Задание: 1. Определить рН молока, мышц, яйца и сделать вывод о реакции среды объекта.
2. Сравнить найденные в опыте значения рН для молока, гомогената мышц и раствора яичного белка и желтка яйца с их нормативными значениями.
1. Понятие о сН и рН, единицы измерения.
2. Ионное произведение воды, константа диссоциации. Вывод формул. Взаимосвязь сН и сОН, рН и рОН.
3. Характеристика реакции среды но величине сН и рН: кислая, нейтральная, щелочная.
4. Колориметрический метод определения рН. Его сущность, разновидности, точность; применение в товароведении. Прибор Михаэлиса.
5. Электрометрический метод определения рН - сущность, точность, применяемый прибор, использование в практике.
6. Величина рН молока, мяса, яйца.
7. Биологическая роль и регуляция реакции среды в организме животных.
В организме животных и человека с кормами и продуктами питания поступают, а так же образуются в процессе обмена веществ значительное количество кислых и щелочных продуктов, однако, значение рН биологических жидкостей и тканей организма характеризуется значительной устойчивостью и постоянством.
Так, например, рН крови различных млекопитающих и птиц - 7,2 - 7,5; рН крови лягушки - 7,8 ;
рН мяса:
1) у отдохнувших животных – 6,6 – 7,0;
2) после убоя – 5,4 – 5,5;
3) у утомленных животных – 5,1 – 5,6;
4) в мышцах кур – 5,8 – 5,9;
рН свежего молока – 6,68;
рН яичного белка – 7,8;
рН яичного желтка – 5,9.
В регуляции реакции среды участвует 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 СН3СООН и уксуснокислого натрия СH3COONa.
Если к такой системе добавить немного сильной кислоты НСl, то анионы СН3СОО- будут связывать водородные ионы в слабодиссоциирующие молекулы уксусной кислоты:
СНзСООNа + НСl = СНзСООН + NaCl,
что можно представить в ионном виде:
СН3СОО- + Н+ = СНзСООH.
Поэтому концентрация водородных ионов (pH) 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:
СНзСООН + NaOH = CH3COONa + Н2О;
или в ионном виде:
H+ + OH- = H2O
Казалось бы, что в результате удаления из раствора ионов Н+ кислотность его должна уменьшиться, 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:
С НзСООН СН3СОО- + 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 необходимо добавить к 1 л буферного раствора, чтобы изменить его рН на единицу).
При разбавлении раствора водой соотношение компонентов не изменяется и рН буферного раствора остается постоянным.
Налить в 3 пробирки соответственно 0,1 н растворы СН3СООН и CH3COONa в следующих количествах: в 1-ю - 0,2 и 9,8 мл, во 2-ю - 5 и 5 мл, в 3-ю - 9,8 и 0,2 мл.
Добавить в каждую пробирку по 2 капли универсального индикатора, растворы взболтать и, сравнив их окраску (смотреть через горлышко пробирки, но не сбоку ее!) для универсального индикатора, найти значения рН полученных буферных смесей. Растворы не выливают, а используют в работах 6, 7, 8, 9.
Задание: 1. Приготовить 3 ацетатных буферных раствора, определить величину их рН и сделать вывод.
2. Рассчитать соотношение между компонентами в каждом из этих растворов.
3. На основании 1 и 2-го пунктов сделать вывод: зависит ли величина рН буферных растворов от соотношения между их компонентами.
4. При установлении зависимости величины рН от соотноше- ния между их компонентами сделать вывод о практическом применении этого свойства.
В буферный раствор 1 из работы 5 прилить 3 капли 0,1н раствора НСl, взболтать и определить его рН с помощью цветной таблицы.
Задание: 1. Выполнить опыт, определить рН буферного раствора после добавления в него кислоты.
2. Написать реакцию взаимодействия ацетатного буфера с небольшим количеством НС1.
3. На основании опыта сделать вывод, изменяет ли величину рН буферного раствора действие на него небольшого количества кислоты.
4. Указать, какое значение имеет этот вывод для практики товароведения.
В тот же буферный раствор 1 из работы 5 прилить еще 5 мл 0,1н НС1, перемешать и определить рН.
Задание: 1. Выполнить опыт, определить величину рН буферного раствора после добавления в него кислоты.
2. Сделать заключение об изменении его величины рН, сравнив найденную величину рН с ее первоначальным значением (см. работу 5, пробирка 1).
3. Написать реакцию взаимодействия буферного раствора с большим количеством НСl.
4. Как следует учитывать вывод пункта 2 задания в практике товароведения?
В буферный раствор 3 из работы 5 добавить 3 капли 0,1н раствора NaOH, взболтать и определить рН смеси.
Задание: 1. Выполнить опыт и определить рН буферного раствора после добавления в него щелочи.
2. Сделать вывод об изменении его величины рН, сравнив найденную величину рН с ее первоначальным значением (см. работу 5, пробирка 3).
3. Указать значение этого вывода для практики товароведения.
4. Написать реакцию взаимодействия буферного раствора с небольшим количеством щелочи.
В тот же буферный раствор 3 из работы 5 прилить еще 5 мл 0,1н раствора NaOH, взболтать и найти рН смеси.
Задание: 1. Выполнить опыт определить рН буферного раствора после добавления в него большого количества щелочи.
2. Сделать вывод об изменении его рН, сравнить найденную и первоначальную величину рН буферного раствора.
3. Указать прикладное значение этого вывода.
4. Написать реакцию взаимодействия буферного раствора с большим количеством кислоты.
Приготовить 3 пробирки с ацетатным буферным раствором, налить в каждую по 1 мл 0,1н раствора СН3СООН и CH3COONa. 1-й раствор оставить неразбавленным (контроль), 2-й - разбавить в 2 раза, для чего прилить к нему 2 мл воды, а 3-й разбавить в 3 раза, добавив в него 4 мл воды.
Затем в 1-ю пробирку внести 2 капли универсального индикатора, во 2-ю - 4, в 3-ю - 6. Растворы взболтать и, сравнивая их окраску (рассматривать пробирки сбоку!) с цветной шкалой, определить их рН.
Задание: 1. Выполнить опыт, определить величину рН буферных растворов и указать их реакцию.
2. Сделать вывод о влиянии разбавления буферных растворов водой на величину их рН (если она не изменяется, то почему?).
3. Какое значение имеет это свойство буферных растворов в практике?
1. Буферные растворы (понятие, принцип образования, виды, свойства - роль средней соли, действие кислот и щелочей, разбавление водой).
2. Карбонатная буферная система. Его образование в организ- ме (вследствие каких реакций и как?), свойства и механизм действия (через схемы-формулы), биологическая роль.
3. Щелочной буфер. Его образование в организме (из чего и как?), свойства и механизм действия (через схемы-формулы). Биологическая роль.
4. Ацетатный буфер (и ему подобные органические буферные растворы). Образование в организме (откуда берутся компоненты раствора?), свойства и механизм действия (через схемы-формулы), биологическая роль.
5. Фосфатный буфер. Образование в организме, свойства и механизм действия (через схемы-формулы), биологическая роль, применение в практике животноводства.
6. Белковые буферные растворы. Их образование в организме, свойства и механизм действия (через схемы-формулы), биологическая роль.
7. Буферная емкость и щелочной резерв крови, других тканей и жидкостей. Понятие, значение в поддержании постоянства реакции среды.
8. Ацидоз и алкалоз. Понятие, причины, влияние на протекание биохимических реакций и процессов, жизнедеятельность клеток, тканей и органов.
9. Использование буферных смесей в практике товароведения. Примеры.
Коллоидные растворы – это гетерогенные системы, состоящие из дисперсной фазы и дисперсионной среды. Дисперсная фаза – это коллоидные частицы размером в диаметре от 1 до 150 нм, дисперсионная среда – это растворитель (в живом организме – это вода).
Важным фактором, способствующим устойчивости коллоидных растворов, препятствующим коагуляции, является электрический заряд коллоидных частиц. Заряды появляются вследствие избирательной адсорбции на поверхности коллоидных частиц одноименно заряженных ионов или диссоциации таких высокомолекулярных амфотерных электролитов, как белки. Одноименно заряженные частицы данной коллоидной системы отталкиваются друг от друга и это препятствует соединению их в более крупные агрегаты и выпадению в осадок.
Другим важным фактором устойчивости коллоидных систем является взаимодействие между коллоидными частицами и растворителем, т.е. между дисперсной фазой и дисперсионной средой. В одних коллоидных системах, например, в водных растворах белков, коллоидные частицы связывают большое количество растворителя – воды. Такие коллоиды называются гидрофильными; они являются относительно устойчивыми и при определенных условиях образуют студнеобразные вещества (студни или гели).
В других коллоидных системах, например, в водных растворах гидратов металлов, коллоидные частицы не притягивают, не связывают значительное количество воды. Такие коллоиды называются гидрофобными и являются неустойчивыми, легко коагулирующими при снижении электрического заряда частицами.
Есть два метода получения коллоидных растворов:
1. Конденсационный или полимеризации (путем укрупнения молекул истинного раствора). Например, синтез молекул белков, гликогена и т.п.
2. Дисперсионный или дробления (из грубодисперсных систем).