Задачи и задания для самостоятельной работы
Задача №1.
Вычислите концентрацию ионов гидроксила (OH- ) в моче при pH=6
Решение:
pOH+pH=14
Отсюда
pOH=-lg a(OH- )
8=-lg a(OH-) -8
a(OH-) = антилогарифм(-8)=10
Задание 1
Вычислите концентрацию ионов гидроксила в биологических объектах при указанных значениях pH
|
Биологические объекты |
рН |
Биологические объекты |
рН |
|
Сыворотка крови |
7.4 |
Желудочный сок |
1 |
|
Слюна |
6.5 |
Спинно-мозговая жидкость |
7.45 |
|
Молоко |
6,8 |
Желчь в пузыре |
5,8 |
|
Содержимое тонкого кишечника |
8,0 |
Слезная жидкость |
7,5 |
|
Желчь в протоках |
7,8 |
Сок поджелудочной железы |
7,6 |
|
Печень |
6,9 |
Кожа |
6,4 |
Задача №2.
Рассчитайте pH ацетатной буферной смеси, состоящей из 100 мл 0,1моль/л CH3COOH и 200 мл 0,2 моль/л CH3COONa, pKCH3COOH=4,76.
Решение:
Для расчётов воспользуемся уравнением Гендерсона-Гассельбаха:
С(1/zCH3COONa)*V(CH3COONa)
pH=pKCH3COOH
+ lg
;
C(1/zCH3COOH)*V(CH3COOH)
pH=4,76+lg
=4,76+lg4=4,76+0,6021=5,3621
Задание 2.
Рассчитайте pH буферных смесей при заданных условиях и определите в каких пределах изменяется их pH.
|
буферная смесь |
pK |
объем, мл |
Концентрация, Моль/л | ||
|
Соли |
Кислоты |
Соли |
Кислоты | ||
|
Ацетатная |
4,76 |
1,0 |
4,0 |
0,1 |
0,1 |
|
4,76 |
2,5 |
2,5 |
0,1 |
0,1 | |
|
4,76 |
3,5 |
1,5 |
0,1 |
0,1 | |
|
4,76 |
4,0 |
1,0 |
0,1 |
0,1 | |
|
4,76 |
4,5 |
0,5 |
0,1 |
0,1 | |
|
Фосфатная |
6.86 |
1,0 |
4,0 |
0,02 |
0,02 |
|
6.86 |
2,5 |
2,5 |
0,02 |
0,02 | |
|
6.86 |
3,5 |
1,5 |
0,02 |
0,02 | |
|
6.86 |
4,0 |
1,0 |
0,02 |
0,02 | |
|
6.86 |
4,5 |
0,5 |
0,02 |
0,02 | |
Задача №3.
Вычислите соотношение концентрации CH3COONa и CH3COOH в буферном растворе с pH, равным 5,8.
Решение:
В соответствии с уравнением Гендерсона-Гассельбаха:
pH=pK(к)+lg
.
Отсюда
lg
=pH-pK(к)=5,8-4,8=1,0
Тогда
=антилогарифм(1,0)=10
Задание 3.
Рассчитайте соотношение концентраций компонентов буферных систем для указанных значений pH.
|
Буферные системы |
Состав буферных систем |
Кд(кислоты) |
pH |
|
Ацетатная |
_ CH3COO/CH3COOH |
1,75*10-5 |
5,7 |
|
Ацетатная |
_ CH3COO/CH3COOH |
3,0*10-5
|
5,12 |
|
Гидрокарбонатная |
_ HCO3/H2CO3 |
4,4*10-7 |
7,66 |
|
Фосфатная |
_ HPO42-/H2PO4 |
1,6*10-7
|
7,4 |
|
Гемоглобиновая |
_ Hв/HHв |
6,31*10-9 |
7,36
|
|
Цитратная
|
H2C6H5O7/H3C6H5O7
|
1,2*10-3 |
4,15 |
Задача №4.
К 100 мл крови для изменения pH от 7,36 до 7,0 надо добавить 36 мл 0,005 м раствора HCl.
Математически буферная ёмкость определяется следующим образом.
Буферная ёмкость по кислоте (моль/л):
Вк.=
;
Буферная ёмкость по щёлочи(моль/л):
Вщ.=
;
V(HA),V(B)-объёмы добавленных кислоты HA или щёлочи B соответственно л;
C(1/zHA), C(1/zB)-молярные концентрации соответственно эквивалента кислоты и щёлочи.
V(б.р.)-объём буферного раствора, л.
pH0, pH-значение pH буферного раствора до и после добавления кислоты или щёлочи.
Задание 4.
Рассчитайте буферную ёмкость по кислоте Вк буферных систем крови.
|
Буферная смесь |
Vб.р.,мл |
pH0 |
pH |
V(HA), мл |
C(1/zHA) моль/л |
|
Гидрокарбонатная буферная система крови |
20 |
7,40 |
7,04 |
14 |
0,02 |
|
50 |
7,38 |
7,28 |
2 |
0,1 | |
|
100 |
7,4 |
7,20 |
16 |
0,05 | |
|
Фосфатная буферная система крови |
20 |
7,38 |
7,06 |
2 |
0,005 |
|
50 |
7,40 |
7,10 |
6 |
0,005 | |
|
100 |
7,38 |
7,02 |
5 |
0,01 |
Рассчитайте буферную ёмкость по щёлочи Вщ буферных систем крови.
|
Буферная смесь |
Vб.р.,мл |
pH0 |
pH |
V(HA), мл |
C(1/zHA) моль/л |
|
Гидрокарбонатная буферная система крови |
20 |
7,4 |
7,04 |
3 |
0,005 |
|
50 |
7,4 |
7,00 |
4 |
0,01 | |
|
100 |
7,38 |
7,18 |
8 |
0,005 | |
|
Фосфатная буферная система крови |
50 |
7,36 |
7,00 |
1,8 |
0,005 |
|
100 |
7,38 |
7,08 |
1,5 |
0,01 | |
|
150 |
7,40 |
7,14 |
2 |
0,01 |
Для проверки своих результатов воспользуйтесь литературными данными.
|
Буферная смесь |
Вк., моль/л |
Вщ., моль/л |
|
Гидрокарбонатная буферная система плазмы крови |
40 |
1-2 |
|
Фосфатная буферная система плазма крови |
1-2 |
0,5 |