочатку підвищують значення рН розчину на одиницю, а потім зменшують на одиницю.

 

16. Вкажіть область рН ефективної дії ацетатної буферної суміші:

a) рН = 3,7 – 5,7; б) рН = 8,2 – 10,2;

в) рН = 9,3 – 11,3; г) рН = 6,2 – 8,2.

 

17. Органами, що беруть участь в регуляції кислотно-основної рівноваги в організмі людини є:

а) легені, залози внутрішньої секреції, печінка, мозок, серце, нирки;

б) легені, шкіра, кишково- шлунковий тракт, мозок;

в) печінка, кишково- шлунковий тракт, легені, серце;

г) легені, нирки, кишково-шлунковий тракт, печінка, залози внутрішньої секреції, шкіра.

 

18. Співвідношення молярних концентрацій компонентів гідрогенкарбонатного буфера в плазмі крові при рН 7,4 має бути:

а) 18: 2; б) 20: 1; в) 15: 1; г) 18: 3.

 

19. Фосфатний буфер в організмі людини міститься в:

а) крові, сечі, травних соках;

б) крові, сечі, слині;

в) крові, слині, лімфі; г) крові, соках підшлункової залози та шлунку, мозку.

 

20. Найбільший вміст у крові людини буферу:

а) аміачного; б) фосфатного;

в) гідрогенкарбонатного; г) гемоглобінового.

 

21. Важкі форми цукрового діабету супроводжуються порушенням кислотно-основної рівноваги в організмі і виникненням ацидозу. Яке значення рН крові відповідає цьому захворюванню:

а) 7,7 – 7,9; б) 7,1 – 7,2; в) 7,35 – 7,65; г) 7,85 – 8,15; д) 8,65 – 8,85?

 

22. Відомо, що при ішемічній хворобі серця відбувається зміщення кислотно-основної рівноваги в кислу область. На скільки одиниць змінюється при цьому рН крові?

а) збільшується на 0,7 – 1,0; б) збільшується на 1,0 – 2,0;

в) зменшується на 1,5 – 2,0; г) зменшується на 0,2 – 0,3;

д) збільшується на 0,4 – 0,5?

 

23. Буферна ємність внутрішнього середовища еритроцитів зумовлена наявністю:

а) гідрогенкарбонатної (H₂CO₃/KHCO₃) та фосфатної (KH₂PO₄/K₂HPO₄) буферних систем;

б) гідрогенкарбонатної (H₂CO₃/KHCO₃), фосфатної (KH₂PO₄/K₂HPO₄) та білкової буферних систем;

в) гідрогенкарбонатної (H₂CO₃/KHCO₃) буферної системи;

г) гідрогенкарбонатної (H₂CO₃/KHCO₃) та білкової буферних систем.

 

24. Гідрокарбонатна буферна система більш ефективно компенсує дію речовин:

а) які збільшують основність крові, ніж речовин, які збільшують кислотність крові;

б) які зменшують кислотність крові;

в) які збільшують кислотність крові;

г) в однаковій мірі компенсує дію речовин, що призводять до зміни кислотно–основного стану крові.

 

25. Надлишок CO₂ в атмосфері приводить до додаткового розчинення CO₂ у крові (згідно з законом Генрі). Це, в свою чергу, викликає:

а) підвищення рН крові (алкалоз);

б) зниження рН крові (ацидоз);

в) не змінює рН крові.

 

26. Яка буферна система з перерахованих буферних систем крові має найбільшу буферну ємність:

а) гідрогенкарбонатна; б) гемоглобінова;

в) фосфатна; г) амінокислотна.

 

26. Яка буферна система з перерахованих буферних систем крові має найбільшу буферну ємність:

а) гідрогенкарбонатна; б) гемоглобінова; в) фосфатна; г) амінокислотна.

 

27. Обчислити амонійного буферного розчину, приготованого з 600мл розчину амоній хлориду з і 800мл розчину амоніаку з .

28. Обчислити фосфатного буферного розчину, що складається з 150мл розчину натрій дигідрогенфосфату з та 250мл розчину натрій гідрогенфосфату з . .

29. Обчислити ацетатного буферного розчину, приготованого з 250мл розчину натрій ацетату з і 300мл розчину оцтової кислоти з .

30. Обчислити об’єми розчинів оцтової кислоти і натрій ацетату з молярними концентраціями і , а також води, які необхідно змішати, щоб отримати 1,4л ацетатного буферного розчину з молярною концентрацією та . .

31. Обчислити об’єми розчинів натрій гідрогенфосфату з та натрій дигідрогенфосфату з , а також води, які необхідно змішати, щоб отримати 750мл фосфатного буферного розчину з молярною концентрацією та . .

32. Обчислити об’єми розчинів натрій гідрогенфосфату та натрій дигидрогенфосфату з концентраціями і , необхідні для приготування 600мл фосфатного буферного розчину з .

33. Обчислити об’єми розчину амоній хлориду і розчину амоніаку з молярними концентраціями і , які потрібно змішати, щоб приготувати 1500мл амонійного буферного розчину з . .

33. Розрахувати ємність буферного розчину за кислотою, якщо при титруванні 10,0мл розчину витрачено 5,3мл розчину хлоридної кислоти з молярною концентрацією на зменшення від 4,1 до 3,3?

34. Розрахувати буферну ємність розчину за лугом, якщо при титруванні 20,0мл цього розчину для зміни від 7,1 до 8,3 витрачено 7,4мл розчину калій гідроксиду з молярною концентрацією 0,02 моль/л?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №6