Инфоурок Химия ПрезентацииПротолитические равновесия. Буферные растворы

Протолитические равновесия. Буферные растворы

Скачать материал
Скачать материал "Протолитические равновесия. Буферные растворы"

Получите профессию

Копирайтер

за 6 месяцев

Пройти курс

Рабочие листы
к вашим урокам

Скачать

Методические разработки к Вашему уроку:

Получите новую специальность за 3 месяца

Дефектоскопист

Описание презентации по отдельным слайдам:

  • 1Лекция 2

«Протолитические равновесия. Буферные растворы»

Ставропольский го...

    1 слайд

    1
    Лекция 2

    «Протолитические равновесия. Буферные растворы»


    Ставропольский государственный медицинский университет
    Кафедра общей и биологической химии

  • План лекции:Основные положения проолитической теории Бренстеда- Лоури.
Буферн...

    2 слайд

    План лекции:
    Основные положения проолитической теории Бренстеда- Лоури.
    Буферные растворы и их количественные характеристики.
    Буферные системы крови и слюны.
    Кислотно- основное состояние организма. Ацидоз. Алкалоз.


  • 3

    3 слайд

    3

  • 4                          Протонная теория кислот и оснований- теория Бренст...

    4 слайд

    4

    Протонная теория кислот и оснований- теория Бренстеда-Лоури (1923 г.)
    Йоханнес Николаус Бренстед (1879—1947) — датский физикохимик
    Томас Мартин Лоури
    (1875 — 1936) — английский химик

  • 5 Кислота –acid - молекулярная частица или ион- донор протонов  (НА, ВН+  )...

    5 слайд

    5

    Кислота –acid - молекулярная частица или ион- донор протонов (НА, ВН+ )



    Основание -base- молекулярная частица или ион акцептор протонов ( В, А–)

    В + Н+ ⇄ ВН+
    основание сопряженная
    кислота
    Амфолит- молекулярная частица или ион,способная быть как донором, так и акцептором протонов
    НА ⇄ Н+ + А–
    кислота сопряженное
    основание

  • 6 СН3СООНН+ СН3СОО– +    Кислота и основание  - сопряжённая кислотно- основн...

    6 слайд

    6

    СН3СООН
    Н+

    СН3СОО–
    +
    Кислота и основание - сопряжённая кислотно- основная (протолитическая) пара
    осн-е
    А–
    НА
    В
    ВН+
    к-та сопр.
    осн-е
    сопр.
    к-та
    К-та
    сопр. осн-е
    СН3СООН /

    СН3СОО–
    !! Чем слабее кислота, тем сильнее сопряженное основание
    К-та
    Сопр. осн-е
    Протолитическая пара:

  • Количественные характеристики кислот и оснований Бренстеда7

    7 слайд

    Количественные характеристики кислот и оснований Бренстеда
    7

  • Взаимодействие между кислотой и основанием Бренстеда
Кислота1    Основание2 ↔...

    8 слайд

    Взаимодействие между кислотой и основанием Бренстеда

    Кислота1 Основание2 ↔ Основание1 Кислота2




    сопряженная кислотно- основная пара (1)
    сопряженная кислотно- основная пара (2)
    В результате конкуренции за протон между основаниями взаимодействующих кислотно-основных пар устанавливается кислотно- основное (протолитическое ) равновесие

  • Кислотно-основное (протолитическое) равновесие9Побеждает пара, которая содерж...

    9 слайд

    Кислотно-основное (протолитическое) равновесие
    9
    Побеждает пара, которая содержит более сильный акцептор протона (основание).

    ! ! Протолитическое равновесие смещается в сторону образования более слабой кислоты

  • 10Взаимодействие между кислотой и основанием БренстедаH2O+H3O+HCl+Cl–Η +Кисл...

    10 слайд

    10
    Взаимодействие между кислотой и основанием Бренстеда
    H2O
    +

    H3O+
    HCl
    +
    Cl–
    Η +
    Кислота1
    Основание2
    Кислота2
    Основание1
    H2O
    +
    NH3

    NH4+
    OH–
    +
    Кислота1
    Основание2
    Основание1
    Кислота2
    Η +

  • Буферные системы-     равновесные  протолитические  системы, способные сохран...

    11 слайд

    Буферные системы-
    равновесные протолитические системы, способные сохранять практически постоянное значение рН при добавлении небольших количеств кислот и щелочей, а также при разбавлении .







    Раствор, содержащий буферные системы- буферный раствор.
    ! В результате метаболизма в организме человека ежесуточно образуется количество кислоты ≈ 25л НCI (конц.).
    ΔрН на 0,6 единиц- летальный исход !!!

  • Водородный показатель – рН -     

    
 
    Кw = [H+] · [OH–] = 10-7моль/л...

    12 слайд

    Водородный показатель – рН -




    Кw = [H+] · [OH–] = 10-7моль/л · 10-7моль/л =10–14 [моль2/л2]

    Кw -ионное произведение воды (при 25°C)
    – lg[H+]+(– lg[OH–])=– -lg10–14


    [H+] > [OH–],среда кислая рН< 7
    [OH–] > [H+],среда щелочная, рН > 7
    [H+] =[OH–],среда нейтральная, рН=7

    это мера активной кислотности (в случае разбавленных растворов отражает концентрацию) ионов водорода в растворе
    pН = – lg[H+]
    Показатель основности раствора рОН = – lg[OH–]
    рН + рОН = 14

  • Значение рН важнейших биологических жидкостей

    13 слайд

    Значение рН важнейших биологических жидкостей

  • Классификация буферных систем1. Кислотные: слабая кислота + соль этой кислоты...

    14 слайд

    Классификация буферных систем
    1. Кислотные: слабая кислота + соль этой кислоты
    14
    А–
    НА
    , в растворе:
    , в растворе:

  • 2. Основные- слабое основание +соль этого основания15ВВН+,  в растворе:аммиачная

    15 слайд

    2. Основные- слабое основание +соль этого основания
    15
    В
    ВН+
    , в растворе:
    аммиачная

  • 3. Ионы и молекулы амфолитовБелковая и аминокислотная буферная  система   
NH...

    16 слайд

    3. Ионы и молекулы амфолитов
    Белковая и аминокислотная буферная система
    NH3-Pt-COO-
    NH3-Pt-COOН


    Анионная




    16
    NH2-Pt-COO-
    NH3 - Pt-COO

    +
    +

    -
    +
    -
    акцептор протона
    акцептор протона
    донор протона
    Катионная
    донор протона

  • Буферное действие- способность буферных систем сохранять постоянство pH Ме...

    17 слайд


    Буферное действие-
    способность буферных систем сохранять постоянство pH
    Механизм буферного действия:
    HCO3- / H2CO3 к данной протолитической системе
    а)добавим сильную кислоту: HCl → H+ + Cl-
    HCO3- + H+ ↔ H2CO3 ↔ CO2 + H2O

    б)добавим сильное основание: NaOH → Na+ + OH-

    H2CO3 + OH- ↔ HCO3- + H2O

    H+

  • Эквивалентная замена:сильная кислота HCl → H2CO3 слабая кислотасильн...

    18 слайд







    Эквивалентная замена:
    сильная кислота HCl → H2CO3 слабая кислота
    сильное основание NaOH → HCO3- слабое снование

    Вывод:
    в БС кислотный компонент нейтрализует сильное основание, основный- сильную кислоту, поэтому рН БС практически не изменяется
    в основных БС анион (основание Бренстеда) работает против кислоты, а кислота- против щелочи

  • 19Вывод формул для расчета рН

    19 слайд

    19
    Вывод формул для расчета рН

  • 20Уравнение Гендерсона-Гассельбаха
В общем случае:

    20 слайд

    20
    Уравнение Гендерсона-Гассельбаха


    В общем случае:

  • 21рН буферного раствора зависит от:

      Природы компонентов (рК слабой кис...

    21 слайд

    21
    рН буферного раствора зависит от:

    Природы компонентов (рК слабой кислоты или основания)

    Соотношения концентраций компонентов (кислоты и соли)

    Температуры

    !!! рН не зависит от разбавления, т.к. концентрация компонентов уменьшается, но соотношение остаётся постоянным

  • 22Для основного буферного раствора:

    22 слайд

    22
    Для основного буферного раствора:

  • 23Буферная ёмкость
В – число моль-эквивалента сильной кислоты или щелочи, кот...

    23 слайд

    23
    Буферная ёмкость
    В – число моль-эквивалента сильной кислоты или щелочи, которое нужно добавить к 1 л буферной системы, чтобы изменить рН на единицу
    , ммоль/л
    Буферная ёмкость по кислоте - Ва - определяется содержанием буферного основания

    Буферная ёмкость по щелочи -
    Вв- определяется содержанием буферной кислоты

  • 24Буферная ёмкость зависит от:От соотношения компонентов
 и максимальна при с...

    24 слайд

    24
    Буферная ёмкость зависит от:
    От соотношения компонентов
    и максимальна при соотношении 1 : 1

    От рН буферного раствора


    !!! БЕ уменьшается при разбавлении, т.к. уменьшаются концентрации компонентов








    Абсолютных концентраций компонентов

  • 25Зона буферного действия1.Буферное действие зависит от соотношения компонент...

    25 слайд

    25
    Зона буферного действия
    1.Буферное действие зависит от соотношения компонентов буферной системы
    2. Зона буферного действия - определённый интервал значений рН, в пределах которого сохраняется буферное действие

  • 26     Защитные функции по поддержанию рН выполняют  : Гидрокарбонатная БС

Ф...

    26 слайд

    26
    Защитные функции по поддержанию рН выполняют :
    Гидрокарбонатная БС

    Фосфатная БС

    Гемоглобиновая БС

    Белковая БС

  • 27

    27 слайд

    27

  • Распределение буферных систем плазмы крови,  цельной крови по буферной ёмкост...

    28 слайд

    Распределение буферных систем плазмы крови, цельной крови по буферной ёмкости
    Плазма крови
    Гидрокарбонатная→белки → фосфатная → →аминокислоты

    Цельная кровь (эритроциты)
    Гемоглобиновая → гидрокарбонатная → →фосфатная → белковая



  • 29I. Гидрокарбонатная буферная система
 55%буферной емкости крови 
Зона буфер...

    29 слайд

    29
    I. Гидрокарбонатная буферная система
    55%буферной емкости крови
    Зона буферного действия pH=5,4-7,4
    В физиологических условиях с учётом растворенного СО2 (37oС)
    Содержится в эритроцитах, межклеточной жидкости, в почечной ткани, cлюне
    Ва>Вв

  • 30Уравнение Гендерсона-Гассельбаха
(для расчета рН крови)   рСО2 – альвеолярн...

    30 слайд

    30
    Уравнение Гендерсона-Гассельбаха
    (для расчета рН крови)
    рСО2 – альвеолярное давление (парциальное давление СО2 воздуха, находящегося в равновесии с кровью)
    S – коэффициент, учитывающий растворимость газов в жидкости (S= 0,033)

  • 31     Расчёт рН крови

    31 слайд

    31

    Расчёт рН крови

  • 32Механизм действия гидрокарбонатной буферной системы
1. При  увеличении в кр...

    32 слайд

    32
    Механизм действия гидрокарбонатной буферной системы
    1. При увеличении в крови концентрации ионов Н+ :

    H+ + HCO3–  H2CO3  CO2 + H2O

    выводится через легкие за 10-15 мин

    2. При поступлении в кровь оснований:
    OH– + H2CO3  HCO3– + H2O


    избыток удаляется через почки

    Система быстрого реагирования. Восстанавливается счет легочной вентиляции в течение 10‑18 часов.


    H+

  • 33II. Фосфатная буферная система:    КН2РО4 и К2НРО4 -в клетках (ткани почек,...

    33 слайд

    33
    II. Фосфатная буферная система:
    КН2РО4 и К2НРО4 -в клетках (ткани почек, пищеварительных желёз)
    NaH2PO4 и Na2HPO4- в плазме крови, межклеточной жидкости, cлюне .
    В норме:



    Уравнение буферного действия:

    Ва>Вв
    Зона буферного действия рН=6,2-8,2

  • 34               
Механизм действия
         а) в результате переработки мясн...

    34 слайд

    34

    Механизм действия
    а) в результате переработки мясной пищи :

    H+ + HPO42–  H2PO4–
    рН мочи уменьшается

    б) при употреблении растительной пищи :

    OH– + H2PO4–  HPO42– + H2O
    Избыточные продукты нейтрализации выводятся через почки. рН мочи 4,8-7,5
    Полное восстановление [НРО42–]:[H2PO4–]=4:1 - через 2-3 суток
    рН мочи повышается
    H+

  • 35III. Белковая буферная система:в водных  растворах:

NH2–Рt–СООН (R)   NH3...

    35 слайд

    35
    III. Белковая буферная система:
    в водных растворах:

    NH2–Рt–СООН (R)  NH3+–Pt–COO– (R±)
    акцептор донор донор акцептор
    протона протона протона протона
    (биполярный ион)
    NH2-Pt-COONa акцептор протона
    NH2 -Pt-COOН донор протона

    рI (ИЭТ)
    – изоэлектрическая точка белка – значение рН, при котором молекула белка, в целом, электронейтральна

  • 36    Механизм действия
     
При добавлении сильной кислоты:     При добавле...

    36 слайд

    36
    Механизм действия

    При добавлении сильной кислоты:
    При добавлении щелочи:
    катион белкаR+
    анион белка R–
    Η +

  • 37     Белковая буферная система поддерживает постоянство рН в клетках и ткан...

    37 слайд

    37
    Белковая буферная система поддерживает постоянство рН в клетках и тканях, причем:

    катионная (R+ ) в средах с рН<6,

    анионная (R- ) в средах с рН>6.

    В крови работает анионный белковый буфер
    Попадающие на кожу человека небольшие количества кислоты или щелочи довольно быстро нейтрализуются белковой буферной системой

  • 38

а) H2N – Pt – COO – + Н+ ⇄  H3N+ – Pt – COO–
     белок–основание...

    38 слайд

    38


    а) H2N – Pt – COO – + Н+ ⇄ H3N+ – Pt – COO–
    белок–основание соль белка–основания
    сопряженная кислота

    б) H3N+ – Pt – COO – + ОН– ⇄ H2N – Pt – COO– + Н2О
    соль белка–основания сопряженное белок-основание
    кислота

    где Pt – макромолекулярный остаток белка.
    Механизм действия анионного
    белкового буфера

  • 39IV. Гемоглобиновая буферная система:~ 35 %  общего буферного 
действия кров...

    39 слайд

    39
    IV. Гемоглобиновая буферная система:
    ~ 35 % общего буферного
    действия крови
    Гемоглобиновая
    H-Hb
    K-Hb
    венозная кровь
    рН = 7.32 – 7.36
    Оксигемоглобиновая
    HHbО2
    К-HbО2
    артериальная кровь
    рН = 7.42 – 7.46
    ~ 63-75 % общего буферного действия
    в эритроцитах
    Вв > Ва
    Ва > Вв

  • 40Оксигемоглобин более сильная кислота, чем гемоглобин!    ННв + О2 ⇄ ННвО2⇄...

    40 слайд

    40
    Оксигемоглобин более сильная кислота, чем гемоглобин!
    ННв + О2 ⇄ ННвО2⇄ Н+ +
    ННв ⇄ Н+ + Нв–
    Механизм действия связан с присоединением и отдачей кислорода

  • 41Механизм действияДействие системы сопряжено с процессами газообмена в капил...

    41 слайд

    41
    Механизм действия
    Действие системы сопряжено с процессами газообмена в капиллярах легких и тканей

  • 42В легких идет процесс оксигенации:среда должна стать более кислой, но гидро...

    42 слайд

    42
    В легких идет процесс оксигенации:
    среда должна стать более кислой, но гидрокарбонат-ион взаимодействует с оксигемоглобином и кислотность среды восстанавливается:

    HCO3- + H-HbO2 → HbO2- + H2O + CO2↑
    удаляется
    через легкие
    Η +
    Взаимосвязь гидрокарбонатной и гемоглобиновой буферных систем

  • 43       Среда должна стать более щелочной, но в реакцию вступает более сильн...

    43 слайд

    43
    Среда должна стать более щелочной, но в реакцию вступает более сильная угольная кислота, образуя HCO3- , который является основным компонентом щелочного резерва крови

    В тканях отдаётся кислород и поглощается СО2
    Η +

  • 44Щелочной резерв крови

  Число мл СО2, содержащееся в 100 мл крови
(главным...

    44 слайд

    44
    Щелочной резерв крови

    Число мл СО2, содержащееся в 100 мл крови
    (главным образом в виде гидрокарбонатов НСО3-)
    Норма:

    50-70 % (по объему)

    или 25-30 ммоль/л

  • 45      Все буферные системы организма  обладают большей буферной емкостью по...

    45 слайд

    45
    Все буферные системы организма обладают большей буферной емкостью по кислоте, чем по основанию,
    ( поскольку характеризуются соотношением):

    1 : 4 < [акцептор протона] : [донор протона] < 1 : 20

    Это соотношение находится в соответствии с особенностями метаболизма человеческого организма, образующего больше кислотных продуктов, чем основных.

    Именно поэтому очень важным показателем для физиологических сред является буферная емкость Вк по кислоте.

    При заболеваниях органов дыхания, кровообращения, печени, желудка, почек, при отравлениях, голодании, диабете, ожоговой болезни может наблюдаться уменьшение или увеличение Вк по сравнению с нормой.

    Возникают патологические явления: ацидоз и алкалоз.

  • 46     Ацидоз
 – накопление в организме кислых продуктов
уменьшение рН крови...

    46 слайд

    46
    Ацидоз
    – накопление в организме кислых продуктов
    уменьшение рН крови в сравнении с нормой (уменьшение Ва в сравнении с нормой, щелочной резерв уменьшается)
    Алкалоз
    – накопление в организме щелочных продуктов
    увеличение рН крови в сравнении с нормой
    (увеличение Ва в сравнении с нормой , щелочной резерв увеличивается)

  • 47нормарН≈7.40некомпенсированный
ацидозкомп.
ацидозкомп.
алкалознекомпенсиров...

    47 слайд

    47
    норма
    рН≈7.40
    некомпенсированный
    ацидоз
    комп.
    ацидоз
    комп.
    алкалоз
    некомпенсированный
    алкалоз
    норма
    Компенсированный и некомпенсированный ацидоз и алкалоз
    Лечение
    5% раствор
    аскорбиновой
    кислоты.
    Лечение
    4% NaHCO3 или
    11% лактат натрия
    3.66% трисамин
    Н2NС(СН2ОН)3

  • 48МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ АЦИДОЗ

 Недостаток НСО3-  или избыток нелетучих кислот в ме...

    48 слайд

    48
    МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ АЦИДОЗ

    Недостаток НСО3- или избыток нелетучих кислот в межклеточной жидкости
    Причины:

    введение или образование стойких кислот (молочная кислота при шоке, кетокислоты при голодании и диабете);
    неполное удаление кислот при почечной недостаточности;
    потеря НСО3- при заболеваниях ЖКТ;
    кислородное голодание тканей.

  • 49ДЫХАТЕЛЬНЫЙ АЦИДОЗ

Избыток СО2  (вследствие понижения легочной вентиляции...

    49 слайд

    49
    ДЫХАТЕЛЬНЫЙ АЦИДОЗ

    Избыток СО2 (вследствие понижения легочной вентиляции –гиповентиляции по сравнению с нормой)
    Причины:

    нарушение регуляции дыхания при травмах и опухолях мозга, кровоизлияниях в мозг

    введение транквилизаторов (барбитуратов)

    отравление морфином, алкоголем

    пневмония, отек легких, попадание инородных предметов в дыхательный тракт

  • 50
ДЫХАТЕЛЬНЫЙ АЛКАЛОЗ 
Недостаток СО2 в связи с повышением легочной вентиляц...

    50 слайд

    50

    ДЫХАТЕЛЬНЫЙ АЛКАЛОЗ
    Недостаток СО2 в связи с повышением легочной вентиляции-гипервентиляции ,
    в сравнении с нормой .

    Причины:

    вдыхание разреженного воздуха;

    тепловая отдышка;

    лихорадочное состояние, истерия.

  • 51МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ АЛКАЛОЗ
Удаление кислот из организма или накопление НСО3-
Пр...

    51 слайд

    51
    МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ АЛКАЛОЗ
    Удаление кислот из организма или накопление НСО3-
    Причины:
    потеря Н+ при рвоте и кишечной непроходимости;

    увеличение НСО3- при введении солей органических кислот (лимонной, молочной, уксусной, яблочной);

    длительный приём щелочной пищи или минеральной воды.

  • 52

    52 слайд

    52

  • 53Спасибо за внимание!

    53 слайд

    53
    Спасибо за внимание!

Получите профессию

Фитнес-тренер

за 6 месяцев

Пройти курс

Рабочие листы
к вашим урокам

Скачать

Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 625 797 материалов в базе

Скачать материал

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

  • Скачать материал
    • 07.01.2020 3377
    • PPTX 2.3 мбайт
    • 36 скачиваний
    • Оцените материал:
  • Настоящий материал опубликован пользователем Остапенко Наталья Анатольевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

    Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

    Удалить материал
  • Автор материала

    Остапенко Наталья Анатольевна
    Остапенко Наталья Анатольевна
    • На сайте: 3 года и 3 месяца
    • Подписчики: 0
    • Всего просмотров: 109923
    • Всего материалов: 209

Ваша скидка на курсы

40%
Скидка для нового слушателя. Войдите на сайт, чтобы применить скидку к любому курсу
Курсы со скидкой

Курс профессиональной переподготовки

HR-менеджер

Специалист по управлению персоналом (HR- менеджер)

500/1000 ч.

Подать заявку О курсе

Курс повышения квалификации

Современные образовательные технологии в преподавании химии с учетом ФГОС

36 ч. — 144 ч.

от 1700 руб. от 850 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 139 человек из 48 регионов

Курс повышения квалификации

Инновационные технологии в обучении химии в условиях реализации ФГОС

72 ч. — 180 ч.

от 2200 руб. от 1100 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 38 человек из 27 регионов

Курс повышения квалификации

Химия окружающей среды

72/108 ч.

от 2200 руб. от 1100 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 53 человека из 32 регионов

Мини-курс

Сельский и индустриальный туризм

4 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе

Мини-курс

Hard-skills современного педагога

8 ч.

1180 руб. 590 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 62 человека из 29 регионов

Мини-курс

Творческие возможности в мире фотографии и медиа

6 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 115 человек из 41 региона