ЗАНЯТИЕ №
Тема: Буферные системы организма.
Мотивация изучения темы. Буферные растворы играют важную роль в жизнедеятельности живых организмов. К числу исключительных свойств живых организмов относится их способность поддерживать постоянство рН биологических жидкостей, тканей, органов – кислотно-основный гомеостаз. Это постоянство обусловлено наличием нескольких буферных систем, входящих в состав этих жидкостей, тканей, органов.
Цель: Закрепить знания буферных систем, навыки расчета рН буферных систем, буферной емкости.
Задачи изучения:
1. Закрепить навыки расчета рН буферных систем после добавления к ним сильной кислоты или щелочи.
2. Закрепить навыки расчета концентрации ионов водорода по величине рН.
3. Закрепить навыки расчета буферной емкости.
Продолжительность занятия - 90 минут.
Место проведения занятия - учебный практикум (кафедра общей химии)
Задания для самостоятельной работы студента во внеучебное время (самоподготовка).
А. Контрольные вопросы
1. рН жидкостей организма. Ацидоз, алкалоз.
2. Буферные растворы (определение). Типы буферных растворов.
3. Буферные системы организма: название, состав. Значение буферных растворов в жизнедеятельности организмов.
4. Механизм буферного действия (на примере каждой буферной системы).
5. Буферная емкость крови.
6. Расчет рН буферных систем. Факторы, влияющие на рН буферного раствора. Расчет буферной емкости.
Б. Список рекомендуемой литературы:
1. , , Быликин и бионеорганическая химия./ М.: Медицинское информационное агентство, 2008.
2. , Пузаков химия./ М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007.
3. , , Филиппова задач и упражнений по общей химии. - М.:Высшая школа, 2007.
4. Практикум по общей и биоорганической химии /под ред. – 3-е изд.-М.: изд. центр «Академия», 2008.-240с
5. текст лекций
В. Обучающий материал.
1. Расчет рН буферных систем.
Для кислотного буфера:
, рК = - lgК
После добавления кислоты:
, ДрН = рН1-рН2
После добавления щелочи:
, ДрН = рН2 - рН1
Для основного буфера:
рК = - lgК
После добавления кислоты:
, ДрН = рН1-рН2
После добавления щелочи:
, ДрН = рН2 - рН1
2. Расчет буферной емкости:
(по кислоте)
(по щелочи)
Г. Обучающие задачи.
Задача №1. Как изменится рН и во сколько раз возрастет С(Н+) в буфере, содержащем 80мл 0,2М раствор NH4OH и 40мл NH4Сl, после добавления к нему 60мл 0,1М раствора HCl? К(NH4OH)=1,8·10-5.
Дано: Решение.
С(NH4OH)= 0,2моль/л Дан основный буфер.
V(NH4OH)= 80 мл 1. Рассчитаем рН буферного раствора до прибавления к нему
C(NH4Сl)= 0,1моль/л кислоты:
V(NH4Сl)= 40мл 
C(HCl)= 0,1моль/л 
V(HCl)= 60мл =14+0,2553-5+0,6021=9,8574≈9,86
К(NH4OH)=1,8·10-5 2. Рассчитаем рН буферного раствора после прибавления к
ДрН-? нему кислоты:
3. Рассчитаем изменение рН: ДрН=рН1-рН2 ДрН= 9,86-9,26 = 0,6
4. Рассчитаем [Н+]1 в буфере до прибавления кислоты:
[Н+]1=10-рН1 [Н+]1= 10-9,86 = antilg(-9,86) = antilg 10,14 = 1,38·10-10моль/л
5. Рассчитаем [Н+]2 в буфере после добавления к нему кислоты:
[Н+]2=10-рН2 [Н+]2= 10-9,26 = antilg(-9,26) = antilg 10,74 = 5,495·10-10моль/л
6. Найдем, во сколько раз возрастет [Н+] в буфере после добавления к нему кислоты:
Ответ: рН уменьшится на 0,6; [Н+] возрастет в 3,98 раза.
Д. Задачи для самостоятельного решения.
Задача 1. Рассчитать рН и [Н+] в буфере, содержащем 25мл 1М водного раствора СО2 и 100мл 0,1М NаНСО3. К(Н2СО3) = 3,3·10-7. (Ответ: рН=6,08; [Н+]=8,318·10-7моль/л).
Задача 2. Как изменится рН буферного раствора, в котором соотношение основания к соли 1,5:3, после добавления к нему 20мл 0,1М раствора NaOH? К(NH4OH)=1,8·10-5. (Ответ: рН1=8,952; рН2=9,799, рН увеличится на 0,849)
Задача 3. Какое количество кислоты (HCl) необходимо ввести больному для нормализации крови (рН=7,36) при алкалозе, если рН его крови 7,7, объем крови 5л, а буферная емкость крови по кислоте 0,05моль/л? (Ответ: 0,085моль/л)
