Задачи и упражнения

1. Какие из следующих частиц могут выполнить роль протолитической кислоты: H₂PO₄^-; NH₃; H₂O; HS^-; H₂S; [Zn(H₂O)₄]²⁺; (CH₃)₂NH?

2. Какие из приведенных частиц проявляют свойства протолитического основания: C₆H₅-NH₂; OH^-; H₂O; NH₄⁺; HSO₃^-; НРО₄^2-?

3. Укажите, к какому типу растворителей относятся: вода; спирт (R-OH); аммиак; уксусная кислота.

4. Укажите сопряженную кислоту для следующих оснований: NH₃; H₂O; HPO₄^2-; [Zn(OH)(H₂O)₃]⁺.

5. Укажите сопряженное основание для следующих кислот: HNO₂; H₂O; H₂PO₄^-; NH₄⁺; NH₂-CH₂-COOH.

6. Докажите кислотно-основной характер следующих частиц: H₃O⁺; HCO₃^-; OH^-; ClH₂C-COO^-; CH₃COOH; NH₂-CH₂-COOH. Запишите уравнения протолитических процессов.

7. Закончите уравнения следующих протолитических процессов:

HS^- + H₂O ↔ HS^- + OH^-↔

HNO₂ + H₂O ↔ NH₃ + HS^-↔

NH₃ + H₂O ↔ NH₄⁺ + H₂O ↔

H₂O + H₂O ↔ CH₃COO^- + NH₄⁺ ↔

H₂PO₄^- + H₂O ↔ HPO₄^2- + H₂O ↔

Укажите сопряженные пары кислот и оснований. Укажите типы протолитических реакций.

8. Оцените константы протолиза для следующих реакций: ОН^- + Н₂РО₄^- ↔ Н₃О⁺ + НРО₄^2- ↔

СН₃СОО^- + Н₂О ↔ ОН^- + НСО₃^- ↔

+ ОН^- ↔

Сделайте вывод о полноте протекания процесса.

9. На основании расчета констант протолиза соответствующих процессов докажите, что водный раствор NaH₂PO₄ имеет кислую среду, а водный раствор Na₂HPO₄ – щелочную.

10. Какой из перечисленных ниже протолитических процессов имеет меньшее значение константы равновесия:

CN^- + CH₃COOН ↔ CN^- + HCO₃^- ↔

CN^- + C₆H₅COOH ↔ CN^- + H₃BO₃ ↔

CN^- + HSO₄^- ↔

11. Аммиак или метиламин в большей мере будет подвергаться протонированию при добавлении небольшого количества муравьиной кислоты к смеси аммиака и метиламина? Запишите уравнения процессов. Сравните константы протолиза.

12. Гидролиз какого иона будет протекать более полно: S^2-; HCO₃^-; CH₃COO^-. Ответ подтвердите расчетом.

13. Какому протолитическому основанию соответствует более сильная протолитическая кислота: (CH₃)₂NH; C₆H₅NH₂; NH₃; CH₃-NH₂? Дайте пояснения.

14. В состав гемоглобиновой и оксигемоглобиновой буферных систем организма входят кислоты HHb и HHbO₂ и их калиевые соли KHb и KHbO₂. Какие компоненты буфера более эффективны в процессах связывания кислых продуктов метаболизма? Основных продуктов? Дайте пояснения. Запишите уравнения протолитических процессов.

15. Гидролиз какого иона будет протекать более полно: [Zn(H₂O)₄]²⁺ или NH₄⁺? Ответ подтвердите расчетом констант протолиза.

16. Уравнениями соответствующих процессов докажите, что для частицы HSO₃^- характерны свойства амфолита.

17. Какой из указанных растворителей является амфипротонным: а) СН₃СООН; б) NH₃; в) NH₂-CH₂COOH; г) НС1? Какие свойства проявляет растворенное вещество в выбранном растворителе? Приведите примеры соответствующих протолитических процессов.

18. Докажите, что фенол является амфипротонным раство-рителем. Для доказательства запишите уравнения протолитичеких процессов и выражения для расчета констант протолиза.

Тема VIII. Буферные системы

Свойством всех живых организмов является постоянство рН биологических жидкостей, тканей и органов. Это постоянство поддерживается их буферными системами и необходимо для обеспечения нормальной деятельности ферментов, регулирования осмотического давления и других показателей.

Знания по теме «Буферные системы» необходимы для понимания механизма их действия, количественной оценки способности буферных систем связывать посторонние кислоты и щелочи, понимания их взаимосвязи и роли в поддержании кислотно-основного гомеостаза.

Кроме того, важно уметь готовить буферные растворы для последующего использования их в различных медико-биологических, химических и клинических исследованиях.

По теме VIII студент должен знать определение понятий: буферный раствор, буферная емкость; типы буферных растворов, механизм их действия; способы расчета рН буферных систем; биологические буферные системы; уметь рассчитывать рН буферного раствора по известному составу; оценивать влияние разбавления, добавления сильных кислот и оснований на значение рН; владеть навыками приготовления буферного раствора с заданным значением рН; навыками экспериментальной оценки буферной емкости приготовленного раствора.