Буферные системы, их типы. Механизм действия буферных систем.

Буферные растворы – это растворы, которые способны поддерживать значение рН при добавление кислот и щелочей.

Способность противостоять смещению рН называется буферной ёмкостью, которая выражается в количестве грамм/эквивалент сильной кислоты(основания), которая смещает значение рН на 1 в одном литре буферного раствора.

Буферные системы бывают кислотные, щелочные, солевые. Кислотные состоят из слабой кислоты и ее соли, образованной сильным основанием (СН₃СООН и СН₃СООNa). Щелочные состоят из слабого основания и его соли, образованной сильной кислотой (NH₄OH и NH₄Cl). Солевые состоят из 2х разнозамещенных солей (КН₂РО₄ и К₂НРО₄)

Механизм действия буферных систем (ацетатный буфер):

СН₃СООН

СН₃СООNa à Na⁺ + СН₃СОО^-

Уксусная кислота диссоциирует слабо, а ее соль – полностью, при добавление кислоты катионы Н⁺ вступают во взаимодействие с ацетатанионами и при этом образуется слабодиссоциирующая уксусная кислота.
Н⁺+ СН₃СОО^- à СН₃СООН + Н₂О

При добавление щелочи в реакцию вступают молекулы уксусной кислоты, при этом образуются соль и вода

СН₃СООН + NaOH à СН₃СООNa + Н₂О

Диализ. Электрофорез.

Диализ- это метод очистки белковых растворов от низкомолекулярных примесей. Для проведения диализа необходим цилиндр, у которого вместо дня ППМ, поры которой пропускают мелкие молекулы, но не пропускают молекулы белков. Цилиндр с раствором белка с примесями погружается в емкость с дистиллированной водой. Мелкие молекулы примесей свободно проходят через поры мембраны, равномерно распределяясь между областями внутри и снаружи цилиндра. Для полной очистки необходимо погружать цилиндр в проточную воду. С помощью диализа очищаются белковые растворы фармакологической промышленности. Этот метод лежит в основе «искусственной почки».

Электрофарез – это метод разделения белков на отдельные фракции. В основе работы аппарата эф лежит способность заряженных белковых молекул двигаться в электрическом поле к противоположно заряженному электроду. Различные молекулы – различная скорость, зависящая от молекулярной массы, суммарного заряда, формы. Аппарат для эф состоит из горизонтально расположенного носителя (гелиевого) и электродов, создающих электрическое поле. На носитель наносится раствор с электролитами. Исследуемый раствор наносят в стартовую зону и подают напряжение. Через определенный промежуток времени белки с разной молекулярной массой распределяются по зонам. Из каждой зоны белки можно извлечь и измерить количественно.
61.Явление осмоса. Осмотическое давление.
Представим, что сосуд с двумя горлами для залива раствора разделен мембраной M. В каждую часть сосуда зальем растворы, отличающиеся концентрацией. Поскольку мольные доли растворителя по обе стороны мембраны не совпадают, то стремление их к выравниванию приведет к переходу части растворителя в ту часть сосуда, где концентрация растворенного вещества больше. Увеличение количества растворителя эквивалентно возрастанию давления, и если мембрана способна к деформации, она изогнется в сторону с меньшей концентрацией растворенного вещества.
Осмотическое давление π – внутреннее давление растворенного вещества, численно равное тому внешнему давлению, которое нужно приложить, чтобы прекратить осмос; оно зависит от температуры и концентрации.

62.Скорость химической реакции. Факторы, влияющие на скорость химической реакции.
Скорость реакции определяется изменением молярной концентрации одного из реагирующих веществ:
V = ± ((С₂ - С₁) / (t₂ - t₁)) = ± (DС / Dt)
где С₁ и С₂ - молярные концентрации веществ в моменты времени t₁ и t₂соответственно (знак (+) - если скорость определяется по продукту реакции, знак (-) - по исходному веществу).
Реакции происходят при столкновении молекул реагирующих веществ. Ее скорость определяется количеством столкновений и вероятностью того, что они приведут к превращению. Число столкновений определяется концентрациями реагирующих веществ, а вероятность реакции - энергией сталкивающихся молекул.
Факторы, влияющие на скорость химических реакций.
1. Природа реагирующих веществ. Большую роль играет характер химических связей и строение молекул реагентов. Реакции протекают в направлении разрушения менее прочных связей и образования веществ с более прочными связями. Так, для разрыва связей в молекулах H₂ и N₂ требуются высокие энергии; такие молекулы мало реакционно способны. Для разрыва связей в сильнополярных молекулах (HCl, H₂O) требуется меньше энергии, и скорость реакции значительно выше. Реакции между ионами в растворах электролитов протекают практически мгновенно.
Примеры
Фтор с водородом реагирует со взрывом при комнатной температуре, бром с водородом взаимодействует медленно и при нагревании.
Оксид кальция вступает в реакцию с водой энергично, с выделением тепла; оксид меди - не реагирует.
2. Концентрация. С увеличением концентрации (числа частиц в единице объема) чаще происходят столкновения молекул реагирующих веществ - скорость реакции возрастает. Закон действующих масс (К. Гульдберг, П.Вааге, 1867г.)
3. Температура. При повышении температуры на каждые 10°C скорость реакции возрастает в 2-4 раза (Правило Вант-Гоффа).
4. Катализ. Вещества, которые участвуют в реакциях и увеличивают ее скорость, оставаясь к концу реакции неизменными, называются катализаторами. Механизм действия катализаторов связан с уменьшением энергии активации реакции за счет образования промежуточных соединений.
63.Катализ. Виды катализа.
Вещества, которые участвуют в реакциях и увеличивают ее скорость, оставаясь к концу реакции неизменными - катализаторы. Механизм действия катализаторов связан с уменьшением энергии активации реакции за счет образования промежуточных соединений.
При гомогенном катализе реагенты и катализатор составляют одну фазу (находятся в одном агрегатном состоянии),
при гетерогенном катализе - разные фазы (находятся в различных агрегатных состояниях). Резко замедлить протекание нежелательных химических процессов в ряде случаев можно добавляя в реакционную среду ингибиторы (явление " отрицательного катализа ").