Потенциометрическое титрование

Измерительный стеклянный электрод.

Стекло шарика изготовлено из ион-се­лективного стекла (литий – барий – силикат­ное стекло). Это стекло чувствительно к ио­нам H⁺ (концентрация H⁺ внутреннего рас­твора постоянна). Между внутренней и на­ружной поверхностью возникает мембран­ный потенциал, величина которого зависит от концентрации H⁺, то есть от величины pH наружного раствора. Обычно шкала потен­циометра сразу откалибрована в единицах pH.

Перед измерением pH растворов с помощью стеклянных электродов прибор калибруют с помощью буферных растворов с точным значение pH.

3) Для измерения концентрации других ионов используют ион-селективные электроды, мембрана которых чувствительны только к данному виду ионов.

Рис.6.6 Ионселективный электрод

Приборы, которые используют для измерения концентраций других ионов, называют иономерами.

Метод потенциометрии используют:

а) для определения pH растворов;

б) для определения концентрации ионов;

в) для потенциометрического титрования – определения точки эквивалентности в титриметрическом анализе.

Это титриметрический метод анализа, в котором точка эквивалентности определяется с помощью прибора по изменению величины рН в ходе титрования анализируемого раствора.

Потенциометрическое титрование осуществляют следующим образом:

Определённый объём анализируемого раствора наливают в стаканчик, опускают в раствор электроды и добавляют из бюретки титрант определёнными порциями, например по 0,2 мл. После каждого добавления и перемешивания раствора измеряют и записывают величину ЭДС или рН. Затем строят кривые потенциометрического титрования.

Рис.6.7. Определение точки эквивалентности при потенциометрическом титровании.

Достоинства и возможности потенциометрического титрования.

– Метод позволяет определять содержание сильной и слабой кислот в их смеси (два скачка титрования);

– Позволяют определять константу кислотности (Ка);

– Проводить анализ окрашенных и мутных растворов;

- автоматизировать аналитические определения.

Заключение

После ознакомления со свойствами коллоидных систем, становятся более понятными механизмы явлений, которые осуществляются в коллоидных сис­темах живого организма.

С адсорбции начинаются любые процессы на многочисленных поверхно­стях раздела фаз в организме: мембранах, нервных и мышечных волокнах, стенках сосудов, кишечника и т.д.

1. Мембранное пищеварение на поверхности слизистой оболочки кишеч­ника, в результате которого происходит гидролитическое расщепление бел­ков, жиров и углеводов, начинается с адсорбции. Слизистая оболочка кишеч­ника имеет многочисленные складки, ворсинки и микроворсинки, увеличи­вающие поверхность примерно в 500 раз. На поверхности микроворсинок ад­сорбируются пищеварительные ферменты и пищеварительные субстраты, только потом происходит процесс пищеварения

2. Детоксикация в организме токсичных продуктов пищеварения расти­тельными волокнами (клетчаткой) основан на явлении адсорбции. Как из­вестно, клетчатка (целлюлоза) не усваивается организмом человека из-за от­сутствия соответствующих ферментов. Но она является незаменимым компо­нентом пищи, т.к. адсорбирует токсичные продукты пищеварения, продукты гниения в толстом кишечнике и выводит их из организма.

3. Адсорбция является первоначальным этапом фагоцитоза – обезврежива­ния бактерий путем переноса их в клетку макрофага.

4. В основе взаимодействия ферментов с субстратами в ходе биохимиче­ских реакций лежит процесс хемосорбции.

5. Иммунное взаимодействие антигенов с соответствующими антителами с образованием комплекса «АГ – АТ» также является процессом хемосорбции.

6. Действие некоторых гормонов также осуществляется через стадию ад­сорбции. Например, некоторые гормоны (адреналин, пептидные) не прони­кают в клетку, однако активируют ферменты-протеинкиназы, находящиеся внутри клетки. Молекула гормона хемосорбируется на специфическом рецеп­торе с наружной стороны мембраны, вызывая конформационную перестройку ферментного белка мембраны - аденилатциклазы, который из неактивной формы переходит в активную. В результате этого с внутренней стороны мем­браны начинается синтез циклонуклеотида – ц-АМФ из АТФ, а образовав­шийся ц-АМФ активирует протеинкиназы.

7. Некоторые белки плазмы крови, обладающие дифильной структурой, являются поверхностно-активными веществами (ПАВ) и обеспечивают посто­янное поверхностное натяжение плазмы - около 46·10^-3 Дж/м². Изменение по­верхностного натяжения плазмы может вызвать патологическое состояние. Например, при анафилактическом шоке поверхностное натяжение плазмы резко снижается, что приводит к нарушению процесса свертывания крови и проницаемости сосудов.

8. При адсорбции ПАВ на поверхности некоторых клеток может нару­шаться и подавляться их жизнедеятельность. На этом основано использова­ние ПАВ в качестве дезинфицирующих средств – детергентов. Наибольшее применение для обработки операционного поля и рук медперсонала находят катионные детергенты (соли четвертичных аминов) – церигель, дегмицид, хлоргексидин, роккал. Своею головкой – катионом они легко адсорбируются на отрицательно заряженной поверхности микроогранизмов и лишают их жизнедеятельности.

Обычное мыло (стеарат натрия) является ани­онным ПАВ. Поэтому после мытья рук мылом их следует тщательно ополоснуть водой перед обработкой катионным ПАВ во избежание нейтра­лизации его заряда.

Роккал

Коллоидные и микрогетерогенные системы широко представлены в живых организмах. Такой сложной системой является кровь. Её очистка от низкомолекулярных продуктов метаболизма происходит в почечных нефронах по принципу ультрафильтрации с градиентом давления около 2,5 кПа.

1. При заболеваниях почек и острых отравлениях для детоксикации орга­низма используется аппарат «искусственная почка», работающий по принципу диализа. Кровь больного пропускают через систему мембран, изготовленных из синтетического полисульфонового волокна, а в качестве «чистого» раство­рителя используют изотонический раствор NaCl. Очищенная кровь поступает обратно в организм.

2. При острых отравлениях используют также перитониальный диализ. При этой процедуре в брюшную полость вводится около 2л теплого гиперто­нического раствора. Роль естественной полупроницаемой мембраны играет брюшина с площадью поверхности около 2м². Через 20 – 30 минут экспозиции диализный раствор вместе с перешедшими в него примесями удаляют.

4. Коагуляция лежит в основе сложного ферментативного процесса свер­тывания крови, благодаря которому уменьшаются кровопотери при поврежде­ниях тканей. С другой стороны, свёртывание приводит к образованию тром­бов в кровеносных сосудах. Удивительно, но природа предусмотрела одно­временное присутствие в крови и антикоагулянта – гепарина.

5. Возможность коагуляции биологических коллоидных систем следует учитывать при инъекции лекарств-электролитов в кровь или мышечную ткань. Электролит следует вводить медленно, чтобы он успевал уноситься с током крови, благодаря чему не достигается пороговая концентрация и не наступает коагуляция.

6. При нарушении коллоидной защиты (белки крови) может происходить коагуляция коллоидных растворов фосфата кальция и холестерина в крови, приводящая к отложению их на внутренней поверхности кровеносных сосу­дов.

Ответы к тестовым заданиям

Адсорбция

1) 2 8) 2 15) 3

2) 2 9) 3 16) 3

3) 2 10) 2 17) 2

4) 2 11) 2 18) 2

5) 2 12) 1 19) 1,4

6) 3 13) 2 20) 4,5

7) 3 14) 2 21) 1

Коллоидные системы

1) 4 5)6 10) 2

2) А 1,2 6) 4 11) 1,6

Б 3,4 7) 1,4 12) 2

3) 5 8) 4 13) 4

4) 2 9) 4

Растворы коллоидных ПАВ

1) А2, Б4 4) Б 7) 3

В 5 5) 2 8) 1

2) 3 6) 4 9) 2

3) 1

Микрогетерогенные системы

1) 4 9) 3 18) 1

2) 3 10) 3 19) 2

3) 3 11) 2 20) 3

4) 4 12) 1 21) 1

5) 2 13) 1 22) 4

6) 3 14) 3 23) 3

7) 2 15) 1 24) 3

8) А 1,2,3 16) 3 25) 2

Б 4 17) 2 26) 2

Растворы высокомолекулярных соединений

1) 2 10) А 6 16) А 3

2) 3 Б 1 Б 2

3) 1 11) 3 17) 3

4) 2 12) 2 18) 6

5) 2 13) 2 19) 2

6) 2 14) 2,4 20) 3

7) 3 15) А3 21) 3

8) 1 Б 5

9) 3

Список литературы.

1. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. Под ред. Ю. А. Ершова. – М. Высш. школа, 2005.

2. Слесарев В. И. Химия. Основы химии живого. – С. – Пб. Химиздат, 2000.

3. Зимон А. Д. Коллоидная химия. – М., «Агар», 2001.

4. Пузаков С.А., Попков В.А., Филлипов А.А. Сборник задач и упражнений по общей химии. М.; Высшая школа, 2004.

Приложение.

Дата добавления: 2014-11-20