- •Методическая разработка
- •Методическая разработка
- •Методическая разработка
- •Лабораторная работа № 2
- •Лабораторная работа № 3 Получение амфотерных гидроксидов и изучение их свойств
- •Основные положения теории с. Аррениуса
- •Методическая разработка
- •I курса медико-диагностического факультета в I семестре
- •Лабораторная работа № 1
- •Лабораторная работа № 2
- •Лабораторная работа № 3 Зависимость степени гидролиза солей от температуры
- •Лабораторная работа № 4
- •Лабораторная работа № 5 Полный гидролиз солей
- •Методическая разработка
- •I курса медико-диагностического факультета в I семестре
- •3.2 Диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель и методы его определения.
- •3.3 Расчет рН в растворах слабых и сильных кислот и оснований.
- •3.4 Буферные системы: определение, классификация и механизм действия. Расчет буферных систем.
- •Приготовление буферных растворов
- •Определение буферной емкости буферной системы
- •6.2 Диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель и методы его определения.
- •6.3 Расчет рН в растворах слабых и сильных кислот и оснований.
- •6.4 Буферные системы: определение, классификация и механизм действия. Расчет буферных систем.
- •Методическая разработка
- •I курса медико-диагностического факультета в I семестре
- •Запись экспериментальных данных
- •Запись экспериментальных данных
- •Масса воды m2
- •Учреждение образования «Гомельский государственный медицинский университет»
- •Методическая разработка
- •I курса медико-диагностического факультета в I семестре
- •Формулировки второго закона:
- •Методическая разработка
- •I курса медико-диагностического факультета в I семестре
- •Методическая разработка
- •I курса медико-диагностического факультета в I семестре
- •Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ
- •Зависимость скорости реакции от температуры
- •Методическая разработка
- •I курса медико-диагностического факультета в I семестре
- •Получение кс с катионным комплексом
- •Получение кс с анионным комплексом
- •Внутрикомплексные соединения
- •Дополнительная:
- •Методическая разработка
- •I курса медико-диагностического факультета в I семестре
- •Окислительно-восстановительные реакции и реакции, протекающие без изменения степени окисления атомов
- •Влияния рН среды на протекание ов реакций
- •Реакции диспропорционирования
- •Методическая разработка
- •I курса медико-диагностического факультета в I семестре
- •10 Рис. Кривая потенциометрического
- •Определение константы кислотности уксусной кислоты
- •Методическая разработка
- •I курса медико-диагностического факультета в I семестре
- •Лабораторная работа № 2
- •В ходе работы необходимо определить поверхностное натяжение (σ) водных растворов амилового спирта с5н11он следующих концентраций: 0,01; 0,025; 0,05; 0,1; 0,2 м.
- •Расчетные задачи:
- •Методическая разработка
- •I курса медико-диагностического факультета в I семестре
- •Методы получения золей
- •Получение золей методом химической конденсации
- •Строение коллоидной мицеллы Рассмотрим строение мицеллы AgI в избытке ki:
- •Методическая разработка
- •I курса медико-диагностического факультета в I семестре
- •Методическая разработка
- •I курса медико-диагностического факультета в I семестре
- •Изучение набухания и растворения вмс
- •Набухание каучука
- •Набухание желатина в зависимости от значения рН
- •Лабораторная работа № 2
- •Определение изоэлектрической точки белка
- •Реакции полимеризации
- •Реакции поликонденсации
- •Классификация вмс
- •Сравнительная характеристика свойств растворов вмс и золей
- •Изоэлектрические точки некоторых белков
- •Методы экспериментального определения иэт белков
- •И других полиамфолитов
- •Золотые числа некоторых полимеров (мг)
- •Методическая разработка
- •I курса медико-диагностического факультета в I семестре
- •Тема № 17:Химия биогенных элементов
- •Химия s-элементов
- •Химия р-элементов
- •Химия d-элементов
- •Триада железа
- •6. Литература
Методическая разработка
для проведения занятия со студентами
I курса медико-диагностического факультета в I семестре
по общей и биоорганической химии
Тема № 12: Измерение электродных потенциалов
Время: 2,5 часа
1. УЧЕБНЫЕ И ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ ЦЕЛИ:
Ознакомить студентов с теоретическими основами электрохимии, а также с использованием электрохимических методов, в частности, потенциометрии, для медико-биологических исследований. Обучить методам экспериментального определения рН водных растворов и познакомить с методикой потенциометрического титрования.
МОТИВАЦИЯ ДЛЯ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ:
Методы потенциометрии широко используются в клиническом анализе и практике санитарно-гигиенических исследований. С помощью потенциометрических методов возможно определение концентрации физиологически активных ионов (H3O+, K+, Na+, Ca2+, NH4+, Cl¯, Br¯, I¯) в биологических жидкостях и тканях. Потенциометрическое титрование применяется для определения концентрации биологически активных и лекарственных веществ. При помощи ферментных электродов выполняют определение содержания глюкозы, мочевины, аминокислот и других метаболитов. Газовые электроды позволяют контролировать состояние воздушной среды.
ТРЕБОВАНИЯ К ИСХОДНОМУ УРОВНЮ ЗНАНИЙ:
а) понятие об ОВР. Важнейшие окислители и восстановители;
б) способы расстановки коэффициентов в уравнениях ОВР: методы электронного баланса и полуреакций (ионно-электронных схем).
В результате проведения занятия студент должен:
1) знать:
классификацию электродов и их устройство;
устройство и принцип действия гальванических элементов;
механизмы возникновения электродных, окислительно-восстановитель-
ных, диффузионных и мембранных потенциалов;
сущность прямой потенциометрии и потенциометрического титрования.
2) уметь:
составлять схемы гальванических элементов;
прогнозировать направление протекания окислительно-восстановитель-
ных реакций;
рассчитывать окислительно-восстановительные потенциалы;
рассчитывать ЭДС гальванического элемента;
осуществлять потенциометрическое титрование;
определять концентрации растворов слабых кислот и констант их диссоциации потенциометрическим методом.
2. СВЯЗЬ СО СМЕЖНЫМИ ДИСЦИПЛИНАМИ:
Полученные знания о теоретических основах электрохимических процессов и потенциометрических методах исследования потребуются студентам при изучении курсов медицинской физики, биологии, нормальной и патологической физиологии, функциональной диагностики.
3. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ:
3.1 Электродные и окислительно-восстановительные (ОВ) потенциалы; механизм их возникновения и зависимость от различных факторов. Уравнение Нернста для вычислений значений потенциалов.
3.2 Гальванические элементы (химические и концентрационные): механизм действия и расчет ЭДС. Измерение электродных и ОВ потенциалов.
3.3 Обратимые электроды первого и второго рода (водородный и хлорсеребряный). Ионоселективные электроды: стеклянный электрод, устройство и механизм возникновения мембранного потенциала.
3.4 Потенциометрическое титрование, его сущность и использование в количественном анализе и медико-биологических исследованиях.
4. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЗАНЯТИЯ:
Лабораторная работа 1
Потенциометрическое определение концентрации раствора слабой кислоты и константы ее диссоциации (константы кислотности)
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определить концентрацию уксусной кислоты в растворе и ее константу кислотности (Ка.).
С этой целью к раствору уксусной кислоты приливают небольшими порциями (по 1 мл) раствор калий гидроксида с известной концентрацией и после каждого добавления титранта измеряют значение рН. При титровании раствора уксусной кислоты щелочью протекает реакция:
CH3COOH + OH¯ → H2O + CH3COO¯
Окончанию реакции соответствует появление резкого изменения рН раствора (скачка титрования), что проявляется в виде почти вертикальной линии при построении кривой потенциометрического титрования. Кривая потенциометрического титрования выражает графическую зависимость рН раствора от объема приливаемой щелочи. Из середины скачка титрования (эквивалентная точка) опускают перпендикуляр на ось абсцисс и получают эквивалентный объем титранта.
Из соотношения
V(KOH)·Cм(KOH) = V(CH3COOH)·Cм(CH3COOH)
определяют концентрацию уксусной кислоты в растворе.
Для определения Ка по кривой потенциометрического титрования находят рН раствора, соответствующий добавлению к раствору уксусной кислоты половины эквивалентного объема калий гидроксида. Для более точного определения Ка. к раствору кислоты добавляют половину эквивалентного объема титранта и измеряют значение рН. Поскольку в этом случае кислота нейтрализована на 50%, то концентрация кислоты равна концентрации соли, т.е.
См(СН3СООН) = См(СН3СОО¯)
Соответственно
,
тогда из уравнения следует, что Ка. = [Н+], а рН = рК (рКа = – lgКа).
ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЫТА: В стакан для титрования с помощью аналитической пипетки добавляют 10 мл раствора уксусной кислоты. Опускают в раствор стеклянный и хлорсеребряный электроды и измеряют исходное значение рН раствора.
После измерения исходного значения рН раствора, его титруют, добавляя щелочь из бюретки порциями, объем которых указан в таблице. После добавления каждой порции титранта, раствор тщательно перемешивают круговыми движениями (или с помощью мешалки) и измеряют величину рН раствора. Результаты измерений записывают в таблицу. По данным таблицы строят кривую потенциометрического титрования (рис.). По кривой потенциометрического титрования определяют объем щелочи, пошедшей на титрование кислоты до точки эквивалентности. Для этого из середины прямолинейного отрезка на кривой титрования опускают перпендикуляр на ось абсцисс. Отрезок, отсекаемый на оси абсцисс, соответствует эквивалентному объему раствора щелочи KOH. Концентрацию кислоты рассчитывают по формуле:
,
где См(КОН) – молярная концентрация щелочи, моль/л
V(КОН) – эквивалентный объем щелочи, мл
V (СН3СООН) – объем взятой кислоты, мл
Таблица
№ пп |
Общий объем титранта, мл |
Объем добавляемого титранта, мл |
рН раствора |
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. |
0 1 2 3 4 5 6 7 8 |
0 1 1 1 1 1 1 1 1 |
|
рН 13
12
11