Понятие, классификация, действие, применение в химическом анализе буферных растворов. Анализ буферных систем в организме человека. Специфика приготовления раствора гидроксида и тетрабората натрия. Расчет значения и измерение pH натриевого буфера.
Многие реакции в растворе протекают в нужном направлении только при определенной концентрации ионов Н . Изменение ее в ту или иную сторону от соответствующего оптимального значения приводит к появлению новых, часто нежелательных продуктов. Растворы, способные сохранять постоянной концентрацию ионов Н при добавлении к ним небольших количеств сильной кислоты или щелочи, а также при разбавлении, называются буферными растворами или буферными системами.Буферные растворы - это растворы, РН которых практически не меняется при разведении, а также при добавлении небольших количеств кислот или щелочей [1]. При добавлении к воде небольших количеств кислоты или щелочи происходит изменение концентрации ионов водорода и, следовательно, РН раствора. Если эти же количества кислоты или щелочи прибавить не к воде, а к смеси водных растворов слабой кислоты и ее соли или слабого основания и его соли, то [Н ], а следовательно, и РН раствора практически не изменится. Свойство этих растворов сохранять неизменной концентрацию ионов водорода при разбавлении, добавлении к ним небольших количеств сильных кислот или щелочей, называется буферным действием [2]. Если буферная емкость раствора А больше буферной емкости раствора В, то это значит, что для изменения РН раствора на одну единицу в раствор А необходимо добавить большую концентрацию кислоты или щелочи, чем в раствор В.Различают естественные и искусственные буферные растворы. Естественным буферным раствором является кровь, содержащая гидрокарбонатную, фосфатную, белковую, гемоглобиновую и кислотную буферные системы. Искусственным буферным раствором может быть ацетатный буфер, состоящий из СН3СООН. Буферные растворы могут иметь кислую реакцию среды (РН 7).Разберемся, на чем основаны свойства буферных растворов, на примере буферной смеси уксусной кислоты и ацетата натрия. Уксусная кислота - кислота слабая, кроме того, ее диссоциация еще уменьшается благодаря присутствию ацетата натрия (влияние одноименного иона). буферный раствор гидроксид тетраборат Казалось бы, вследствие сильного уменьшения концентрации уксусной кислоты концентрация ионов Н должна уменьшиться, но этого не происходит, потому что с разбавлением увеличивается степень диссоциации уксусной кислоты, так как уменьшается концентрация ацетата натрия, подавляющего диссоциацию уксусной кислоты этого раствора. Таким образом, концентрация ионов Н почти не увеличится и РН раствора практически не изменится Если такое же количество кислоты прибавить в чистую воду, все ионы Н останутся в растворе, концентрация ионов водорода увеличится во много раз и РН раствора заметно изменится.Буферные растворы широко применяются в химическом анализе в тех случаях, когда по условиям опыта химическая реакция должна протекать при соблюдении точного значения PH, не меняющегося при разбавлении раствора или при добавлении к нему других реагентов. Например: Ацетатный буферный раствор (CH3COONA и CH3COOH) применяют при осаждении осадков, не осаждаемых в кислых или щелочных растворах. Аммиачно-аммонийный буферный раствор (NH3 и NH4CI) применяют при осаждении карбонатов бария, стронция, кальция и отделения их от ионов магния; при осаждении сульфидов никеля, кобальта, цинка, марганца, железа, а также при выделении гидроокисей алюминия, хрома, бериллия, титана, циркония, железа и т.п.Для обеспечения стационарного состояния у всех организмов - от морфологически самых простых до наиболее сложных - выработались разнообразные анатомические, физиологические и поведенческие приспособления, служащие одной цели - сохранению постоянства внутренней среды [10]. Это относительное динамическое постоянство внутренней среды (крови, лимфы, тканевой жидкости) и устойчивость основных физиологических функций (кровообращения, дыхания, терморегуляции, обмена веществ и т.д.) организма человека и животных называется гомеостазом. Действие буферных систем в организме направлено преимущественно на нейтрализацию образующихся кислот. Кислоты, образующиеся в процессе метаболизма, нейтрализуются бикарбонатом. Избыток ионов водорода связывается с бикарбонатом, образующийся при этом углекислый газ стимулирует дыхательный центр, вентиляция легких повышается, а излишки углекислого газа удаляются при дыхании.В лабораторной практике пользуются буферными растворами с заранее известными значениями PH. Итак, приготовление буферных растворов осуществляется при использовании растворов слабой кислоты и ее соли с сильным основанием или слабого основания и его соли с сильной кислотой. Затем, изменяя количественные соотношения компонентов, готовят буферные растворы с заданным значением PH. Для приготовления первого раствора берут по 50 мл каждого из компонентов.В нашем эксперименте мы готовили боратный буфер (PH = 9.9) и затем сравнили данные полученные теоретически и практически полученное значение PH приготовленного буфера.Посуда: мерные колбы на 100 мл воронка бюксыРасчет навески NAOH, которую нужно взять для приготовления 100 мл 0.1М раствора: 0.
План
Содержание
Введение
1. Литературный обзор
1.1 Понятие о буферных растворах
1.2 Классификация буферных растворов
1.3 Механизм действия буферных растворов
1.4 Применение буферных растворов в химическом анализе
1.5 Буферные системы в организме человека
2. Приготовление буферных растворов
3. Экспериментальная часть
3.1 Реактивы, посуда, оборудование
3.2 Приготовление раствора гидроксида натрия
3.3 Приготовление раствора тетрабората натрия
3.4 Расчет значения PH
3.5 Измерение PH полученного буфера
Заключение
Список литературы
Введение
Многие реакции в растворе протекают в нужном направлении только при определенной концентрации ионов Н . Изменение ее в ту или иную сторону от соответствующего оптимального значения приводит к появлению новых, часто нежелательных продуктов. В связи с этим, поддержание постоянного значения РН на протяжении всего времени осуществления реакции часто является важным условием ее успешного завершения.
Особенно актуально это для биохимических процессов, протекающих в живых организмах. Большинство из них катализируется различными ферментами или гормонами, проявляющими свою биологическую активность только в строго определенном и достаточно узком интервале значений РН.
Растворы, способные сохранять постоянной концентрацию ионов Н при добавлении к ним небольших количеств сильной кислоты или щелочи, а также при разбавлении, называются буферными растворами или буферными системами.
Целью данной работы является изучение литературы по различным буферным системам и приготовление одного из буферных растворов.
При выполнении данной работы предполагалось решить следующие задачи: 1) Провести литературный обзор по существующим буферным растворам.
2) Приготовить буферный раствор с определенным значением PH.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
