Материал: Химия Часть 3

Вариант №11

1. Рассчитать рН буферного раствора, полученного добавлением к 50 мл раствора уксусной кислоты с С(СН₃СООН) = 0,1 моль/л 30 мл раствора гидроксида калия c C(KOH) = 0,15 моль/л. (СН₃СООН) = 1,8510^5.

2. Определить, в каком объемном соотношении надо смешать растворы Na₂HPO₄ с концентрацией 0,05 моль/л и NaH₂PО₄ с концентрацией 0,1 моль/л, чтобы получить буфер с pH = 8, если (Н₂РО₄^) = 6,3·10^8

3. Найти объем раствора щелочи c C(KOH) = 0,1 моль/л, который надо добавить к 1 л формиатного буферного раствора, чтобы изме-нить его рН на 1, если на титрование 5 мл этого раствора с рН = 4 в присутствии индикатора фенофталеина (= 8,5) было затрачено 9 мл раствора щелочиc C(KOH) = 0,05 моль/л.

4. Определить, какого типа буферная система образуется при добавлении к 75 мл раствора фенилаланина с молярной концент-рацией 0,2 моль/л 30 мл раствора HCl с С(HCl) = 0,1 моль/л. Рассчитать рН раствора, если для фенилаланина ,.

Вариант №12

1. Рассчитать, в каком объемном соотношении следует смешать растворы уксусной кислоты с концентрацией 0,1 моль/л и ацетата натрия с концентрацией 0,2 моль/л, чтобы получить буфер с рН = 4. (СН₃СООН) = 1,8510^5.

2. Вычислить парциальное давление CO₂ (в кПа), которое необходимо создать над раствором, содержащим 12,2 г NaHCO₃ в 1 л раствора, чтобы приготовить буферный раствор с pH = 6, если (H₂CO₃) = 6,36, S(CO₂) = 0,033 ммоль/(л·мм рт. ст.).

3. Найти объем раствора соляной кислоты с C(HCl) = 0,1 моль/л, который надо добавить к 5 л крови, чтобы изменить ее рН с 7,55 до 7,45. Буферную емкость крови по кислоте принять равной 50 ммоль/л.

4. Найти соотношение форм треонина при рН = 3, если для этой -аминокислоты:   2,6;   10,4. Проявляет ли в этих условиях раствор треонина буферное действие?

Вариант №13

1. Рассчитать рН аммиачного буфера, полученного смешением 60 мл раствора аммиака с С(NH₃·Н₂О) = 0,02 моль/л и 40 мл раствора NH₄Cl с С(NH₄Cl) = 0,01 моль/л. (NH₃·Н₂О) = 1,85·10^5.

2. Определить, в каком объемном соотношении следует смешать растворы уксусной кислоты с концентрацией 0,1 моль/л и ацетата натрия с концентрацией 0,2 моль/л, чтобы получить буферную смесь с рН = 5, если (СН₃СООН) = 1,8·10^5.

3. Фосфатный буфер приготовили, смешав равные объемы раствора NaH₂PO₄ c C(NaH₂PO₄) = 0,2 моль/л и раствора Na₂HPO₄ с C(Na₂HPO₄) = 0,1 моль/л. Найти буферную емкость этого раствора по кислоте, если на титрование 10 мл его с индикатором метиловым красным (= 5,1) было затрачено 19,2 мл раствора соляной кислотыс C(HCl) = 0,05 моль/л. (Н₂РО₄^) = 6,310^8.

4. Определить, какого типа буферная система находится в растворе аланина, 1 л которого содержит 0,02 моль катионной формы и 0,1 моль биполярной формы. Рассчитать pH раствора, если для аланина: ,.

Вариант №14

1. Найти массу хлорида аммония, которую надо добавить к 750 мл раствора аммиачной воды с С(NH₃·Н₂О) = 0,01 моль/л, чтобы получить буферный раствор с рН = 8,5, если (NH₃·H₂O) = 1,8·10^5.

2. Определить, в каком объемном соотношении следует смешать растворы Na₂HPO₄ и NaH₂PO₄ одинаковой молярной концентрации, чтобы получить буферный раствор с рН = 7. (Н₂РО₄^) = 6,310^8.

3. Буферная емкость ацетатного раствора по щелочи составляет 50 ммоль/л. Определить, в каком соотношении находятся в этом раст-воре уксусная кислота и ацетат натрия, если на титрование 10 мл этого раствора в присутствии индикатора фенолфталеина (= 8,5) затрачено 15 мл раствора гидроксида калия с С(KOH) = 0,1 моль/л. (СН₃СООН) = 1,85∙10^5.

4. Определить, какого типа буферная система образуется при добавлении к 60 мл раствора серина с молярной концентрацией 0,1 моль/л 20 мл раствора KOH с С(KOH) = 0,05 моль/л. Рассчитать рН раствора, если для серина ,.

Вариант №15

1. Вычислить рН буферного раствора, полученного смешением 20 мл раствора NaH₂PO₄ с С(NaH₂PO₄) = 0,1 моль/л и 40 мл раствора Na₂HPO₄ с С(Na₂HPO₄) = 0,2 моль/л. (Н₂РО₄^) = 6,310^8.

2. Найти массу ацетата натрия, которую надо добавить к 500 мл раствора уксусной кислоты с С(СН₃СООН) = 0,01 моль/л, чтобы получить буферный раствор с рН = 5, если (СН₃СООН) = 1,8·10^5.

3. Найти объем раствора гидроксида калия с молярной концент-рацией 0,1 моль/л, который надо добавить к 50 мл буферного раст-вора, имеющего = 30 ммоль/л, чтобы увеличить его рН на 0,5.

4. Найти соотношение форм фенилаланина при рН = 7, если для этой -аминокислоты:   1,8; . Проявляет ли в этих условиях раствор фенилаланина буферное действие?

Вариант №16

1. Определить рН буферного раствора, полученного добавлением 30 мл раствора гидроксида калия с С(KOH) = 0,05 моль/л, к 20 мл с С(СН₃СООН) = 0,2 моль/л. (СН₃СООН) = 1,8·10^5.

2. Найти массу гидрокарбоната натрия, которую надо добавить к 1500 мл раствора, парциальное давление CO₂ над которым составляет 80 Па, чтобы получить буфер с рН = 7. (Н₂СО₃) = 4,5·10⁻⁷, S(CO₂) = 0,033 ммоль/(л·мм рт. ст.).

3. Рассчитать буферную емкость (в ммоль/л) крови по щелочи, если при добавлении к 50 мл крови 0,5 мл раствора гидроксида натрия с С(NaOH) = 0,05 моль/л рН крови увеличился от 7,36 до 7,5.

4. Определить, какого типа буферная система находится в растворе аспарагина, 1 л которого содержит 0,8 моль анионной формы и 0,5 моль биполярной формы. Рассчитать pH раствора, если для аспарагина ,.

Вариант №17

1. Вычислить рН аммиачного буфера, полученного смешением 20 мл раствора аммиака и 80 мл раствора хлорида аммония, если растворы имели одинаковую молярную концентрацию. (NH₃·Н₂О) = 1,8510^5.

2. Вычислить объем раствора гидроксида калия с С(KOH) = 0,1 моль/л, который надо добавить к 50 мл раствора уксусной кислоты с С(СН₃СООН) = 0,03 моль/л, чтобы образовался буферный раствор с рН = 5,2. (СН₃СООН) = 1,85∙10^5.

3. К 20 мл фосфатного буфера, имеющего буферную емкость по кислоте 35 ммоль/л, добавили 1 мл раствора азотной кислоты с С(HNO₃) = 0,1 моль/л. Определить изменение рН раствора.

4. Определить, какого типа буферная система образуется при добавлении к 250 мл раствора глутамина с молярной концентрацией 0,04 моль/л 60 мл раствора HCl с С(HCl) = 0,1 моль/л. Рассчитать рН раствора, если для глутамина ,.

Вариант №18

1. Рассчитать рН ацетатного буфера, полученного путем сливания 20 мл раствора СН₃СООН с С(СН₃СООН) = 0,02 моль/л и 30 мл раствора CH₃COONa с С(CH₃COONa) = 0,01 моль/л, если (СН₃СООН) = 1,8510^5.

2. Определить объем раствора Na₂HPO₄ с концентрацией 0,03 моль/л, который нужно добавить к 450 мл раствора NaH₂PО₄ с концентрацией 0,015 моль/л, чтобы в системе установился рН = 6,2, если (Н₂РО₄^) = 6,310^8.

3. Буферная емкость аммиачного буфера по кислоте составляет 40 ммоль/л. Найти соотношение компонентов буферного раствора, если на титрование 5 мл этого буфера в присутствии индикатора метилового красного (= 5,1) было затрачено 16 мл раствора соляной кислоты сC(HCl) = 0,05 моль/л. (NH₃·H₂O) = 1,8·10^5.

4. Найти соотношение форм изолейцина при рН = 10, если для этой -аминокислоты:   2,4;   9,7. Проявляет ли в этих условиях раствор изолейцина буферное действие?

БЛОК ИНФОРМАЦИИ

Гетерогенные равновесия

Термодинамическую систему, все свойства которой во всех точ-ках одинаковы, либо плавно изменяются от точки к точке, называют гомогенной.

Гомогенная система может состоять из нескольких веществ, называемых компонентами. Гомогенными системами являются, например, водные растворы хорошо растворимых солей (NaCl, KCl, Ca(NO₃)₂) и органических соединений (этилового спирта, уксусной кислоты).

Термодинамическую систему, свойства которой от точки к точке изменяются скачкообразно, называют гетерогенной. Такая система состоит из нескольких гомогенных частей. Гомогенную часть гетеро-генной системы называют фазой. Каждая фаза характеризуется массой, геометрическими размерами, и, главное, наличием границы раздела, отделяющей ее от других фаз.

Гетерогенными системами являются, например, жидкость-пар, твердый осадок-насыщенный раствор, твердое тело-газ.

Следует отметить, что фазовый состав гетерогенной системы вовсе не предполагает различного агрегатного состояния составных частей системы. Так, например, гетерогенной является система вода-бензол. Обе фазы являются жидкими, но при этом в системе имеется граница раздела фаз, так как жидкости не смешиваются друг с другом.

Равновесия, которые устанавливаются на границе раздела фаз, называют гетерогенными равновесиями.

Гетерогенные равновесия играют существенную роль в жизне-деятельности организмов. Наиболее распространены гетерогенные равновесия, связанные с образованием твердой фазы малораст-воримых соединений, контактирующих с раствором. Формирование костной ткани, неорганическую основу которой составляет гидрокси-апатит,  наиболее типичный пример гетерогенного равновесия в живом организме.

В организме человека гетерогенные равновесия могут играть и негативную роль  под воздействием некоторых неблагоприятных факторов в реальных средах организма может начаться образование твердой фазы, свидетельствующее о патологии. Наиболее распро-страненными случаями являются, например, образование желчных камней, камней в мочевом пузыре, отложение уратов (солей мочевой кислоты) при подагре.

Исследование количественных изменений в организме, связан-ных с протеканием подобных процессов, может стать значительно эффективнее с привлечением теории гетерогенных равновесий в системе «осадок  насыщенный раствор» и правила произведения растворимости. Это позволит обоснованно принимать комплекс мер, предохраняющих от неблагоприятных внешних воздействий, а в случае патологии  корректировать процессы минерального обмена.