ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 1ο: ΥΔΑΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ

Σκοποί εργαστηρίου:

Εργαστηριακό βιβλίο, σελ. 1-9.
 
Α. Θεωρία:

1. Αμφίδρομες, χημικές αντιδράσεις, και σταθερά ισορροπίας
2. Ορισμός και χρήση ρυθμιστικών διαλυμάτων, Ρ.Δ.
3. Αραίωση διαλυμάτων
4. Μοριακότητα, κανονικότητα και επί τοις % σύσταση
5. Mέτρηση pH 
6. Παραδείγματα παρασκευής Ρ.Δ.
7. Δείκτες

Β. Πειράματα:

 1. Άσκηση 1η: Προσδιορισμός του pH αγνώστου Ρ. Δ. με pH-μετρο
2.  Άσκηση 2η: Παρασκευή Ρ.Δ. οξικού οξέως/οξικού νατρίου, pH=5,0 και συγκεντνρώσαεως, c=0,1 Μ
3. Ασκηση 3η:  Ρυθμιστική δράση διαλύματος οξικού οξέως/οξικού νατρίου

Γενικές σημειώσεις και ασκήσεις

1)  Ποιά είναι τα κύρια εξωκυτταρικά και ενδοκυτταρικά ρυθμιστικά διαλύματα;

2) Ιδιότητες Ρυθμιστικού Διαλύματος: 

Το αμινοξύ γλυκίνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ρυθμιστικό διάλυμα σε βιοχημικά πειράματα. Η αμινομάδα έχει pK=9,6 και υπάρχει είτε στην πρωτονιωμένη, είτε στην ελεύθερη μορφή: (R-NH+/R-NH2).

α. Να γράψετε την εξίσωση της αντιστρεπτής ισορροπίας της αμινομάδας.

β. Σε ποιό εύρος του pH μπορεί να χρησιμοποιηθεί η γλυκίνη ως ρυθμιστικό διάλυμα χάρη στην αμινομάδα της ;

γ.  Πόσο επί τοις % της -ΝΗ3+ παραμένει αδιάστατο σε pH 10,6 ; σε pH 9,6 ; σε pH 8,6 ;

3) Η επίδραση του pH στην διαλυτότητα: 

 Ποιά είδη χημικών ενώσεων μπορούν να διαλυθούν στο νερό και γιατί;

Οι δεσμοί υδρογόνου που σχηματίζει το νερό οφείλονται στον πολικό του χαρακτήρα. 

Πολικά (υδροφιλα, φορτισμένα) μόρια διαλύονται εύκολα σε νερό ενώ μη πολικά μόρια έχουν ελάχιστη διαλυτότητα, είναι υδρόφοβα. Συνεπώς, αν ένα μόριο αποκτήσει πολικότητα μπορεί, θεωρητικά, να διαλυθεί στο νερό.

Άσκηση: Γιατί τα υδρόφοβα μόρια δεν διαλύονται στο νερό; Δείτε το κεφάλαιο 2 στον Stryer. 

Επί παραδείγματι, η διαλυτότητα του βενζοϊκού οξέος (πιό κάτω σχήμα: pK=5) στο νερό είναι μικρή ενώ του βενζοϊκού ιόντος μεγαλύτερη. 

α. Πως μπορεί να αυξηθεί η διαλυτότητα του βεζοϊκού οξέος σε υδατικό διάλυμε; Νύξη: Γράψτε την εξίσωση ιοντισμού του βενζοϊκού.

β. Παρατηρείστε τις ενώσεις (πυριδίνη κλπ) στο πιο κάτω σχήμα: Είναι περισσότερο διαλυτές σε υδατικό διάλυμα 0,1 Μ ΝαΟΗ ή 0,1Μ ΗCl και γιατί;

4) pH και απορρόφηση φαρμάκων:

Η ασπιρίνη (οράτε το σχήμα, κάτω δεξιά) είναι ασθενές οξύ με pK=3,5. Απορροφάται από τα κύτταρα στο στομάχι και στο λεπτό έντερο, μέσω της κυτταρικής μεμβράνης. Η ταχύτητα απορρόφησης καθορίζεται από την πολικότητα του μορίου: Τα φορτισμένα ή πολικά μόρια διέρχονται αργά δεδομένου ότι οι μεμβράνες αποτελούνται από υδρόφοβα μόρια (φωσφολιπίδια κ.α.) ενώ τα ουδέτερα ή υδρόφοβα τις διαπερνούν γρήγορα. Το pH του γαστρικού υγρού είναι 1,5 ενώ το pH του περιεχομένου του λεπτού εντέρου περίπου 6,0. 

α) Συνδιαστική άσκηση: Που απορροφάται καλύτερα η ασπιρίνη; Στο στομάχι ή στο λεπτό έντερο, γιατί;  
Νύξη: Χρησιμοποιείστε την εξίσωση Η-Η και την διαλυτότητα της ασπιρίνης.

β)  Γιατί το pK της καρβοξυλικής ομάδας στην ασπιρίνη είναι υψηλότερο του pΚ της καρβοξυλικής ομάδας στο οξικό οξύ;