Тема 3. Кислоты и основания Цель: расширить у студентов представления о понятиях: кислота и основание. Приобрести знания для оценки слабых и сильных электролитов, об автопротолизе воды и водородном показателе. Научиться рассчитывать равновесные концентрации веществ и ионов, экспериментально определять рН в растворах. Изучаемые вопросы: 1. Современные представления. 2. Протолитические реакции. 3. Ионное произведение воды, рН раствора. 4. Понятие о буферных растворах. 5. Решение задач. 6. Лабораторная работа. При ответе на 1 вопрос обратите внимание на: - современные представления о кислотно-основном взаимодействии; - протолитическую теорию Бренстеда-Лоури; - понятие о сопряженных кислотах и основаниях; - сопоставление теорий кислот и оснований Аррениуса и протолитической теории для водных растворов. При ответе на 2 вопрос обратите внимание на типы протолитических реакций: реакции ионизации, реакции нейтрализации, реакции гидролиза по аниону и реакции гидролиза по катиону. При ответе на 3 вопрос обратите внимание на количественную оценку кислотности среды. Ионное произведение воды, зависимость от температуры, рН раствора. Водородный показатель биологических жидкостей. Значение постоянства величины рН в биологических процессах. При ответе на 4 вопрос обратите внимание на Понятие о буферных растворах. Кислотно-основные равновесия и главные буферные системы в организме человека. Лабораторная работа 1. Определение активной кислотности биологических жидкостей. Цель работы. Научиться определять активную кислотность жидкостей колометрическим и потенциометрическим методами. Приборы и реактивы: исследуемые растворы 1 и 2; два стаканчика вместимостью 50 мл; стеклянная палочка; универсальная индикаторная бумага; иономер универсальный ЭВ-74 или иономер лабораторный И-176; дистиллированная вода; фильтровальная бумага. Ход работы Задание 1. Определение pH растворов 1 и 2 с помощью универсального индикатора. Чистую палочку опускают в исследуемый раствор и касаются ею полоски индикатора. Сравнивают окраску влажного участка индикаторной бумаги с колориметрической шкалой pH. Определяют pH исследуемого раствора и записывают его значение в таблицу результатов опыта. После определения pH раствора 1 стеклянную палочку моют, протирают куском фильтровальной бумаги и определяют pH раствора 2. Записывают полученные результаты определения в таблицу. Задание 2. Определение pH растворов 1 и 2 с помощью иономера. Перед началом работы знакомятся с инструкцией к прибору.исследуемый раствор наливают в чистый стаканчик, в раствор на 1,5 см опускают электроды. дальнейший порядок выполнения работы описан в «Инструкции по эксплуатации иономера». Перед определением pH электроды осторожно промывают дистиллированной водой и капли воды с электродов убирают фильтровальной бумагой. Полученные результаты записывают в таблицу и рассчитывают активную кислотность растворов по формуле [H+] = 10-pH. Номер раствора pH по универсальному индикатору pH по иономеру [H+], моль/л Номер раствора 1 2 pH по универсальному индикатору pH по иономеру [H+], моль/л Делают вывод о характере среды в исследуемых растворах. Сравнивают [H+] в обоих растворах. Сравнивают точность обоих методов. Лабораторная работа № 2. «Определение буферной емкости сыворотки крови». Ход работы: В I колбу 5 мл сыворотки крови (pH = 7,4) + 2 капли индикатора фенолфталеина. Во II колбу 5 мл сыворотки крови (pH = 7,4) + 2 капли индикатора метилоранжевого. I колбу титруют раствором NaOH до появления малиновой окраски (pH = 8,4). II колбу титруют раствором HCl до появления оранжево-розового окрашивания (pH = 3,4). Записываем объемы (в мл) затраченных растворов NaOH и HCl: I колба – V (NaOH) мл II колба – V (HCl) мл Вычисляют буферную емкость сыворотки крови по кислоте и по щелочи: Bк = CfHCl • VHCl/(pH0-pH1) •Vсыв. крови = моль/л Вщ = = CfNaOH• VNaOH/(pH0-pH1) •Vсыв. крови = моль/л В выводе сравнивают вычисленные значения буферной емкости сыворотки крови по кислоте и по щелочи. Объясняют, почему они различные? Вывод: