Всем удачи!! Золь иодида серебра AgI получен в избытке раствора йодида калия. Определите заряд частиц полученного золя, напишите формулу его мицеллы и укажите,
 Скачать 0.93 Mb.
|
|
16.Комплексонометрия (трилонометрия): принцип метода, титрант, индикатор, реакции лежащие в основе метода. Применение метода трилонометрии в санитарной практике и медико-биологических исследованиях. Комплексонометрия- метод количественного анализа, основанный на реакции комплексообразования с получением прочных хелатных соединений металлов с комплексонами. Комплексными называют полидентатные лиганды, способные образовывать устойчивые хелатные комплексные соединения. В аналитической практике в качестве комплексона чаще всего используют трилон Б, обозначаемый для краткости Этот 6-дентатный лиганд образяует очень устойчивые комплексы с большинством катионов металлов. Метод комплексонометрии на основе трилона Б называется трилонометрией. Титрант – раствор с точно известной концентрацией и титром трилона Б Индикатор: эриохром черный Т Наиболее ценным свойством трилона Б является его способность образовывать очень устойчивые бесцветные комплексы с катионами большинства металлов, при этом реакция всегда протекает в соотношении 1:1 и с вытеснением двух протонов, независимо от заряда катиона металла: M+ + (H2T)2- [MT]3- + 2H+ M3+ + (H2T)2- -> <- [MT]- + 2H+ Учитывая обратимость этого взаимодействия, необходимо поддерживать определенное значение рН для обеспечения полного протекания аналитической реакции. Оптимальное значение рH определяется устойчивостью комплекса и растворимостью гидроксида определяемого металла. Для установления точки эквивалентности в комплекcонометрии применяют металлоиндикаторы. Особенностями этих индикаторов, точнее их анионов, является способность образовывать с катионом определяемого металла комплекс, окраска которого отличается от окраски свободного аниона индикатора: M2+ + Ind2- [MInd]0 окраска 1 окраска 2 Катион определяемого металла в присутствии и аниона индикатора Ind2- , и аниона трилона Б (Н2Т)2- взаимодействует с обоими веществами, но больше с тем, которое образует более устойчивый комплекс: (H2T)2- Ind2- [MT]2- + 2H+ M2+ [MInd] Поэтому, чтобы равновесие было смещено в сторону комплекса с трилоном Б [MТ]2-, его устойчивость должна быть больше, т. е. Кнест (MT2-) < Kнест (MInd). При добавлении к анализируемому раствору индикатор образует вначале комплекс [MInd] и раствор принимает окраску 1, характерную для этого комплекса. При добавлении к окрашенному раствору раствора трилона Б он сначала реагирует со свободными ионами анализируемого металла с образованием бесцветного комплекса [МT]2- и только вблизи состояния эквивалентности происходит разрушение комплекса с индикатором [MInd] в соответствии с реакцией [MInd]0 + (H2T)2- -> [MT]2- + 2H+ + Ind2- окраска 2 окраска 1 В точке эквивалентность окраска раствора резко изменяется ( окраска 2 окраска 1)Ю та как комплекс с индикатором окончательно исчезает, а в растворе содержатся только свободный индикатор и бесцветный комплекс [MT]2-. Таким образом, процесс, протекающий при трилонометрическом определении, например, двухзарядного катиона металла, отражают следующие реакции: 1 стадия: M2+ + Ind2- [MInd]0 окраска 1 окраска 2 2 стадия: aM3+ + a(H2T)2- + 2aOH--> <- a[MT]2- + 2aH2O 3 стадия: MInd + (H2T)2- -> MT2- + 2H+ + Ind2- Трилонометрия широко используется в санитарно-клиническом анализе для определения содержания ионов кальция, цинка, магния, железа в фармацевтических препаратах, общего кальция (ионизованного, связанного, диффундирующего и недиффундирующего) в сыворотке крови, костях и хрящах, а также при анализе жесткости воды, обусловленной наличием в ней ионов Ca2+ и Мg2+ 17.Окислительно-восстановительное титрование (перманганатометрия): титрант, индикатор и реакции, лежащие в основе метода. Применение перманганатометрии в медико-биологических исследованиях. Оксидиметрия - титриметрический метод анализа, в котором количество анализируемого вещества определяется на основе ОВ реакции между анализируемым веществом и титрантом. Перманганатометрия - метод объемного анализа, в котором в качестве титранта - окислителя используется раствор перманганата калия. Ион МnO4 проявляет окислительные свойства в кислой, нейтральной, щелочной средах, восстанавливаясь соответственно до катиона Мn2+ (бесцветные ионы), до молекулы МnO2 (бурый осадок), или до аниона МnO42- (зеленый раствор, буреющий на воздухе). Течение реакции сопровождается обесцвечиванием прибавляемого раствора KMnO4, вплоть до точки эквивалентности. Лишняя капля перманганата калия окрасит титруемый раствор в длительно неисчезающий розовый цвет. Перманганатометрия в медицинской практике применяется для определения содержания некоторых витаминов в водных растворах, активность некоторых ферментов, например, каталазы; для определения мочевой кислоты, сахара в крови, ионов кальция в сыворотке крови. Для определения содержания ионов кальция в пробе приливают определенный объём кислоты, взятой в избытке. Часть щавелевой кислоты взаимодействует с ионами кальция: С2O42- + Са2+ = СаС2O4 Остаточное количество щавелевой кислоты, не связанное кальцием, оттитровывают раствором перманганата калия известной концентрации, что можно выразить уравнением: 5Н2С204 + 2KMn04 + 3H2S04 = 2MnS04 + K2S04 + 10СО2 + 3H20. 18.Потенциометрическое титрование: титрант метода, графическое определение точки эквивалентности. Преимущества данного вида титрования перед перманганатометрией. Применение потенциометрии в медико-биологических исследованиях Потенциометрическим титрованием называется титриметрический метод анализа, в котором точка эквивалентности определяется по изменению в ходе титрования ЭДС гальванической цепи, включающей анализируемый раствор. Потенциометрическое титрование состоит в том, что к анализируемому раствору, в который опущены электрод определения и электрод сравнения, порциями добавляют титрант из бюретки, содержащей реагент на определяемое вещество, и после каждого добавления титранта измеряют ЭДС составленной гальванической цепи. Пермангометрия этот метод можно применять для анализа окрашенных и мутных растворов, многокомпонентных систем. Потенциометрия используется для определения рН крови и других биологических жидкостей в норме и патологии для изучения кинетики и механизма некоторых реакций биологического окисления, для контроля за физиологическими процессами. Точка эквивалентности, как точка перегиба, может быть определена графически,с помощью отрезка прямой АВ , соединяющей точки отрыва касательных, проведенных к начальному и конечному участкам кривой титрования. Точка пересечения этим отрезком скачка титрования и будет точкой эквивалентности потенциометрического титрования. Более точно точку эквивалентности находят по максимуму на графике ΔpH/ΔVтитрант=f(Vтитр) Метод потенциометрического титрования в медикобиологических исследованиях применяют не только для измерения концентрации ионов, но и для определения констант диссоциации слабых кислот, аминокислот, белков, нуклеиновых кислот или для определения констант нестойкости комплексных соединений 19. Осадительное титрование (аргентометрия). Принцип выбора индикатора. Реакции, лежащие в основе данного метода. Осадительное титрование(аргентометрия) - титриметрический метод количественного анализа анионов, образующих малорастворимые соединения или устойчивые комплексы с катионами серебра. Принцип выбора индикатора: Выбор производят согласно правилу последовательности осаждения определенных ионов. Наиболее широко применяют хромат калия K2Cr2O4, а сам индикатор должен образовывать с ионами титранта окрашенный осадок только после полного осаждения определяемых ионов. Существует несколько различных методов аргентометрии, отличающиеся используемыми индикаторами (или их отсутствием) в процессе анализа[2]: метод равного помутнения (без индикатора); метод Мора (индикатор — хромат калия); метод Фольгарда (индикатор — тиоцианатные комплексы железа (III)); метод Фаянса (адсорбционные индикаторы). Наиболее широко в промышленности используется метод Фольгарда, с помощью которого проводят анализ на содержание галогенидов, оксалатов и других анионов, образующих малорастворимые соединения с катионами серебра, в кислой среде. Реакции, лежащие в основе метода: Метод осаждения объединяет реакции образования осадков малорастворимых соединений. Наибольшее значение приобрели те методы осаждения, которые связаны с образованием малорастворимых соединений серебра, бария, некоторых других элементов. Например: Титрование Ba2+ –ионов сульфатом ( -2 SO4 ) основано на реакции Ba2++SO2-4=BaSO4 ¯ метод Мора (реакции лежащие в основе метода): KCl + AgNO3→AgCl↓+KNO3; 2AgNO3+K2CrO4→Ag2CrO4↓+2KNO3; метод Фольгарда (реакции лежащие в основе метода): KCl+AgNO3→AgCl↓+KNO3 AgNO3+NH4SCN→AgSCN↓+NH4NO3 FeNH4(SO4)2+ 3NH4SCN→Fe(CNS)3+2(NH4)2SO4 20. Какую среду (рН) необходимо создать для окраски белков гистологических препаратов: основным красителем (R-ОН)? Написать схемы реакций. Для ответа использовать данные лабораторной работы Следует создать щелочную среду для лучшей окраски. Доказывается это окраской белка метиленовым синем, из 3 пробирок(контрольная, с кислой средой, с щелочной средой) интенсивнее окрашивается шерсть в пробирке с щелочной средой. Затем окрашивание в нейтральной среде,в кислой среде окрашивание слабое(возможность физической адсорбции) NH3+-R-COO- (нейтральная среда, pH=7) NH3+-R-COO- + H+ -> NH3+-R-COOH (белок заряжается положительно в кислой среде, pH<7) NH3+-R-COO- + OH- -> H2O*NH2-R-COO- (белок заряжается отрицательно в щелочной среде, pH>7) R-OH <-> R+ + OH- Окрашивание в щелочной среде лучше, так как белок заряжается отрицательно, а краситель основного типа. 21. В результате взаимодействия избытка хлорида бария с серной кислотой был получен золь. Приведите строение мицеллы, укажите ее составные части. Охарактеризовать составляющие компоненты и пояснить, какие факторы лежат в основе устойчивости коллоидных растворов. BaCl2 + H2SO4 = BaSo4( осадок) +2HCL BaSO4-агрегат BaCl2(стабилизатор) →Ba2++2Cl- nBaCl2 = nBa2+ + 2nCl- {(mBaSO4) * nBa2+ * 2(n-x)Cl-}2x+ * 2xCl- (mBaSO4)- агрегат nBa2+ – потенциалопределяющий ион (mBaSO4) * nBa2+ - ядро 2(n-x)Cl - противоионная часть 2xCl - диффузный слой nBa2+ * 2(n-x)Cl- - адсорбционнй слой [(mBaSO4) nBa2+ 2(n-x)Cl-]2x+ -гранула Ядро+Противоинный слой→Гранула Гранула+Диффузный слой→Мицелл Мицелла – частица дисперсной фазы вместе с ДЭС. Внутренняя часть мицеллы - агрегат, состоящий из большого числа молекул или атомов м.р.с. Агрегат электронейтрален, но адсорбирует на своей поверхности ионы из раствора – ПОИ Правило Фаянса-Пескова: «На твердой поверхности агрегата в первую очередь адсорбируются ионы, которые: -входят в состав агрегата; -способны достраивать кристаллическую решетку агрегата; -образуют малорастворимое соединение с ионами агрегата; -изоморфны с ионами агрегата.» Агрегат вместе с ПОИ составляет ядро мицеллы. Заряженное ядро мицеллы, притягивает ПИ из раствора. Часть ПИ образует адсорбционный слой. Ядро с ПИ плотной части ДЭС образуют гранулу или коллоидную частицу. Знак заряда коллоидной частицы определяется знаком заряда ПОИ. Коллоидную частицу окружают ПИ диффузной слоя – остальная часть ПИ, подвергающихся броуновскому движению и менее прочно связанная с ядром. В целом образуется мицелла. Мицелла в отличие от коллоидной частицы электронейтральна. Факторы устойчивости коллоидных растворов В дисперсных системах различают седиментационную (кинетическую) и агрегативную устойчивость. Седиментационная устойчивость – это устойчивость к оседанию дисперсной фазы поддействием силы тяжести. Факторами этой устойчивости являются: -размер частиц, -способность участвовать в броуновском движении; -вязкость дисперсионной среды, (обуславливают энтропийный фактор устойчивости.) Агрегативная устойчивость – это устойчивость частиц дисперсной фазы к агрегации - объединению частиц в более крупные агрегаты, т.е. способность сохранять неизменными свои размеры. Агрегативную устойчивость обеспечивают два основных фактора: электростатический и адсорбционно-сольватный Электростатический фактор защиты обусловлен наличием ДЭС на поверхности частиц дисперсной фазы и определяется величиной ζ –потенциала (создает электростатические силы отталкивания). Адсорбционно-сольватный барьер защиты определяется наличием на поверхности противоинов диффузного слоя гидратных оболочек ориентированных диполей воды с большой плотностью (ρ), вязкостью (η) и упругостью. Это приводит к возникновению в тонких жидких пленках, разделяющих 2 твердые поверхности одноименно заряженных коллоидных частиц, расклинивающего давления. 22.Гидрофильные и гидрофобные адсорбенты (приведите примеры). На примере лабораторной работы, объясните адсорбцию фуксина из водного и спиртового растворов. Гидрофобные адсорбенты – активированный уголь, сажа, графит. Гидрофильные адсорбенты – алюмогель (Al2O3*xH2O), силикагель (SiO2*xH2O) Фуксин – неполярный краситель. Он лучше адсорбируется активированным углем из полярного растврорителя воды по правилу Ребиндера-Шилова (Неполярные адсорбенты лучше всего адсорбируют неполряные адсорбаты из полярных растворителей). Фуксин – ПАВ, может адсорбироваться из водного и спиртового раствора. Вода – полярный растворитель, а спирт менее полярный. Из спиртового раствора фуксин не адсорбируется, так как растворитель хорошо растворяет вещество (по правилу Шилова). 23.Как изменяется поверхностное натяжение мочи при появлении желчных кислот? Ответ поясните на примере лабораторной работы. В моче здорового человека желчные кислоты не определяются, положительная реакция мочи на желчные кислоты свидетельствует о том, что их содержание повышено. Присутствие желчных кислот понижает поверхностное натяжение мочи, а при отсутствии их поверхностное натяжение не изменяется. Доказывается это добавлением «серного цвета» при наличии желчных кислот он опускается на дно, а при отсутствии желчных кислот он остается на поверхности. 24.Рассчитайте жесткость воды (ммоль/л), если на титрование исследуемой пробы воды объемом 5 мл пошло 1,5 мл раствора Трилона Б (молярная концентрация Cf=0,05 моль/л). Укажите вид жесткости воды. ж = C(1/2Na2H2T)-Vcp(Na2H2T) V(H20) где Ж - общая жесткость воды в ммоль/л, характеризующая число миллимолей эквивалентов ионов Са2+ и Mg2+ в 1 л воды; C(l/2Na2H2T) - молярная концентрация эквивалента трилона Б в титранте в моль/л. Vcp(Na2H2T) - объём титранта, израсходованный на титрирование анализируемой пробы воды в мл. V(H20) - объём воды, взятый для анализа, в мл. Различают воду: мягкую, общей жёсткости — 2 ммоль/л, средней жёсткости 3-10 ммоль/л, жёсткую более 10 ммоль/л. Ж = 0,05 моль/л – 0,0015л / 0, 005л = 9,7 ммоль/л Исследуемая вода средней жесткости. 25.Рассчитайте рН растворов, если:а) [Н+] = 10-3 ;б) [Н+] = 10-9.Укажите характер среды. а) При [Н+ ] = 10-3 pH=-lg[H+]=-lg10-3= 3 Реакция среды - кислая. б) При [Н+ ] = 10-9 pH=-lg[H+]=-lg10-9= 9 Реакция среды - щелочная. 25. а) [Н+] = 10-4 ; б) [Н+] = 10-8. Укажите характер среды. Водородный показатель, рН – количественная характеристика кислотности среды, равная отрицательному десятичному логарифму активной концентрации ионов водорода: рН = –lgа(Н+) а) [Н+] = 10-4 решение: pH = -lg[10-4] = 4 (среда – кислая, так как меньше 7) б) [Н+] = 10-8 решение: pH = -lg[10-8] = 8 (среда – слабощелочная, так как больше 7, но меньше 10) 26.Что произойдет с эритроцитами если их поместить в:а) гипертонический раствор;б) гипотонический раствор;в) изотонический раствор?Дайте пояснение. а) В результате осмоса в гипертоническом растворе вода из эритроцитов выходит в плазму(из области с низкой концентрации вещества в область высокой), из-за чего эритроциты сморщиваются, б) в гипотоническом раствора вода из плазмы поступает в эритроцита, в результате чего эритроциты набухают и лопаются в) Изотоническими (физиологическими) растворами называют растворы, характеризующиеся таким же осмотическим давлением, как и плазма крови. Концентрация физиологического раствора равна концентрации плазмы крови, поэтому с эритроцитами ничего не происходит. Эритроциты не изменяются. 27.К 5 мл золя Fe(OH)3 для начала явной коагуляции необходимо добавить один из следующих растворов: 4 мл 3 М KCl; 0,5 мл 0,01 М K2SO4; 3,9 мл 0,0005 М K4[Fe(CN)6]. Вычислить пороги коагуляции и определить, какой из электролитов имеет максимальную коагулирующую способность. Дано: V(Fe(OH)3)= 5 мл Vэл(KCl)= 4 мл Vэл(K2SO4)= 0,5 мл Vэл(K4[Fe(CN)6])= 3,9 мл C(KCl)= 3 М C(K2SO4)= 0,01 М C(K4[Fe(CN)6])= 0,0005 М Найти: Cпор(KCl)-? Cпор(K2SO4)-? Cпор(K4[Fe(CN)6])-? Ответ: схема решения задачи: Cпор=200*C*Vэл,где C-молярная концентрация электролита, моль/л Vэл-наименьший объём в мл раствора электролита, достаточный для коагуляции золя. Подставляем данные из условия задачи: Cпор(KCl)=200*3*0,004=2,4 моль/л Cпор(K2SO4)=200*0,01*0,0005=0,001 моль/л Cпор(K4[Fe(CN)6])=200*0.0005*0,0039=0,00039 моль/л Согласно правилу Шульце-Гарди: Коагулирующим действием обладает тот из ионов электролита, заряд которого противоположен заряду коллоидных частиц, чем выше заряд иона-коагулянта, тем больше его коагулирующая способность и тем меньше порог коагуляции. Поэтому максимальная коагулирующая способность будет у K4[Fe(CN)6] |