Файл: Химия Часть 3.doc

Ликвидацию метаболической формы ацидоза также проводят пу-тем введения солей слабых кислот и других препаратов, обладающих свойством проходить через фосфолипидные мембраны.

При алкалозе вводят растворы слабых кислот, например, 4%-й раствор аскорбиновой кислоты.

Однако перечисленные методы медикаментозного вмешательства не имеют, строго говоря, лечебного эффекта: они позволяют лишь «выиграть время» для более детального установления причин возник-новения отклонений и назначения курса лечения или профилактики.

Буферные системы слюны

Поддержание постоянства pH слюны в пределах нормы (6,35-6,85) обеспечивается, главным образом, тремя буферными системами: гидрокарбонатной, фосфатной и белковой. Главную роль в нейтрализации кислотно-основных метаболитов играет гидрокарбо-натная буферная система, которая обеспечивает 80% буферной емкости слюны. Второй по значимости является фосфатная система, третьей  белковая. Буферная емкость слюны может варьировать и зависит от характера питания, состояния желудочно-кишечного тракта и других факторов.

Эталоны решения задач

1. Вычислить рН буферного раствора, в 100 мл которого содержится 1,2 г уксусной кислоты и 5,88 г ацетата калия, если для уксусной кислоты = 4,74.

Решение.

Молярные концентрации кислоты и соли в буферном растворе равны:

;

Подставив эти значения в уравнение (7), получим:

2. Рассчитать рН буферной смеси, если для ее приготовления были взяты растворы муравьиной кислоты и формиата натрия одинаковой молярной концентрации в соотношении 7:3. (НСООН) = 1,810^⁴.

Решение.

Так как молярные концентрации кислоты и соли равны, то при расчете pH по формуле (5) можно использовать только объемное соотношение компонентов:

3. Рассчитать значение pH буферного раствора, полученного при сливании 20 мл раствора аммиачной воды с С(NH₃·H₂O) = 0,02 моль/л и 10 мл раствора хлорида аммония с С(NH₄Cl) = 0,01 моль/л. (NH₃·H₂O) = 1,8·10⁻⁵. Найти рН буфера, разбавленного в 5 раз.

Решение.

В случае буферной системы II типа pH раствора рассчитывают по уравнению (6):

Подставив соответствующие значения, получим:

При разбавлении рН буферных растворов не изменяется. Следовательно, рН буферного раствора, разбавленного в 5 раз, будет равен 9,86.

4. Буферный раствор получен сливанием 100 мл раствора СН₃СООН с С(СН₃СООН) = 0,02 моль/л и 50 мл раствора CH₃COONa с С(CH₃COONa) = 0,01 моль/л. (СН₃СООН) = 1,810^⁵. Рассчитать:

а) рН полученного буфера;

б) изменение рН буфера при добавлении 5 мл раствора HCl c C(HCl) = 0,01 моль/л.

в) буферную емкость раствора по щелочи.

Решение.

Для расчета рН полученного буфера воспользуемся формулой (5):

При добавлении кислоты протекает реакция:

СН₃СОONa + HCl CH₃COOH + NaCl,

в результате которой изменяются количества компонентов буферной системы.

С учетом соотношения n(x) = C(x)V(x) уравнение (7) может быть представлено в виде:

Так как количества прореагировавших и образовавшихся веществ равны, то изменение количеств кислоты и соли в буферном растворе составит одну и туже величину x:

В исходной буферной смеси количества компонентов составляют:

;

Найдем величину x:

Отсюда:

Таким образом, разность значений рН составит , т.е. изменение рН пренебрежимо мало.

Буферная емкость раствора по щелочи определяется количеством эквивалента щелочи n(x) (для однокислотного основания  n(x)), добавление которого к 1 л раствора увеличивает pH раствора на 1 единицу.

Следовательно, после добавления NaOH:

При добавлении щелочи протекает реакция:

СН₃СОOH + NaOH CH₃COONa + H₂O,

в результате которой изменяется количество компонентов буферного раствора:

;

где x  количество NaOH.

Отсюда:

;

Решая полученное уравнение, получим: x  1,3 ммоль.

Подставляя значения n(NaOH) = 1,3 ммоль, V(буфера) = 0,15 л и pH = 1 в уравнение (9), получим:

5. Рассчитать, объемы растворов Na₂HPO₄ и NaH₂PO₄ одинаковой молярной концентрации, которые необходимо взять для приготовле-ния 300 мл буферного раствора с pH = 7,5. Для фосфорной кислоты:  7,610^³;  6,210^⁸,  3,310^¹³.

Решение.

В фосфатном буферном растворе протолитическое равновесие имеет вид:

H₂PO₄^– ⇄ HPO₄²^ + H⁺,

поэтому с учетом равных концентраций компонентов уравнение (5) запишется:

Подставляя значения pH и , получим:

Отсюда:

Решая систему уравнений:

получим: V₀(Na₂HPO₄) = 200 мл и V₀(NaH₂PO₄) = 100 мл.

6. Найти объем раствора ацетата натрия с С(CH₃COONa) = 0,04 моль/л, который надо добавить к 500 мл раствора уксусной кислоты с С(CH₃COOH) = 0,1 моль/л, чтобы получить буферный раствор с рН = 3,74, если (СН₃СООН) = 4,74.

Решение.

Используя уравнение (7), получим:

Отсюда:

;

7. Найти массу гидрофосфата калия, которую надо добавить к 1500 мл раствора дигидрофосфата калия с С(KH₂PО₄) = 0,4 моль/л, чтобы приготовить буферный раствор c рН = 6,5. (H₂PO₄^) = 7,2.

Решение.

В данном случае формула (5) принимает вид:

Отсюда:

8. Буферный раствор приготовили смешиванием 50 мл раствора уксусной кислоты с концентрацией 0,1 моль/л и 80 мл раствора гидроксида калия с концентрацией 0,05 моль/л. Определить рН полученного раствора, если (СН₃СООН) = 4,74.