- •Раздел 1. Общие методические указания по изучению дисциплины
- •Часть I – основы физической и коллоидной химии;
- •Часть II – биохимия сельскохозяйственных животных.
- •Список литературы
- •1.2. Введение
- •Раздел 2. Методические указания по изучению отдельных тем дисциплины
- •Часть I.
- •Вопросы для самоподготовки
- •Вопросы для самоподготовки по теме
- •Или в ионном виде:
- •Косн [основание]
- •Вопросы для самоподготовки по теме
- •Вопросы для самоподготовки по теме
- •Мицеллярная формула иодида серебра для первого случая ( когда
- •Молекула стабилизатора диссоциирует по уравнению
- •Вопросы для самоподготовки по теме
- •Часть II
- •Фосфорная
- •Дезоксирибоза фосфорная
- •Синтез белков в животном организме.
- •Вопросы для самоподготовки по теме.
- •Вопросы для самоподготовки по теме
- •Аэробная фаза распада углеводов в тканях
- •Вопросы для самоподготовки по теме
- •Химия и обмен липидов
- •Вопросы для самоподготовки по теме
- •2.1.2.7. Витамины
- •Вопросы для самоподготовки по теме
- •2.1.2.8 Гормоны
- •Вопросы для самоподготовки по теме
- •Биологическая роль минеральных веществ.
- •Вопросы для самоподготовки по теме
- •Раздел 3. Указания для выполнения контрольной работы.
- •Образец титульного листа контрольной работы
- •Воронеж
- •Оглавление Раздел 1. Общие методические указания по изучению дисциплины 2
- •Раздел 2. Методические указания по изучению отдельных тем дисциплины 5
- •Раздел 3. Указания для выполнения контрольной работы 68
Вопросы для самоподготовки по теме
Понятие о сН и рН, единицы измерения.
Ионное произведение воды, константа диссоциации. Вывод формул. Взаимосвязь сН и сОН, рН и рОН.
Характеристика реакции среды по величине сН и рН: кислая, нейтральная, щелочная.
Колометрический метод определения рН. Его сущность, разновидности, точность, применение в животноводстве. Прибор Михаэлиса.
Электрометрический метод определения рН – сущность, точность, применяемый прибор, использование в практике .
Величина рН тканей и жидкостей организма животных.
Биологическая роль и регуляция реакции среды в организме животных.
Буферные системы и растворы.
Буферными растворами называются растворы, обладающие свойствами противодействовать изменению водородного показателя при разведении и при добавлении к ним небольших количеств сильных кислот и щелочей.
Большинство биологических жидкостей (кровь, лимфа, клеточный сок, секреты желез, слюна) имеют нейтральную, слабокислую или слабощелочную реакцию среды и обладают буферным действием. Поддержание постоянства внутренней среды имеет важное значение для течения всех биохимических реакций. Изменение рН среды резко меняет интенсивность и направленность метаболизма.
В процессе обмена веществ в животном организме непрерывно образуется большое количество различных кислых и щелочных продуктов, однако значение рН крови, лимфы, тканевой жидкости животных характеризуется значительной устойчивостью и постоянством. Так, например, рН крови человека равен 7,3 – 7,4; рН крови различных млекопитающих и птиц – 7,2 – 7,5; рН крови лягушки – 7,8 и т.д.
В регуляции реакции среды следует учитывать весь организм животного в целом. Большая роль в этом процессе принадлежит так называемым буферным системам. Буферные системы представляют собой в большинстве случаев смесь слабой кислоты и ее соли, образованной сильным основанием, или смесь слабого основания и его соли, образованной сильной кислотой.
Буферные системы способны противодействовать изменению рН раствора при добавлении кислоты или щелочи, а также при разбавлении раствора.
Механизм действия буферной системы рассмотрим на примере ацетатной буферной смеси, состоящей из уксусной кислоты CH3COOH и уксуснокислого натрия CH3COONa.
Если к такой системе добавить немного сильной кислоты HCl, то анионы CH3COO- будут связывать водородные ионы в слабодиссоциирующие молекулы уксусной кислоты:
CH3COONa + HCl = CH3COOH + NaCl,
Что можно представить в ионном виде:
CH3COO- + Н+ = CH3COOH
Поэтому концентрация водородных ионов (рН) в буферном растворе остается почти неизменной.
При добавлении небольшого количества щелочи (например NaOH) к той же буферной системе, происходит реакция нейтрализации между уксусной кислотой и NaOH:
CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O;
Или в ионном виде:
H+ + OH- = H2O.
Казалось бы, что в результате удаления из раствора ионов Н+ кислотность его должна уменьшится, но этого практически не происходит, так как уменьшение концентрации водородных ионов в растворе вызывает сдвиг равновесия реакции диссоциации слабой уксусной кислоты в сторону распада ее на ионы:
C H3COOH CH3COO- + Н+
В результате этого количество водородных ионов вновь пополняется, и значение рН раствора заметно не изменяется.
Таким образом, при добавлении кислоты к буферному раствору концентрация водородных ионов (рН) будет сохраняться в нем почти неизменной до тех пор, пока не окажется связанной вся соль; при добавлении щелочи рН не изменится до тех пор, пока не будет израсходована вся кислота буферной смеси. После этого буферное действие прекращается и при дальнейшем прибавлении кислоты или щелочи наступает резкое изменение рН раствора. Чем выше концентрация кислоты и соли в буферном растворе, тем дольше он противостоит изменению рН, тем больше его буферная емкость.
(Буферная емкость измеряется количеством грамм-эквивалентов кислоты или щелочи, которое надо добавить к 1 л буферного раствора, чтобы изменить его рН на единицу).
Каждая буферная система характеризуется определенным значением рН, которое легко вычислить, зная константу диссоциации кислоты или основания и количество компонентов буферной смеси (кислоты и ее соли или основания или его соли).
Вывод формулы для расчета рН буферных систем можно разобрать на примере той же ацетатной буферной смеси CH3COOH и CH3COONa.
Уксусная кислота, как слабый электролит, частично диссоциирует в растворе на ионы:
C H3COOH CH3COO- + Н+
Применяя к этой реакции закон действия масс, находят константу диссоциации уксусной кислоты:
[Н+]
[CH3COO-]
,
К
[CH3COOH]
Из этого уравнения определяют концентрацию водородных ионов [Н+]:
К[CH3COOH]
,
[
[CH3COO-]
Полученное равенство можно несколько видоизменить. Концентрация недиссоциированных молекул уксусной кислоты ввиду ничтожно малой ее диссоциации в буферном растворе практически равна общей концентрации кислоты, которую обозначают [кислота], то есть [СН3СООН] = [кислота]. Концентрацию же ионов [CH3COO-] можно считать приближенно равной общей концентрации полностью диссоциированной соли CH3COONa [соль], так как количество ионов CH3COO-, образующихся за счет диссоциации уксусной кислоты, ничтожно мало, то есть:
[CH3COO-] = [соль].
Тогда приведенное уравнение можно переписать следующим образом:
К
[кислота]
,
[
[соль]
откуда следует, что концентрация водородных ионов (рН) буферной системы зависит от соотношения количества кислоты и ее соли в растворе.
Если буферная система состоит из слабого основания и соли, то сначала определяют концентрацию ионов ОН- по уравнению: