Los objetivos del estudio del tema:
- resultados de la asignatura: el estudio de los conceptos de "disociación electrolítica", "grado de disociación electrolítica", "electrolito", el desarrollo de conocimientos sobre el índice de hidrógeno, el desarrollo de habilidades en el trabajo con sustancias basadas en el cumplimiento de las normas de seguridad;
- resultados de meta-sujetos: la formación de habilidades para realizar un experimento utilizando equipos digitales (obtención de datos experimentales), procesamiento y presentación de los resultados;
- resultados personales: la formación de habilidades para realizar investigaciones educativas a partir de la puesta en marcha de un experimento de laboratorio.

La viabilidad de utilizar el proyecto "pH y temperatura".
1. El trabajo en el proyecto contribuye a la formación de interés en el estudio del tema teórico "Teoría de la disociación electrolítica", que es difícil para una edad determinada (13-14 años). En este caso, mediante la determinación del pH, los alumnos establecen la relación entre el grado de disociación del ácido y la temperatura de la solución. El trabajo con una solución de soda es propedéutico en el grado 8 y le permite volver a los resultados del proyecto en el grado 9 (actividades extracurriculares), grado 11 (curso general) en el estudio de la hidrólisis de sal.
2. Disponibilidad de reactivos (ácido cítrico, bicarbonato de sodio) y equipo (en ausencia de sensores de pH digitales, se puede utilizar papel indicador) para la investigación.
3. La confiabilidad de la metodología experimental asegura el buen desarrollo del trabajo, garantizado contra interrupciones y fallas metodológicas.
4. Seguridad del experimento.

sección instrumental
Equipo:
1) sensor de pH digital o medidor de pH de laboratorio, papeles tornasol u otro indicador de acidez;
2) termómetro de alcohol (de 0 a 50 0С) o sensor de temperatura digital;
3) ácido cítrico (1 cucharadita);
4) beber refrescos (1 cucharadita);
5) agua destilada (300 ml);
6) un recipiente para baño maría (olla o cuenco de aluminio o esmalte), puede enfriar las soluciones con un chorro de agua fría o nieve, y calentar con agua caliente;
7) vasos de precipitados químicos con tapa esmerilada con una capacidad de 50-100 ml (3 uds.).

Lección número 1. Formulación del problema
Plan de estudios:
1. Discusión de los conceptos "disociación electrolítica", "grado de disociación electrolítica", "electrolito".
2. Planteado del problema. Planificación de un experimento instrumental.

Contenido de la actividad
Actividad del profesor
1. Organiza una discusión de los conceptos de "disociación electrolítica", "grado de disociación electrolítica", "electrolito". Preguntas:
¿Qué son los electrolitos?
- ¿Cuál es el grado de disociación electrolítica?
- ¿Cuál es la forma de escribir la ecuación de disociación de electrolitos fuertes (por ejemplo, ácido sulfúrico, sulfato de aluminio) y débiles (por ejemplo, ácido acético)?
- ¿Cómo afecta la concentración de la solución al grado de disociación?
La respuesta se puede discutir usando el ejemplo de soluciones diluidas y concentradas de ácido acético. Si es posible determinar la conductividad eléctrica, es posible demostrar la diferente conductividad eléctrica de la esencia de vinagre y el vinagre de mesa.

Percibir nueva información sobre el tema Desarrollo de ideas sobre el grado de disociación, que se forman en lecciones de química Cognitivo

Evaluar la integridad de la comprensión del tema La capacidad de analizar la comprensión del problema Normativa

Actividad del profesor
2. Organiza la planificación y preparación del experimento instrumental:
- familiarización con la información del proyecto "pH y temperatura";
- discusión del propósito del proyecto, hipótesis;
- organización de grupos de trabajo (tres grupos);
- preparación del equipo

Acciones a tomar Métodos formados de actividad Actividades de los estudiantes
Perciben información sobre normas de seguridad al trabajar con ácidos (ácido cítrico) Desarrollan el concepto de la necesidad de cumplir con las normas de seguridad Cognitivas
Aclarar lo que queda incomprensible La capacidad de formular una pregunta sobre el tema Comunicativo
Evaluar la integridad de la comprensión de la metodología de trabajo en el proyecto Capacidad de analizar la comprensión del problema Normativa

Lección número 2. Realización de un experimento
Plan de estudios:
1. Preparación para el funcionamiento de sensores digitales de pH y temperatura.
2. Realización de un estudio de la dependencia del pH con la temperatura:
1er grupo: medición de pH de solución de ácido cítrico a 10 0С, 25 0С, 40 0С;
2do grupo: medir el pH de una solución de bicarbonato de sodio a 10 0С, 25 0С, 40 0С;
3er grupo: medición de pH de agua destilada a 10 0С, 25 0С, 40 0С.
3. Análisis primario de los resultados obtenidos. Rellenar los cuestionarios del proyecto GlobalLab.

Actividad del profesor
1. Organiza lugares de trabajo para cada grupo de estudiantes:
- explica cómo enfriar las soluciones y luego calentarlas gradualmente y tomar medidas de temperatura y pH;
- responde a las preguntas de los estudiantes

Acciones a tomar Métodos formados de actividad Actividades de los estudiantes
Percibir información según el método de trabajo Desarrollo de ideas sobre el funcionamiento de los sensores digitales Cognitivo
Aclarar lo que queda incomprensible La capacidad de formular una pregunta sobre el tema Comunicativo
Evaluar la integridad de la comprensión del trabajo en el proyecto La capacidad de analizar la comprensión del problema Normativa

Actividad del profesor
2. Organiza el trabajo de los alumnos en grupos. El profesor controla el progreso del trabajo en grupos, responde posibles preguntas de los estudiantes, supervisa la finalización de la tabla de resultados de investigación en el pizarrón.

Acciones a tomar Métodos formados de actividad Actividades de los estudiantes
1. Conecte los sensores digitales a la PC.
2. Preparar soluciones:
1er grupo - ácido cítrico;
2do grupo - bicarbonato de sodio;
3er grupo - agua destilada.
3. Enfriar las soluciones y medir el pH a 10°C.
4. Calentar gradualmente las soluciones y medir el pH a 25°C y 40°C.
5. Los resultados de la medición se ingresan en una tabla general, que se dibuja en la pizarra (conveniente para la discusión) Formación de habilidades para la investigación instrumental Cognitiva
Trabajo en grupo Cooperación educativa en grupo Comunicativa
Trabajar sobre un problema común, evaluando el ritmo y la exhaustividad del trabajo realizado La capacidad de analizar sus acciones y corregirlas a partir del trabajo conjunto de toda la clase Normativa

Actividad del profesor
3. Organiza el análisis primario de los resultados de la investigación. Organiza el trabajo de los alumnos para rellenar los cuestionarios del proyecto GlobalLab “pH y temperatura”

Acciones a tomar Métodos formados de actividad Actividades de los estudiantes
Familiarizarse con los resultados del trabajo de otros grupos Formación de ideas sobre la dependencia del pH de la temperatura Cognitivo
Hacer preguntas a representantes de otros grupos Cooperación educativa con compañeros de clase. Desarrollo del habla oral Comunicativo
Analizar los resultados del trabajo, completar el cuestionario del proyecto La capacidad de analizar sus acciones y presentar los resultados de su trabajo Normativa

Lección número 3. Análisis y presentación de los resultados
Contenido de la actividad
1. Presentación de resultados: actuaciones de los alumnos.
2. Discusión de los hallazgos que son significativos para los participantes del proyecto que utilizan sensores de pH digitales.

Actividad del profesor
1. Organiza actuaciones de estudiantes. Admite altavoces. Hace una conclusión sobre el trabajo en el proyecto, agradece a todos los participantes

Acciones a tomar Métodos formados de actividad Actividades de los estudiantes
Presentar los resultados de sus actividades, escuchar los discursos de los compañeros Formación de ideas sobre la forma de presentación de los resultados del proyecto Cognitivo
Participar en la discusión de discursos Cooperación educativa con compañeros de clase. Desarrollo del habla oral Comunicativo
Analizar los resultados de su trabajo, comentar las declaraciones de los compañeros. La capacidad de analizar los resultados de sus actividades y el trabajo de otras personas. Normativa.

Actividad del profesor
2. Organiza una discusión sobre el tema, que se presenta en el proyecto “¿Cómo se comportará el pH de la solución si se enfría o se calienta? ¿Por qué los científicos intentan medir el pH a la misma temperatura y qué conclusión deberían sacar de esto los participantes del proyecto GlobalLab?
Organiza una discusión de los resultados confirmando o refutando la hipótesis del proyecto “Cuando cambia la temperatura de las soluciones, cambia la constante de disociación de los ácidos y álcalis disueltos y, en consecuencia, el valor del pH”

Acciones a tomar Métodos formados de actividad Actividades de los estudiantes
Discutir la relación entre el pH de la solución y la temperatura Desarrollo de ideas sobre el grado de disociación electrolítica Cognitivo
Expresar sus pensamientos sobre la hipótesis del proyecto y formular una conclusión Colaboración educativa con los compañeros. Desarrollo del habla oral Comunicativo
Evaluar la hipótesis del proyecto en base a los resultados obtenidos Capacidad para evaluar la hipótesis en base a los resultados ya obtenidos y formular una conclusión Normativa

240 µmol/min

0,002 µmol

La actividad molar indica cuántas moléculas de sustrato son convertidas por una molécula de enzima en 1 minuto (la actividad molar a veces se denomina "número de revoluciones"). 2.5 muestra la actividad molar de algunas enzimas.

Tabla 2.5. Actividad molar de algunas enzimas.

	L kgi vn osg.
Anhidrasa carbónica C		(3-galactosidasa
Isomerasa L5-3-cetoesteroide		Fosfoglucomutasa
Superóxido dismutasa		cicinato deshidrogenasa
Catalasa		Bifuncional
(3-amilasa
Fumarasa

La llamada enzima bifuncional tiene la actividad molar más baja conocida. Sin embargo, esto no significa que su papel fisiológico también sea bajo (para más detalles sobre esta enzima, consulte la Fig. 9.31).

Dependencia de la velocidad de reacción enzimática de la temperatura, el pH y el tiempo de incubación

La dependencia de la velocidad de reacción con la temperatura. La velocidad de las reacciones enzimáticas, como cualquier otra, depende de la temperatura: con un aumento de temperatura por cada 10 0C, la velocidad se duplica aproximadamente (regla de van't Hoff). Sin embargo, para reacciones enzimáticas, esta regla es válida solo a bajas temperaturas, hasta 50-60 °C. A temperaturas más altas, se acelera la desnaturalización de la enzima, lo que significa una disminución en su cantidad; en consecuencia, la velocidad de reacción también disminuye (Fig. 2.17, d). A 80-90 0C, la mayoría de las enzimas se desnaturalizan casi instantáneamente. Se recomienda realizar la determinación cuantitativa de enzimas a 25°C.

La dependencia de la velocidad de reacción del pH. Un cambio en el pH conduce a un cambio en el grado de ionización de los grupos ionogénicos en el centro activo, y esto afecta la afinidad del sustrato por el centro activo y el mecanismo catalítico. Además, un cambio en la ionización de la proteína (no solo en la región del centro activo) provoca cambios conformacionales en la molécula de la enzima. La forma de campana de la curva (Fig. 2.17, e) significa que existe un estado óptimo de ionización de la enzima, que proporciona la mejor conexión con el sustrato y la catálisis de la reacción. El pH óptimo para la mayoría de las enzimas está entre 6 y 8. Sin embargo, hay excepciones: por ejemplo, la pepsina es más activa a pH 2. La determinación cuantitativa de las enzimas se lleva a cabo al pH óptimo para la enzima dada.

La dependencia de la velocidad de reacción con el tiempo. A medida que aumenta el tiempo de incubación, la velocidad de reacción disminuye (Fig. 2.17, f). esto puede estar pasando

debido a una disminución en la concentración del sustrato, un aumento en la velocidad de la reacción inversa (como resultado de la acumulación del producto de la reacción directa), inhibición de la enzima por el producto de reacción y desnaturalización de la enzima . La cuantificación de enzimas y los estudios cinéticos miden la velocidad inicial de la reacción (la velocidad inmediatamente después del inicio de la reacción). El tiempo durante el cual la velocidad puede considerarse inicial con una aproximación aceptable se selecciona experimentalmente para cada enzima y para condiciones dadas, con base en el gráfico que se muestra en la Fig. 2.17, es decir, la sección recta del gráfico, a partir de la marca de tiempo cero, corresponde al intervalo de tiempo durante el cual la velocidad de reacción es igual o cercana a la velocidad inicial (en la figura, este intervalo está marcado con una línea de puntos) .

INHIBIDORES DE ENZIMAS

Los inhibidores de enzimas son sustancias que reducen su actividad. De mayor interés son los inhibidores que interactúan con el sitio activo de la enzima. Dichos inhibidores suelen ser análogos estructurales del sustrato y, por lo tanto, son complementarios al sitio activo de la enzima. Por lo tanto, inhiben la actividad de una sola enzima o de un grupo de enzimas con una estructura muy similar al sitio activo. Hay inhibidores competitivos y no competitivos, inhibidores reversibles e irreversibles.

El ácido malónico HOO C -CH2 -COOH es un análogo estructural del ácido succínico, por lo que puede unirse al centro activo de la succinato deshidrogenasa (ver arriba). Ho la deshidrogenación del ácido malónico es imposible. Si tanto el ácido succínico como el malónico están presentes en la mezcla de reacción, ocurren los siguientes procesos:

mi + s j ± mi s « 2 mi + p

Algunas moléculas de enzima están ocupadas por el inhibidor (I) y no participan en la reacción de conversión del sustrato: en consecuencia, la tasa de formación del producto disminuye. Si la concentración del sustrato aumenta, entonces la proporción del complejo ES aumenta, mientras que la proporción del complejo EI disminuye: el sustrato y el inhibidor compiten por el sitio activo de la enzima. Este es un ejemplo de inhibición competitiva. A una concentración de sustrato suficientemente alta, toda la enzima estará en forma de complejo ES y la velocidad de reacción será máxima, a pesar de la presencia de un inhibidor.

Algunos inhibidores forman un complejo no con una enzima libre, sino con un complejo enzima-sustrato:

A en este caso, un aumento de la concentración del sustrato no reduce la acción del inhibidor; tales inhibidores se llaman no competitivos.

A En algunos casos, el inhibidor puede sufrir una transformación química bajo la acción de una enzima. Por ejemplo, el n-nitrofenilacetato es hidrolizado por la enzima proteolítica quimotripsina; la hidrólisis se produce en dos etapas (fig. 2.18).

un O2 N-
E- O- C- CH, + H, O - E- OH + HO- C- CH3 + H0O

Arroz. 2.18. Hidrólisis de l-nitrofenilacetato con quimotripsina

Primero, el residuo acetilo se une al grupo hidroxilo del residuo serina en el sitio activo de la enzima (reacción a), y luego se hidroliza la enzima acetilo (reacción b). La primera etapa avanza rápidamente y la segunda, muy lentamente, por lo tanto, incluso a bajas concentraciones de p-nitrofenilacetato, una parte significativa de las moléculas de enzima se encuentra en forma acetilada y la tasa de hidrólisis del sustrato natural (péptidos) disminuye. . Estos inhibidores se denominan pseudosustratos o sustratos malos.

A veces, la transformación química del inhibidor en el sitio activo conduce a la formación de un producto intermedio, muy fuerte e irreversiblemente unido a la enzima: este fenómeno se denomina catálisis suicida. Por ejemplo, el 3-cloroacetolfosfato inhibe irreversiblemente la triosa fosfato isomerasa. Este inhibidor es un análogo estructural del fosfato de dihidroxiacetona: se declora y se une irreversiblemente al residuo de ácido glutámico en el sitio activo de la enzima.

	(Fig. 2.19).
				CH2 - O P O 3 H2

	do el 2

Arroz. 2.19. Inhibición irreversible de la triosa fosfato isomerasa

Los inhibidores pueden ser no solo análogos de sustratos, sino también análogos de coenzimas que pueden tomar el lugar de una coenzima real, pero no pueden realizar su función.

La interacción de una enzima con un inhibidor suele ser tan específica como la interacción con un sustrato o una coenzima. Basado en esto

el uso de inhibidores para suprimir selectivamente la actividad de una enzima particular en un sistema enzimático complejo o en el cuerpo. En particular, muchos medicamentos son inhibidores de ciertas enzimas.

Hay inhibidores que actúan de forma menos selectiva. Por ejemplo, el p-cloromercuribenzoato es un reactivo específico para los grupos sulfhidrilo de las proteínas (fig. 2.20). Por tanto, el p-cloromercuribenzoato inhibe todas las enzimas que tienen grupos SH implicados en la catálisis.

Cis- SH+ Cl- Hg-

COOH™ Cis-S-Hg-(^j>-COOH

Arroz. 2.20. Reacción de l-cloromercuriobenzoato con grupos sulfhidrilo de proteínas

Otro ejemplo es la inhibición de péptido hidrolasas y esterasas con serina en el centro activo por diisopropilfluorofosfato. El inhibidor se une irreversiblemente al residuo de serina (fig. 2.21).

H3C - C H - C H 3

Arroz. 2.21. Inhibición de diisopropilfluorofosfato de enzimas serina

Los residuos de serina fuera del centro activo no se ven afectados; por lo tanto, la propia enzima cataliza la reacción que la destruye. El diisopropilfluorofosfato es un representante de un grupo de compuestos organofosforados con una toxicidad extremadamente alta. El efecto tóxico se debe precisamente a la inhibición de enzimas, principalmente acetilcolinesterasa (cap. 22).

La penicilina, una de las drogas más conocidas y más utilizadas, se usa para tratar una serie de enfermedades infecciosas. La penicilina inhibe irreversiblemente la enzima bacteriana glicopéptido transferasa. Esta enzima interviene en la síntesis de la pared bacteriana, por lo que en presencia de penicilina la reproducción bacteriana es imposible. La glicopéptido transferasa contiene un residuo de serina en el sitio activo (serina péptido hidrolasa). La molécula de penicilina tiene un enlace amida, similar en propiedades a un enlace peptídico (fig. 2.22). Como resultado de la escisión de este enlace catalizada por la enzima, el residuo de penicilina se une irreversiblemente a la enzima.

Los inhibidores son herramientas muy eficaces para estudiar la estructura del sitio activo de las enzimas y el mecanismo de catálisis. Inhibidores, irreversibles

sistema de apoyo estatal
unidad de medidas

TÍTULOS ESTÁNDAR PARA COCINAR
SOLUCIONES TAMPÓN -
NORMAS DE TRABAJO pH 2do y 3ª ALTA

Características técnicas y metrológicas

Métodos para su determinación.

Moscú Informe estándar 200 8

Prefacio

Los objetivos, los principios básicos y el procedimiento básico para llevar a cabo el trabajo de estandarización interestatal están establecidos por GOST 1.0-92 "Sistema de estandarización interestatal". Disposiciones Básicas” y GOST 1.2-97 “Sistema de Normalización Interestatal. Estándares interestatales, reglas y recomendaciones para la estandarización interestatal. La orden de desarrollo, adopción, aplicación, actualización y cancelación”

Sobre el estándar

1 DESARROLLADO por la Empresa Unitaria del Estado Federal "Instituto de Investigación de Mediciones de Ingeniería Física, Técnica y de Radio de Rusia" (FSUE "VNIIFTRI") de la Agencia Federal de Regulación Técnica y Metrología

2 INTRODUCIDO por la Agencia Federal de Regulación Técnica y Metrología

3 ADOPTADO por el Consejo Interestatal de Normalización, Metrología y Certificación (Acta No. 26 del 8 de diciembre de 2004)

Nombre abreviado del país según MK (ISO 3166) 004-97	Código de país según MK (ISO 3166) 004-97	Nombre abreviado del organismo nacional de normalización
Azerbaiyán		Estándar az
Bielorrusia		Estándar estatal de la República de Bielorrusia
Kazajistán		Estándar estatal de la República de Kazajstán
Kirguistán		Estándar kirguís
Moldavia		Moldavia-estándar
Federación Rusa		Agencia Federal de Regulación Técnica y Metrología
Tayikistán		Estándar tayiko
Uzbekistán		Uzestándar

4 Por orden de la Agencia Federal de Regulación Técnica y Metrología del 15 de abril de 2005 No. 84-st, el estándar interestatal GOST 8.135-2004 entró en vigencia directamente como el estándar nacional de la Federación Rusa a partir del 1 de agosto de 2005.

6 REVISIÓN. diciembre de 2007

La información sobre la entrada en vigor (terminación) de esta norma y sus modificaciones se publica en el índice "Estándares nacionales".

La información sobre los cambios a este estándar se publica en el índice (catálogo) "Estándares nacionales", y el texto de los cambios, en carteles informativos "Normas nacionales". En caso de revisión o cancelación de esta norma, la información pertinente se publicará en el índice de información "Normas Nacionales"

ESTÁNDAR INTERESTATAL

Fecha de introducción - 2005-08-01

1 área de uso

Esta norma se aplica a los títulos estándar, que son pesajes exactos de sustancias químicas en viales o ampollas, destinados a la preparación de soluciones tampón con determinados valores de pH, y establece características técnicas y metrológicas y métodos para su determinación.

2 Referencias normativas

Esta norma utiliza referencias normativas a las siguientes normas:

3.4 Los títulos estándar se realizan con cantidades pesadas de los productos químicos necesarios para la preparación de 0,25; Solución tampón 0,50 y 1 dm 3 . La masa nominal de una muestra de la sustancia requerida para preparar 1 dm 3 de una solución tampón se da en la tabla.

tabla 1

	Sustancias químicas incluidas en el título estándar	Peso nominal de la muestra m nombre incluido en el título estándar, para la preparación de 1 dm 3 de solución tampón 1, g	Valor de pH nominal de la solución tampón a 25 °C 2)
	× 2H 2 O	25,219	1,48
	Tetraoxalato de potasio 2-agua KH 3 (C 2 O 4) 2× 2H 2 O	12,610	1,65
	hidrodiglicolato de sodio C 4 H 5 O 5 Na	7,868	3,49
	Hidrotartrato de potasio KNS 4 H 4 C 6	9,5 3)	3,56
	Hidroftalato de potasio KNS 8 H 4 O 4	10,120	4,01
	Ácido acético CH 3 COOH Acetato de sodio CH 3 COONa	6,010 8,000	4,64
	Ácido acético CH 3 COOH Acetato de sodio CH 3 COONa	0,600 0,820	4,71
	Fosfato de piperazina C 4 H 10 N 2 H 3 PO 4	4,027	6,26
	Fosfato de monohidrógeno de sodio Na2HPO4	3,3880 3,5330	6,86
	Dihidrofosfato de potasio KH 2 RO 4 Fosfato de monohidrógeno de sodio Na2HPO4	1,1790 4,3030	7,41
	Dihidrofosfato de potasio KH 2 RO 4 Fosfato de monohidrógeno de sodio Na2HPO4	1,3560 5,6564	7,43
	Tris 4) (HOCH 2 ) 3 CNH 2 Tris 4) clorhidrato (HOCH 2) 3 CNH2HCl	2,019 7,350	7,65
	Tetraborato de sodio 10-acuoso Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O	3,8064	9,18
	Tetraborato de sodio 10-acuoso Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O	19,012	9,18
	carbonato de sodio Na2CO3 Ácido de carbonato de sodio NaHCO3	2,6428 2,0947	10,00
	Hidróxido de calcio Ca (OH) 2	1,75 3)	12,43
1) Para preparar una solución tampón con un volumen de 0,50 y 0,25 dm 3 , la masa de una muestra de la sustancia debe reducirse por un factor de 2 y 4, respectivamente. 2) La dependencia de los valores de pH de las soluciones tampón con la temperatura se indica en el apéndice. . 3) Muestra para preparar una solución saturada. 4) Tris-(hidroximetil)-aminometano.

3.5 Los pesos de las sustancias pesadas en títulos estándar deben corresponder a los valores nominales con una tolerancia de no más del 0,2%. Los pesos de las sustancias pesadas en títulos estándar para la preparación de soluciones saturadas de hidrotartrato de potasio e hidróxido de calcio deben corresponder a los valores nominales con una tolerancia de no más del 1%.

3.6 Las soluciones tampón preparadas a partir de títulos estándar deben reproducir los valores de pH nominales que figuran en la tabla.

Las desviaciones permisibles del valor de pH nominal no deben ir más allá de:

± 0,01 pH - para soluciones tampón - patrones de trabajo de pH de la 2ª categoría;

± 0,03 pH - para soluciones tampón - patrones de trabajo de pH de la 3ª categoría.

3.7 Se permite producir títulos estándar en forma de porciones pesadas de polvos de productos químicos y en forma de sus soluciones acuosas (títulos estándar con ácido acético, solo en forma de soluciones acuosas), envasados ​​en viales herméticamente sellados o sellados en ampollas de vidrio.

Para la preparación de soluciones acuosas, se utiliza agua destilada según GOST 6709.

3.8 Requisitos para el envasado, embalaje, etiquetado y transporte de títulos estándar - de acuerdo con las especificaciones para títulos estándar específicos.

3.9 La documentación operativa para títulos estándar debe contener la siguiente información:

Propósito: categoría (segunda o tercera) de estándares de pH de trabajo: soluciones tampón preparadas a partir de títulos estándar;

Valor de pH nominal de las soluciones tampón a 25 °С;

Volumen de soluciones amortiguadoras en decímetros cúbicos;

Método (instrucción) para la preparación de soluciones tampón a partir de títulos estándar, desarrollado de acuerdo con el apéndice de esta norma;

Título estándar de vida útil.

4 Métodos para caracterizar títulos estándar

4.1 Número de muestrasnortePara determinar las características de cada modificación, se seleccionan títulos estándar según GOST 3885 dependiendo del volumen del lote de títulos estándar de esta modificación, pero al menos tres muestras de títulos estándar en ampollas (para determinación de pH) y al menos seis muestras en viales (3 - para determinación de masa, 3 - para determinación de pH).

4.2 Los instrumentos de medición utilizados deben tener certificados de verificación (certificados) con un período de verificación válido.

4.3 Las mediciones se realizan en condiciones normales:

temperatura del aire ambiente, °С 20 ± 5;

humedad relativa del aire, % de 30 a 80;

presión atmosférica, kPa (mm Hg) de 84 a 106 (de 630 a 795).

4.4 El peso pesado del producto químico en el vial 1) se determina por la diferencia entre el peso del vial pesado y el peso del vial vacío y limpio. Las mediciones del peso de la muestra y el peso de la botella se realizan con un error de no más de 0,0005 g en una balanza analítica (clase de precisión no inferior a 2 según GOST 24104).

1) En una ampolla de vidrio, no se determina el peso de la muestra del título estándar.

4.4.1 Desviación D i,%, la masa de la muestra del valor nominal de la masa para cada una de las muestras está determinada por la fórmula

dónde m nom- peso nominal de una muestra de una sustancia química que forma parte del título estándar (ver tabla);

i

yo- resultado de la medición de masai-ésima muestra ( i = 1 ... norte), GRAMO.

4.4.2 Si para al menos una de las muestras el valor D iserá más del 0,2% (y para títulos estándar para la preparación de soluciones tampón saturadas, más del 1%), entonces se rechaza el lote de títulos estándar de esta modificación.

4.5.1 El valor de pH de la solución tampón: el estándar de pH de trabajo de la segunda categoría, preparado a partir del título estándar, se determina utilizando el estándar de pH de trabajo de la primera categoría (GOST 8.120) a una temperatura de soluciones tampón (25 ± 0,5) °C de acuerdo con los métodos para realizar mediciones de pH incluidos en los documentos reglamentarios del patrón de trabajo de pH de la 1ª categoría.

4.5.1.1 Desviación del pH del valor nominal ( pH) i, determinado por la fórmula

(DpH) i= | pH nom - pH i | ,

dónde i- número de muestra del título estándar;

pH nom - valor de pH nominal de la solución tampón según la tabla;

pH yo - Resultado de la medición del valor de pHi-ésima muestra ( i = 1 ... norte).

4.5.1.2 Si el valor ( pH) ipara cada una de las soluciones tampón no más de 0,01 pH, entonces los títulos estándar de este lote se consideran adecuados para la preparación de un estándar de trabajo de pH de la 2ª categoría.

Si valor (D pH ) ipara cada una de las soluciones tampón no más de 0,03 pH, entonces los títulos estándar de este lote se consideran adecuados para la preparación de un estándar de trabajo de pH de la 3ra categoría.

(DpH) i

4.5.4 El valor de pH de la solución tampón: el pH estándar de trabajo de la 3.ª categoría, preparado a partir del título estándar, se determina mediante el medidor de pH de referencia de la 2.ª categoría (GOST 8.120) de acuerdo con el manual de instrucciones para el pH medidor a una temperatura de soluciones tampón (25 ± 0,5) °С.

4.5.2.1 Desviación del pH del valor nominal ( pH) i determinado por .

4.5.2.2 Si el valor ( pH) ipara cada una de las soluciones tampón no más de 0,03 pH, entonces los títulos estándar de este lote se consideran adecuados para la preparación de un estándar de trabajo de pH de la 3ra categoría.

Si para al menos una de las soluciones amortiguadoras(DpH) iserá más de 0,03 pH, entonces las mediciones se repiten en el doble de muestras.

Los resultados de las mediciones repetidas son definitivos. Si los resultados son negativos, se rechaza el lote de títulos estándar.

Anexo A
(obligatorio)

Las sustancias químicas para títulos estándar se obtienen mediante purificación adicional de reactivos químicos con una calificación de al menos grado analítico. Los reactivos químicos de los grados o.p. y ch.p. se pueden utilizar sin purificación adicional. Sin embargo, el criterio último de su idoneidad para los títulos estándar es el valor de pH de las soluciones tampón preparadas a partir de los títulos estándar. Para purificar sustancias, es necesario utilizar agua destilada (en adelante, agua) con una conductividad eléctrica específica de no más de 5× 10 -4 cm × m -1 a una temperatura de 20 ° C según GOST 6709.

A.1 Tetraoxalato de potasio 2-agua KH 3 (C 2 O 4) 2× El 2H 2 O se purifica por doble recristalización a partir de soluciones acuosas a una temperatura de 50 °C. Secar en estufa con ventilación natural a una temperatura de (55± 5) °С a masa constante.

A.2 Hidrodiglicolato de sodio (oxidiacetato) C 4 H 5 O 5 Na secado a 110°C hasta peso constante. Si no se dispone de un reactivo químico, se obtiene hidrodiglicolato de sodio mediante la semineutralización del ácido correspondiente con hidróxido de sodio. Después de la cristalización, los cristales se filtran en un filtro de vidrio poroso.

A.3 Hidrotartrato de potasio (tartrato de potasio) KNS 4 H 4 O 6 se purifica por doble recristalización en soluciones acuosas; secado en horno a una temperatura (110± 5) °С a masa constante.

A.4 Hidroftalato de potasio (ácido de ftalato de potasio) El KNS 8 H 4 O 4 se purifica mediante doble recristalización en soluciones acuosas calientes con la adición de carbonato de potasio durante la primera recristalización. Los cristales precipitados se filtran a una temperatura no inferior a 36 °C. Secar en estufa con ventilación natural a una temperatura de (110± 5) °С a masa constante.

A.5 El ácido acético CH 3 COOH (GOST 18270) se purifica mediante uno de los siguientes métodos:

a) destilación con la adición de una pequeña cantidad de acetato de sodio anhidro;

b) congelación fraccionada doble (luego del final del proceso de cristalización, se elimina el exceso de la fase líquida).

A.6 Acetato de sodio 3-acuoso (acetato de sodio) CH 3 COONa × El 3H 2 O (GOST 199) se purifica por doble recristalización en soluciones acuosas calientes, seguida de calcinación de la sal a una temperatura de (120± 3) °С a masa constante.

A.7 Fosfato de piperazina C 4 H 10 N 2 H 3 PO 4 × El H 2 O se sintetiza a partir de piperazina y ácido fosfórico (GOST 6552), purificado por triple recristalización a partir de soluciones de alcohol. Se seca sobre gel de sílice en la oscuridad en un desecador hasta peso constante.

A.8 Fosfato de potasio monosustituido (dihidrogenofosfato de potasio) KN 2 RO 4 (GOST 4198) se purifica por doble recristalización en una mezcla de agua y etanol con una relación de volumen de 1: 1 y posterior secado en estufa a una temperatura de (110± 5) °С a masa constante.

A.9 Fosfato de sodio disustituido 12-acuoso (monohidrogenofosfato de sodio) Na2HPO4 (anhidro) se obtiene a partir de 12-sal acuosa Na 2 HPO 4 × 12H 2 O (GOST 4172) por triple recristalización a partir de soluciones acuosas calientes. Secar (deshidratar) en estufa con ventilación natural por etapas en las siguientes modalidades:

En (30 ± 5) °С - hasta masa constante

A (50 ± 5) °С - » » »

A (120 ± 5)°С - » » »

A.10 Tris-(hidroximetil)-aminometano ( HOCH 2 ) 3 CNH 2 secado a 80°C en estufa hasta peso constante.

A.11 Clorhidrato de tris-(hidroximetil)-aminometano ( HOCH 2 ) 3 CNH 2 HCl secado a 40°C en estufa hasta peso constante.

A.12 Tetraborato de sodio 10-acuoso Na 2 B 4 O 7 × 10H 2 O (GOST 4199) se purifica por triple recristalización a partir de soluciones acuosas a una temperatura de (50± 5) ºC. Secar a temperatura ambiente durante dos o tres días. La preparación final del tetraborato de sodio se lleva a cabo manteniendo la sal en un vaso de vidrio de grafito (cuarzo, platino o fluoroplástico) en un desecador sobre una solución saturada de una mezcla de cloruro de sodio y sacarosa o una solución saturada KBr a temperatura ambiente hasta peso constante.

A.13 Carbonato de sodio Na 2CO3 (GOST 83) se purifica por triple recristalización a partir de soluciones acuosas, seguido de secado en un horno a una temperatura de (275± 5) °С a masa constante.

A.14 Carbonato de sodio NaHCO3 (GOST 4201) se purifica por triple recristalización a partir de soluciones acuosas con burbujeo de dióxido de carbono.

A.15 El hidróxido de calcio Ca (OH) 2 se obtiene calcinando carbonato de calcio CaCO 3 (GOST 4530) a una temperatura de (1000± 10) ° C durante 1 hora.El óxido de calcio CaO resultante se enfría al aire a temperatura ambiente y lentamente, en pequeñas porciones, se vierte agua con agitación constante hasta obtener una suspensión. La suspensión se calienta hasta ebullición, se enfría y se filtra a través de un filtro de vidrio, luego se retira del filtro, se seca en un desecador al vacío hasta peso constante y se muele hasta obtener un polvo fino. Almacenado en un desecador.

Anexo B
(referencia)

Número de modificación del título estándar	Sustancias químicas incluidas en el título estándar (modificaciones según tabla)	pH de soluciones tampón a temperatura, °С
	Tetraoxalato de potasio 2-acuoso					1,48	1,48	1,48	1,49	1,49	1,50	1,51	1,52	1,53	1,53
	Tetraoxalato de potasio 2-acuoso			1,64	1,64	1,64	1,65	1,65	1,65	1,65	1,65	1,66	1,67	1,69	1,72
	hidrodiglicolato de sodio		3,47	3,47	3,48	3,48	3,49	3,50	3,52	3,53	3,56	3,60
	hidrogenotartrato de potasio						3,56	3,55	3,54	3,54	3,54	3,55	3,57	3,60	3,63
	hidroftalato de potasio	4,00	4,00	4,00	4,00	4,00	4,01	4,01	4,02	4,03	4,05	4,08	4,12	4,16	4,21
		4,66	4,66	4,65	4,65	4,65	4,64	4,64	4,65	4,65	4,66	4,68	4,71	4,75	4,80
	Ácido acético + acetato de sodio	4,73	4,72	4,72	4,71	4,71	4,71	4,72	4,72	4,73	4,74	4,77	4,80	4,84	4,88
	Fosfato de piperazina		6,48	6,42	6,36	6,31	6,26	6,21	6,14	6,12	6,03	5,95
		6,96	6,94	6,91	6,89	6,87	6,86	6,84	6,83	6,82	6,81	6,82	6,83	6,85	6,90
	Monohidrogenofosfato de sodio + dihidrogenofosfato de potasio	7,51	7,48	7,46	7,44	7,42	7,41	7,39	7,37
	Monohidrogenofosfato de sodio + dihidrogenofosfato de potasio		7,51	7,49	7,47	7,45	7,43	7,41	7,40
	Clorhidrato de Tris + Tris	8,40	8,24	8,08	7,93	7,79	7,65	7,51	7,33	7,26	7,02	6,79
	Tetraborato sódico	9,48	9,41	9,35	9,29	9,23	9,18	9,13	9,07	9,05	8,98	8,93	8,90	8,88	8,84
	Tetraborato sódico	9,45	9,39	9,33	9,28	9,23	9,18	9,14	9,09	9,07	9,01	8,97	8,93	9,91	8,90
	Carbonato de sodio agrio + carbonato de sodio	10,27	10,21	10,15	10,10	10,05	10,00	9,95	9,89	9,87	9,80	9,75	9,73	9,73	9,75
	hidróxido de calcio	13,36	13,16	12,97	12,78	12,60	Nota - Para preparar soluciones con un valor de pH > 6, se debe hervir agua destilada y enfriarla a una temperatura de 25 - 30 °C. Al preparar la cristalería, no utilice detergentes sintéticos. B.1.1 El título estándar se transfiere a un matraz aforado de segunda clase según GOST 1770 (en adelante, el matraz). B.1.2 Retire el vial (ampolla) del paquete. B.1.3 Enjuagar la superficie del vial (ampolla) con agua y secar con papel filtro. C.1.4 Insertar un embudo en el matraz, abrir el vial (ampolla) de acuerdo con las instrucciones del fabricante, permitir que el contenido se vierta completamente en el matraz, enjuagar el vial (ampolla) desde el interior con agua hasta eliminar completamente la sustancia de las superficies, verter el agua de lavado en el matraz. B.1.5 Llene el matraz con agua hasta aproximadamente las dos terceras partes de su volumen, agítelo hasta que el contenido se disuelva por completo (excepto las soluciones saturadas de tartrato ácido de potasio e hidróxido de calcio). B.1.6 Llene el matraz con agua sin agregar agua hasta la marca de 5 - 10 cm 3. El matraz se termostatiza durante 30 minutos en un termostato de agua a una temperatura de 20 °C (los matraces con soluciones saturadas de hidrotartrato de potasio e hidróxido de calcio se llenan completamente con agua y se termostatizan durante al menos 4 horas a una temperatura de 25 °C y 20 °C, respectivamente, agitando periódicamente la suspensión en el matraz por agitación). B.1.7 Diluir el volumen de la solución en el matraz con agua hasta la marca, tapar y mezclar bien el contenido. En muestras tomadas de soluciones saturadas de hidrotartrato de potasio e hidróxido de calcio, el precipitado se elimina por filtración o decantación. EN 2 Almacenamiento de estándares de pH de trabajo B.2.1 Los estándares de pH de trabajo se almacenan en un recipiente de vidrio o plástico (polietileno) bien cerrado en un lugar oscuro a una temperatura que no exceda los 25 °C. La vida útil de los patrones de trabajo es de 1 mes desde el momento de la preparación, con excepción de las soluciones saturadas de hidrotartrato de potasio e hidróxido de calcio, que se preparan inmediatamente antes de medir el pH y que no están sujetas a almacenamiento.

La potenciometría es uno de los métodos electroquímicos de análisis basado en la determinación de la concentración de electrolitos midiendo el potencial de un electrodo sumergido en la solución de prueba.

Potencial (del lat. potencia- fuerza) - un concepto que caracteriza los campos de fuerza física (eléctrica, magnética, gravitatoria) y, en general, los campos de cantidades físicas vectoriales.

El método de medición potenciométrica de la concentración de iones en una solución se basa en medir la diferencia de potencial eléctrico de dos electrodos especiales colocados en la solución de prueba, y un electrodo, el auxiliar, tiene un potencial constante durante el proceso de medición.

Potencial mi un electrodo separado está determinado por la ecuación de Nernst (W.Nernst - químico físico alemán, 1869 - 1941) a través de su potencial estándar (normal) mi 0 y actividad iónica a+ , que participan en el proceso del electrodo

mi = mi 0 + 2,3 lg a + , (4.1)

dónde mi 0 es el componente de la diferencia de potencial interfacial, que está determinado por las propiedades del electrodo y no depende de la concentración de iones en la solución; R es la constante universal de los gases; norte es la valencia del ion; T- temperatura absoluta; F – Número de Faraday (M.Faraday - físico inglés del siglo XIX).

La ecuación de Nernst, derivada de una clase limitada de sistemas electroquímicos metálicos, una solución de cationes del mismo metal, es válida en un rango mucho más amplio.

El método potenciométrico es el más utilizado para determinar la actividad de los iones de hidrógeno, que caracteriza las propiedades ácidas o alcalinas de una solución.

La aparición de iones de hidrógeno en solución se debe a la disociación (del lat. disociación- separación) de una parte de las moléculas de agua que se descomponen en iones de hidrógeno e hidroxilo:

H 2 O↔
+
. (4.2)

Según la ley de acción de masas, la constante A el equilibrio de la reacción de disociación del agua es igual a k=
.
/
.

La concentración de moléculas no disociadas en el agua es tan alta (55,5 M) que puede considerarse constante, por lo que se simplifica la ecuación (5.2):
= 55,5 =
.
, dónde
es una constante llamada producto iónico del agua,
\u003d 1.0 ∙ 10 -14 a una temperatura de 22 ° C.

Durante la disociación de las moléculas de agua, los iones de hidrógeno e hidroxilo se forman en cantidades iguales, por lo tanto, sus concentraciones son las mismas (solución neutra). Con base en la igualdad de concentraciones y el valor conocido del producto iónico del agua, tenemos

[H+] =
=
= 1∙10 -7 . (4.3)

Para una expresión más conveniente de la concentración de iones de hidrógeno, el químico P. Sarensen (bioquímico y físico danés) introdujo el concepto de pH ( p es la letra inicial de la palabra danesa Potenz es un grado, H es el símbolo químico del hidrógeno).

El indicador de hidrógeno pH es un valor que caracteriza la concentración (actividad) de iones de hidrógeno en soluciones. Es numéricamente igual al logaritmo decimal de la concentración de iones de hidrógeno
tomado con el signo opuesto, es decir

pH = - lg
. (4.4)

Las soluciones acuosas pueden tener un pH en el rango de 1 a 15. En soluciones neutras a una temperatura de 22 ° C, pH \u003d 7, en pH ácido< 7, в щелочных рН > 7.

Cuando cambia la temperatura de la solución controlada, el potencial de electrodo del electrodo de vidrio cambia debido a la presencia del coeficiente S = 2,3∙ en la ecuación (4.1). Como resultado, el mismo valor de pH a diferentes temperaturas de solución corresponde a diferentes valores de fem del sistema de electrodos.

La dependencia de la fem del sistema de electrodos del pH a diferentes temperaturas es un haz de líneas rectas (Fig. 4.1) que se cruzan en un punto. Este punto corresponde al valor de pH de la solución, en el cual la fuerza electromotriz del sistema de electrodos no depende de la temperatura, se llama isopotencial (del griego  - igual, idéntico y …potencial) punto. Las coordenadas del punto isopotencial ( mi Y y pH I) son las características más importantes del sistema de electrodos. Teniendo en cuenta la temperatura, la característica estática (4.1) toma la forma

Los artículos de esta sección se pueden descargar en formato Word (texto y cifras) y en formato Excel (texto, cifras, fragmentos de trabajo de cálculos)

Sin embargo, si aún no le gusta usar las imágenes discutidas en la lección anterior, puede ofrecer programas cortos que funcionan en el rango de NaCl = 0--500 µg/kg y t = 10--50 °C con una extrapolación error de hasta 2 µg/kg en términos de sodio, que es mucho menor que el error de la medición en sí. Encontrará estos programas en el archivo Fragment.xls, tienen la siguiente forma tabular:

NaCl en contacto con el aire:

Si el contenido de dióxido de carbono en el aire de la habitación es superior al valor calculado, se sobrestimará la concentración de NaCl calculada a partir de estos fragmentos.

Ahora sobre la calidad de nuestros datos. Mantenga siempre la información original. Si registró las lecturas del dispositivo (conductividad eléctrica o pH), anote la temperatura de la solución medida. Para el pH, indique si el compensador de temperatura se activó durante la medición y, en general, consulte las instrucciones del dispositivo, qué hace cuando la temperatura de la muestra se desvía de la temperatura estándar. Cuando determine el pH, la conductividad o la alcalinidad hidratada de una muestra, especialmente en una muestra con un alto contenido inicial de dióxido de carbono, tenga en cuenta que su muestra ya no es la misma que era en el momento en que se tomó. Una cantidad desconocida de dióxido de carbono ya pasó de la muestra al aire o viceversa.

De alguna manera llamaron desde Vinnitsa y preguntaron cómo ajustar el pH según la temperatura. Solo esto puede y no debe hacerse en el objeto. En cualquier caso, registre el pH inicial y la temperatura de la muestra y proporcione una columna separada para el valor de pH corregido.

Ahora sobre cómo ajustar el pH. Me temo que ni siquiera cien sabios responderán a esta pregunta "simple" en términos generales. Así es, por ejemplo, la dependencia del pH de la temperatura para el agua absolutamente pura.

Lo mismo, pero en contacto con el aire:

Pero la corrección de pH por temperatura para estos dos gráficos resultó ser la misma:

La transición del pHt medido al pH en t=25 °C para estos gráficos se puede realizar mediante la fórmula:

Un enfoque más riguroso sería tomar no 1 y 3 mg/l de dióxido de carbono libre, sino 1 y 3 mg/l de dióxido de carbono total (no disociado y disociado). Encontrará este fragmento, si lo desea, en la Hoja 4, pero los resultados de este fragmento no diferirán significativamente de los que se dan en esta Hoja.

Tenga en cuenta que los fragmentos para el dióxido de carbono se dan en relación con aguas donde, además del dióxido de carbono, no hay álcalis ni ácidos y, en particular, no hay amoníaco. Esto sucede solo en algunas centrales térmicas con calderas de media presión.