Протолитические процессы. Свойства буферных систем.

Значение темы:

Изучение темы будет способствовать формированию следующих компетенций ОК-1; ПК-1; ПК-2; ПК-3; ПК-27; ПК-31; ПК-32.

Цель занятия: после изучения темыстудент должен

Знать:

ü правила техники безопасности и работы в физических, химических, биологических лабораториях с реактивами, приборами, животными;

ü физико-химическую сущность процессов, происходящих в живом организме на молекулярном, клеточном, тканевом, органном уровнях;

ü свойства воды и водных растворов;

ü физико-химические методы анализа в медицине (потенциометрический);

ü основные типы химических равновесий (протолитические, гетерогенные, лигандообменные, окислительно-восстановительные) в процессах жизнедеятельности;

ü механизм действия буферных систем организма, их взаимосвязь и роль в поддержании кислотно-основного состояния организма.

Уметь:

ü пользоваться учебной, научной, научно-популярной литературой, сетью Интернет для профессиональной деятельности;

ü пользоваться физическим, химическим и биологическим оборудованием;

ü прогнозировать направление и результат физико-химических процессов и химических превращений биологически важных веществ;

ü производить расчеты по результатам эксперимента.

Форма организации учебного процесса: лабораторное занятие.

Место проведения занятия: учебно-научная химическая и биохимическая лаборатория.

Оснащение занятия: химическая посуда и реактивы, интерактивная доска, проекционное оборудование, инструкция по охране труда, справочная литература, средства индивидуальной защиты.

План проведения занятия:

Вопросы для изучения темы:

1. Основные положения протолитической теории кислот и оснований. Кислоты и основания по Бренстеду-Лоури, сопряженные кислоты и основания. Константы кислотности и основности. Показатели кислотности (рК_а) и основности (рК_в).

2. Диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный и гидроксильный показатели, рН биологических жидкостей. Расчет рН и рОН сильных и слабых электролитов. Изменение рН органов и тканей при различных заболеваниях. Ацидоз. Алкалоз. Способы их устранения.

3. Буферные системы. Механизм буферного действия систем I и II типа. Расчет рН буферных систем при добавлении сильной кислоты или сильного основания.

4. Буферное действие. Буферная емкость. Расчет буферной емкости по кислоте и по основанию. Факторы, влияющие на буферную емкость.

5. Буферные системы крови. Сравнительная буферная емкость буферных систем крови. Гидрокарбонатная, фосфатная, белковая, гемоглобиновая буферные системы. Механизм действия. Формулы для расчета.

Вопросы для самоконтроля знаний:

Дополните фразы:

1. Основоположники протолитической теории …….
2. Согласно протолитической теории, основание – это ….
3. Согласно протолитической теории, кислота – это ………
4. Основание по Льюису – это …………
5. «Жесткие» основания – это донорные частицы, обладающие ……. электроотрицательностью и ……. поляризуемостью.
6. «Мягкие» кислоты – это кислоты Льюиса, в которых акцепторные атомы обладают …….. электроотрицательностью, малым положительным зарядом, …….. поляризуемостью.
7. Общая кислотность – это концентрация ионов водорода ……….
8. Потенциальная кислотность – это концентрация ионов водорода ………….
9. Активная кислотность – это концентрация ионов водорода ………
10. рН раствора рассчитывается по формуле – …………..
11. рН сыворотки крови – …….; мочи – …….; слюны – …....; желудочного секрета – …..; секрета поджелудочной железы – …….
12. Буферные растворы – системы, …………..
13. При добавлении HCl к HPO₄^2-/H₂PO₄^- активная концентрация HPO₄^2- ……..….., H₂PO₄^- - ………...
14. При добавлении NaOH к буферной системе CH₃COOH/CH₃COO^- активная концентрация CH₃COOH ……….….., CH₃COO^- - …………...
15. Максимальную буферную емкость системы имеют при pH = ………..
16. При одинаковых концентрациях компонентов буферная емкость максимальна, так как……..
17. Буферная емкость при разбавлении растворов ……..
18. Буферные системы организма поддерживают ………..
19. Основные буферные системы организма: ………...
20. Физиологическое значение рН поддерживается при соотношении компонентов гидрокарбонатной буферной системы, равном HCO₃^-/CO₂ = ……..…
21. Физиологическое значение рН поддерживается при соотношении компонентов фосфатной буферной системы, равном HPO₄^2-/H₂PO₄^- = ……….
22. Буферная емкость гидрокарбонатной буферной системы по кислоте ………. по сравнению с буферной емкостью по основанию.
23. Буферная емкость фосфатной буферной системы по кислоте …………. по сравнению с буферной емкостью по основанию.
24. Максимальный относительный вклад в поддержание протолитического гомеостаза во внутренней среде эритроцитов вносит …………….. буферная система.
25. Белковая буферная система состоит из ………….
26. Максимальный относительный вклад в поддержание протолитического гомеостаза в плазме крови вносит ……………… буферная система.
27. Показатели кислотно-основного состояния: рН крови –…....…; рСО₂ – ……... кПа; рО₂ артериальная кровь – ………. кПа; стандартный бикарбонат плазмы крови – …….. ммоль/л; буферные основания – ……... ммоль/л; ВЕ (избыток оснований) ±…….
28. Ацидоз – это …………..
29. Алкалоз – это …………..
30. При гиповентиляции легких щелочной резерв крови ……….…., рН мочи ……..….…...
31. При гипервентиляции легких щелочной резерв крови ………...., рН мочи …………….

Расчетные формулы:

Таблица 1