Суть методу

Патологія вуглеводного обміну

Причинами патології вуглеводного обміну можуть бути багато інфекційних, інвазивних і незаразних хвороб. Патологія вуглеводного обміну найчастіше виявляється у вигляді гіперглікемії і глюкозурії, ацетонемії і ацетонурії, порушень азотного, водного і мінерального обмінів, ін.

Гіперглікемія – збільшення вмісту цукру в крові вище за норму. Гіперглікемія призводить до глюкозурії – появі глюкози в сечі. Причиною цих явищ може бути цукровий діабет – захворювання, яке характеризується зниженим вмістом інсуліну, що необхідний для перетворення глюкози в глікоген. У ряді випадків спостерігається гіпоглікемія – зменшення вмісту глюкози в крові нижче за норму. Причини можуть бути різні: підвищення вмісту інсуліну, зменшення інтенсивності синтезу антагоністів інсуліну, голодування, захворювання харчового каналу та ін.

З порушеннями обміну вуглеводів пов'язані порушення обміну інших речовин і, перш за все, ліпідів (ще в минулому столітті з'явився крилатий вираз: жири згоряють у полум'ї вуглеводів). Ці порушення характеризуються ацетонемією – збільшенням у крові вмісту ацетонових тіл (ацетону, b-оксимасляної і ацетооцтової кислот) до 0,5 г/л (норма – 0,06 – 007 г/л) і ацетонурією – насиченням сечі ацетоновими тілами до 2,5 – 3 г/л (норма 0,09 – 0,01 г/л). Такий стан називають кетозом. Він виникає при неправильно складеному вуглеводному раціоні. Це призводить до ацидозу – надмірному вмісту кислот в організмі і до діабетичної коми – загрожуючому життю стану, який характеризується втратою свідомості, різким порушенням серцево-судинної діяльності, дихання, температурної регуляції.

Порушення процесів гліконеогенеза викликає надмірне руйнування білків і збільшення вмісту в крові і сечі продуктів азотного обміну. Необхідність видалення з організму отруйних продуктів спричинює за собою порушення водного і мінерального обміну. У ряді випадків (при цукровому діабеті) виникає поліурія – надмірне виділення сечі і збіднення організму водою. З сечею „вимивається” багато мінеральних речовин, необхідних організму.

Зустрічаються і інші порушення вуглеводного обміну: ідіопатична пентозоурія (з сечею виділяється велика кількість пентоз), генетичного походження галактозонемія і галактозоурія, непереносимість організмом лактози і сахарози, глікогенози, ін.

2. Вимоги до реакцій в титриметричному аналізі.

3. Класифікація методів титрування.

4. Криві титрування.

5. Помилки в титриметричному аналізі.

Титриметричний аналіз широко застосовується в біохімічних, клінічних, санітарно-гігієнічних і інших лабораторіях, в експериментальних дослідженнях і для клінічних аналізів (наприклад, при встановленні кислотно-лужної рівноваги, визначенні кислотності шлункового соку) та ін.

Титриметричний аналіз (об'ємний аналіз) — це метод кількісного аналізу, заснований на вимірі об'єму реагенту, який потрібен для реакції з досліджуваною речовиною, та розрахунку її концентрації. Згідно закону еквівалентів, речовини реагують між собою в еквівалентних кількостях (ν₁ = ν₂). Так як ν = С×V, де С — молярна концентрація еквівалента, а V— об'єм, у якому розчинена речовина, то для двох реагуючих речовин справедливе співвідношення:

С₁×V₁ = С₂×V₂

Звідси, можна знайти невідому концентрацію однієї з речовин (С₂,), якщо відомі: 1) об'єм її розчину, 2) об'єм і концентрація речовини, з якою вона реагує.

Процес приливання одного розчину, який знаходиться в бюретці, до другого розчину (який міститься у колбі) з метою визначення концентрації одного з них при відомій концентрації іншого називається титруванням.

Розчин з відомою концентрацією речовини називають титрантом. Щоб зафіксувати кінець реакції (точка еквівалентності, ТЕ), розчин титранту (Т) поступово, невеликими порціями, додають до розчину речовину, кількість якої треба знайти (А). Після додавання кожної порції титранта в розчині встановлюється рівновага реакції титрування:

aA + tT = продукти реакції

Для титриметричного визначення необхідно знати концентрацію титранта. Титрант із відомою концентрацією називають також стандартним розчином. За способом приготування розрізняють первинні й вторинні стандартні розчини.

Первинний стандартний розчин готують розчиненням точної кількості чистої хімічної речовини в певному об'ємі розчинника. Як правило, для приготування первинних стандартних розчинів використовують фіксанали. Фіксанал являє собою ампулу, у якій запаяно точно відому кількість стандартної речовини або розчину. Для приготування розчину відомої концентрації потрібно розбити ампулу над спеціальною лійкою із пробивним пристроєм, перенести вміст ампули в мірну колбу певного об'єму й довести дистильваною водою до мітки.

Вторинний стандартний розчин одержують приготуванням розчину з приблизною концентрацією, близької до бажаної, і визначають його концентрацію (стандартизують) за певним первинним стандартним розчином. Процес визначення концентрації розчину називають стандартизацією.

Реакція титрування повинна відповідати наступним вимогам:

1) бути строго стехіометричною (без побічних реакцій);

2) протікати швидко;

3) протікати кількісно тобто практично до кінця (тому константа рівноваги повинна бути високої);

4) не повинно бути впливу сторонніх речовин на хід реакції;

5) бажано, щоб при титриметричному аналізі реакції протікали при кімнатній температурі;

6) повинен існувати спосіб фіксування кінця реакції (точки еквівалентності).

Експериментально кінець титрування встановлюють за зміною кольору індикатора або якої-небудь фізико-хімічної властивості розчину. Ця точка еквівалентності називається кінцевою точкою титрування (КТТ).

Одним із способів фіксації точки еквівалентності є індикаторний метод. Індикатори — речовини, які дають можливість встановити кінцеву точку титрування (момент різкої зміни забарвлення розчину, який титрують). Найбільш часто індикатор додають до всього розчину, який титрують (внутрішній індикатор). При роботі із зовнішніми індикаторами періодично беруть краплю розчину, що титрують, і змішують з краплею розчину індикатора або поміщають на індикаторний папір, але це призводить до втрат аналізованої речовини.

Класифікація методів титрування

У титриметрії використовують реакції всіх типів — з переносом протона, електрона, електронної пари, а також процеси осадження. Методи титриметричного аналізу. в залежності від реакцій, що лежать у їхній основі, розділяються на різні групи.

1. Методи нейтралізації, або кислотно-основного титрування, засновані на реакціях нейтралізації, тобто на взаємодії кислот і основ. Ці методи включають:

ацидометрію – кількісне визначення основ за допомогою титрованих розчинів кислот;

алкаліметрію – визначення кислот за допомогою титрованих розчинів основ;

галометрію – кількісне визначення солей за допомогою основ або кислот, якщо вони реагують із солями в стехіометричних співвідношеннях.

2. Методи осадження засновані на титруванні речовин, що утворюють у певному середовищі нерозчинні сполуки, наприклад солі барію, срібла, свинцю, цинку, кадмію, ртуті (II), міді (III) і інш. До цих методів відносять:

аргентометрію – титрування проводять розчином нітрату срібла;

меркурометрію – титрування проводять розчином нітрату ртуті Hg₂(NO₃)₂ і ін.

3. Методи комплексоутворення, або комплексометрія, засновані на застосуванні реакцій, при яких утворюються комплексні сполуки. Методи комплексоутворення тісно пов'язані з методами осадження, тому що багато реакцій осадження супроводжуються комплексоутворенням, а утворення комплексів — випадінням в осад малорозчинних сполук.

4. Методи окиснення-відновлення засновані на окисно-відновних реакціях. Вони включають:

перманганатометрію – в цьому методі для приготування розчинів титрантів використовують KMnO₄;

хроматометрію та бихроматометрию (K₂Cr₂O₇);

йодометрію (I₂);

броматометрію (KBrO₃);

церіметрію (Ce(SO₄)₂);

ванадометрію (NH₄VO₃) та інш.

За способом виконання розрізняють пряме титрування, зворотне титрування й титрування замісника.

При прямому титруванні титрант безпосередньо додають до речовини, яку титрують. Такий спосіб застосовують тільки при виконанні всіх вимог, перерахованих вище.

Якщо швидкість реакції мала, або не вдається підібрати індикатор, або спостерігаються побічні ефекти, наприклад втрати досліджуваної речовини внаслідок летючості, можна використовувати прийом зворотного титрування. До розчину додають відомий надлишок титранта, доводять реакцію до кінця, а потім знаходять кількість титранта, що не прореагував, титруванням його іншим реагентом з відомою концентрацією. Очевидно, що на досліджувану речовину затрачається кількість титранта, яка дорівнює різниці концентрацій титранту при обох титруваннях.

Процес титрування зображують графічно у вигляді кривих титрування. У процесі титрування змінюються рівноважні концентрації досліджуваної речовини, титранта й продуктів реакції. При цьому пропорційно концентраціям цих речовин змінюються властивості розчину (наприклад, при зміні концентрацій компонентів кислотно-основної реакції змінюється рН розчину). Графік залежності параметра системи, пов'язаного з концентрацією речовини, яку титрують, титранта та продукту від складу розчину в процесі титрування називають кривою титрування.

Криві титрування допомагають вибрати індикатор, оцінити погрішність, спостерігати за ходом титрування. При побудові кривих по осях координат можна відкладати різні величини. Якщо по осі ординат відкласти логарифм концентрації (або відносини концентрацій) або величину, пропорційну цьому логарифму, виходять логарифмічні криві титрування. Якщо ж по осі ординат відкласти концентрацію – лінійні криві титрування.

Помилки в титриметричному аналізі можуть бути методичними та специфічними, обумовленими особливостями даної реакції.

Методичні помилки пов'язані з особливостями методу титрування й залежать від погрішностей вимірювальних приладів, калібрування мірного посуду, піпеток, бюреток, неповного набрякання рідин по стінках мірного посуду.

Специфічні помилки обумовлені особливостями даної реакції й залежать від константи рівноваги реакції й від точності виявлення точки еквівалентності.

Дата добавления: 2014-01-07