14. Протолитические реакции – реакции обмена протонов между кислотой одной протолитической пары и основанием другой

СН₃СООН + NH₃ ↔ CH₃COO^- + NH₄⁺

к-та 1 осн 2 осн 1 к-та 2

Гидролиз солей – это протолитический процесс взаимодействия ионов солей с молекулами воды, в результате которого образуются малодиссоциирующие молекулы или ионы.

Гидролиз по аниону: А^- + Н₂О ↔ АН + ОН^-, рН> 7, К_г = [HA][OH^-]/[A^-][H₂O] = K_H2O/K_{a HA}, где К_Н2О – ионное произведение воды, К_{а НА} – константа диссоциации, рН = 7 + ½ рК_{а НА} + ½ lg C(A^-)

Гидролиз по катиону: Kt⁺ + H₂O ↔ KtOH + H⁺, pH <7, К_Н2О/К_в(В) = К_{а(ВН+) ,} рН = 7 – ½ рК_в – ½ lg C(Kt⁺),

pH = ½ pK_{a (BH+)} – ½ lg C(Kt⁺).

Гидролиз по катиону и аниону: ВН⁺А^- + Н₂О ↔В*Н₂О + НА, рН ≈ 7 (<, >) , К_г = К_Н2О/(К_в(В)* К_а(ВН+)) = К_а(ВН+) / К_а(НА),

pН = ½ [ pK_{a (HA)} + pK_a(BH+)].

Если соль образована слабой (летучей) кислотой и слабым (нерастворимым) основанием, то происходит необратимый гид­ролиз: Al₂S₃ + 6H₂O → 2Al(OH)₃↓ + H₂S↑. С гидролизом связано поддержание рН_крови = const и других физиологических жид­костей. Действие химико-терапевтических препаратов связано с гидролизом, поэтому учитывается при вливании больному лекарств. _____

15. Степень гидролиза – отношение гидролизовавшихся молекул к их общему числу: h = √K_г/С_с. К_г – константа равновесия, отвечающая гидролизу соли (см. # 14). К_г зависит от: природы соли, природы растворителя (ε), температуры.

16. Буферные системы (б.С.) – совокупность веществ, которые придают раствору буферные свойства – способность удержи­вать рН на постоянном уровне при добавлении кислот, оснований, при разбавлении.

Кислотные Б.С.: СН₃СООН – слабая кислота, СН₃СООNa – соль, СН₃СОО ^- - сопряженное основание

Основные Б.С.: NH₃*H₂O – слабое основание, NH₄Cl – соль, NH₄⁺ - сопряженная кислота

Кислотные Б.С. – растворы, содержащие слабую кислоту (донор протона) и соль этой кислоты (акцептор Н⁺):

СН₃СООН ↔ Н⁺ + СН₃СОО^- | Соль – основной «поставщик» акцептора Н⁺, т.к. диссоциирует полностью,

СН₃СООNa → NA⁺ + CH₃COO^- | а кислота – незначительно.

К_а = [H⁺][CH₃COO^-]/ [CH₃COOH], [H⁺] = K_a * [CH₃COOH]/ [CH₃COO^-], pH = pK_a + lg([соль] акц Н⁺)/([к-та] дон Н⁺)

К_а зависит от природы и соотношения компонентов.

17. Основные Б.С. – растворы, содержащие слабое основание (акцептор Н⁺) и соль этого основания (донор Н⁺).

NH₄⁺ + H₂O ↔ NH₃ * H₂O + H⁺ | Соль – основной «поставщик» донора протонов, т.к. диссоциирует полно -

NH₄Cl →NH₄⁺ + Cl^- |тью, а основание – незначительно.

К_а = [NH₄⁺][H₂O]/[NH₃*H₂O][H⁺], [H⁺] = K_a * [NH₃*H₂O]/[NH₄⁺], pH = pK_a + lg [NH₃*H₂O]/[NH₄⁺].

рН зависит от природы слабого электролита, от соотношения компонентов.

18. В клетках – К₂НРО₄ и КН₂РО₄, в межклеточной жидкости и в крови – Na₂HPO₄ и NaH₂PO₄. Н₂РО₄^- - кислота (донор Н⁺)

НРО₄^2- - сопряженное основание (акцептор Н⁺), рК_а = 6,8.

pН = 6,8 + lg[HPO₄^2-]/[H₂PO₄^-]; [HPO₄^2-]/H₂PO₄^-] = 4/1 →, что буферная емкость по основанию больше, чем по кислоте, т.е. будет больше нейтрализовать кислотность.

При увеличении С (Н⁺) во внутриклеточной жидкости (при поедании мяса) происходит: Н⁺ + НРО₄^2- ↔ Н₂РО₄^-, который выводится почками, → снижается рН_мочи.

При увеличении С(ОН^-) в организме (растительная пища) происходит: Н₂РО₄^- + ОН ^- ↔ НРО₄^2- + Н₂О, который выводится почками, → увеличивается рН мочи. Поэтому рН мочи принимает значения от 4,8 до 7,5 в норме.

19. СО₂ + Н₂О  СО₂*Н₂О H₂CO₃  H⁺ + HCO₃^- . В организме весь СО₂ рассматривают как Н₂СО₃, поэтому для организма

К_а = [H⁺][HCO₃^-]/([CO₂] + [H₂CO₃]) = 7,95 * 10^-7 .

Общую С (Н₂СО₃) можно выразить через давление р (СО₂) и коэффициента растворимости СО₂ S (CO₂) = 0,033

РН = рК_аН2СО3 + lg[HCO₃^-]/[H₂CO₃] = pK_{a H2CO3} + lg[HCO₃^-]/(S*p(CO₂)); [HCO₃^-]/[H₂CO₃] = 20/1 → буферная емкость по основанию больше, чем по кислоте, т.е. система рассчитана на нейтрализацию кислот.

При увеличении [H⁺]: H⁺ + HCO₃^--- H₂CO₃ ---CO₂ + H₂O

При увеличении [OH^-]: OH^- + H₂CO₃ --HCO₃^- + H₂O

Значение: нейтрализация кислот, система быстрого реагирования, т.к. СО₂ быстро выводится. Содержится в эритроцитах, межклеточной жидкости, почечной ткани.