ROZTWORY BUFOROWE O ZNANYM pH

Sposoby przygotowania:

• Obliczenie dokładnych objętości kwasu i sprzężonej z nim zasady o określonych stężeniach i zmieszanie ich ze sobą.

• Zmieszanie roztworu i sprzężonej z nim zasady , a następnie doprowadzenie do właściwego pH poprzez dodawanie roztworu mocnego kwasu lub mocnej zasady i dopełnienie do okeslonej objętości.

• Wykorzystanie gotowych przepisów.

Wybór najlepszego buforu do doświadczenia :

• pk jest równe pożądanej wartości pH. Im bardziej zbliżone są te wartości , tym większą pojemność buforową będzie miał ten bufor.

• Dla największej efektywności działania buforu stosunek sprzężonej zasady i kwasu w roztworze powinien się mieścić się granicach 0,1-10

• Bufory najlepiej buforują w przedziale pH
  od wartości pk buforu

• Bufor powinien utrzymywać pH na właściwym poziomie , ale jednocześnie nie powinien zmieniać warunków doświadczenia .

• Należy wybrać bufor nie reagujący z rządnym z użytych odczynników w reakcji.

• Pka pomiędzy 6-8 . to kryterium jest bardziej przydatne dla systemów biochemicznych niż do badania żywności . Goods założył , że lepiej używać buforów mających pH w tym zakresie niż konkretnego buforu o wartości pKa=7

Dobra rozpuszczalność w wodzie :

• Minimalny efekt solny. Ważne jest, aby jony i inne cząsteczki obecne w roztworze nie oddziaływały z jonami i cząsteczkami tworzącymi bufor ( w obie strony)

• Mały wpływ stężenia , temperatury czy siły jonowej roztworu na stopień dysocjacji. Bufor powinien utrzymywać pH bez względu na warunki przechowywania, czy dodanie innych soli lub innych związków do systemu, w praktyce dopuszcza się minimalne zmiany.

• Dobrze zdefiniowane lub brak oddziaływać z kationami. Wiele buforów tworzy kompleks z jonami metali iw ten sposób wpływa na ich funkcjonalność w danym układzie.

• Stabilność chemiczna polega na tym, że bufor nie może się rozkładać po wpływem np. światła lub w czasie.

• Minimalna wartość absorpcji światła z zakresu widzialnego, jest to szczególnie w doświadczeniach, w których, w których planuje się pomiary spektrometryczne

Zadanie 1

100 ml 0,2 M roztworu buforowego, będącego mieszaniną roztworu kwasu octowego o st. 0,16 M i roztworu octanu sodu o st. 0,4 M dodano:

a) 1 l HCl o c=0,9 mol/l

b) 1ml NaOH o c = 0,9 mol/l

Oblicz pojemność buforową roztworu wobec kwasu i zasady .

W 1000 ml znajduje się 0,9 mola HCl , to w 1ml jest :

1000ml----0,9

1ml--------x

X=0,0009

Do 100ml buforu dodano 0,0009 mola kwasu lub zasady.

W 100ml buforu jest 0,004 mola soli i 0,016 mola kwasu octowego

pH buforu przed dodaniem kwasu wynosi :

1. w roztworze jest 0,004 mola soli i 0,016 mola kwasu, po dodaniu 0,0009 mola HCl :

0,004-0,0009=0,0031 mola
i 0,0009+0,016=0,0169mola

A stężenia wynoszą:

Stężenie roztworu mocnego kwasu dodanego do buforu ,który spowodował zmianę pH wynosi 0,0089 mol/dm ponieważ :

0,0009mola-101 cm

Xmola--------1000cm

X=0,0089mola

2. doany 1 cm zawiera 0,0009 mola NaOH

0,004+0,0009=0,0049mola
i 0,016-0,0009=0,0151mola

Odpowiednie stężenia wynoszą:

Woda i roztwór doskonały

Model idealnego kryształu- absolutne regularne rozmieszczenie atomów, jonów, lub molekuł w ściśle w węzłach sieci krystalicznej o zadanej z góry nigdzie nienaruszonej symetrii.

Model idealnego gazu-brak jakiegokolwiek porządku i oddziaływań między molekułami , poza zderzeniami sprężystymi .

Cechy roztworu idealnego :

• stan pośredni pomiędzy fazą stałą i gazową

• energia potencjalna oddziaływań międzymolekularnych jest na tyle duża , że nie pozwala na pełne oderwanie od siebie molekuł cieczy.

• energia potencjalna oddziaływań międzymolekularnych jest zbyt mała , aby temperaturze odpowiadającej istnieniu fazy ciekłej mogło się wytworzyć uporządkowanie dalekozasięgowe.

• Położenie cząsteczek w cieczy najlepiej opisuje krzywa rozkładu radialnego

• Wzrost temperatury powoduje zwiększanie się odległości pomiędzy pikami na krzywej rozkładu (termiczne rozszerzanie cieczy).

Fizykochemiczne właściwości wody

VI	związek	wzór	Masa cz.	Temp. wrzenia	Temp. topn.
	tellurowodór		130	-4	-51
	selenowodór		81	-42	-61
	siarkowodór		34	-60	-82
	Tlenowodór		18	+100, oczek. -70	0, oczekiw. -90

Forma cyklicznego Pentametru :

• Stosunkowo stabilna

• Powstającego cząsteczek wody tworzących wiązania wodorowe

• Rozbudowa pentametru prowadzi do powstania trójwymiarowych cyklicznych oktamerów

Właściwości wody:

• Wysoki punkt topnienia ( 0C , por.
  -63 C)

• Wysoka temperatura wrzenia (100 C por.
  61)

• Wysoki punkt krytyczny (374 C por.
  32 C)

• Wysokie napięcie powierzchniowe (72,75 mJ/m² por.
  26,6 mJ/m² przy 20 C)

• Wysoka lepkość (0,89 cP , por. pentan 0,22 cP przy 20C)

• Wysokie ciepło parowania (40,7 kJ/kg por.
  18,7 kJ/kg)

• Woda kurczy się przy topnieniu

• Ruchliwość jonów
  w polach elektrycznych są anomalnie duże, odpowiednio 362 i 206
  at 25 C w porównaniu z wartościami dla innych małych jonów, jak jon litu 40
  i jon fluoru 57
  .

• Ciepło topnienie przechłodzonej wody ma wartość maksymalną przy -17 C

• Względna przenikalność elektryczna (stałą dielektryczna ) jest wysoka.

• Woda ma obojętny charakter kwasowo-zasadowy (pH=7) i zachowuje przy tym własności doskonałego rozpuszczalnika.

• Obecność wody modyfikuje strukturę trzeciorzędową białek, decyduje o funkcjonalności białek w komórkach biologicznych i poza nimi.

• Istnienie w wodzie wiązań wodorowych powoduje powstanie struktur otwartych , w których mogą być zamykane obce molekuły -tworzenie hydratów.

AKTYWNOŚĆ SKŁADNIKÓW ROZPUSZCZONYCH MOC JONOWA ROZTWORU

Siła jonowa-jest to miara występujących w roztworze oddziaływań międzyjonowych. Określa wpływ wszystkich obecnych w roztworze jonów na ich zachowanie , oraz oddziaływanie na pole elektryczne.

Gdzie Ci -to stężenie jonu (molowe [mol/dm ]lub molarne [mol/kg]

Zi- ładunek jonu

n- całkowita ilość jonów w roztworze

Dla prostych elektrolitów typu 1:1 które posiadają tylko jony jednowartościowe np. NaCl, NaOH, KCl KI siła jonowa jest równa ich stężeniu molowemu.

W przypadku elektrolitów typu 2:2 CaSO4 jest czterokrotnie większa niż stężenie molowe tego roztworu.

Współczynnik aktywności- to bezwymiarowy współczynnik pozwalający przeliczyć wielkości fizyczne o charakterze stężenia obliczone na podstawie ilości substancji i wielkości układu lub ciśnienie mierzone w sposób mechaniczny na wielkości o charakterze termodynamicznym nazywane aktywnością . Dla układów idealnych (gaz doskonały, roztwór doskonały ) w których nie występują oddziaływania pomiędzy parami cząsteczek ,a także przypadku układów bardzo rozcieńczonych współczynniki aktywności są równe 1.

Aktywność- to efektywne termodynamiczne stężenie substancji

Jakie powinno być stężenie
C1 aby roztwór tej soli był izotoniczny z roztworem KCl o stężeniu C2:

INSTRUMENTALNE METODY BADANIA ŻYWNOŚCI

1.Żywność jako materiał analityczny:

• Wieloskładnikowa mieszanina

• Zmienny poziom składników

• Makro i mikroskładniki

• Mało i wielocząsteczkowe składniki

Wieloskładnikowa mieszanina

Reakcje którym ulegają chemiczne składniki żywności:

• Fosforoliza

• Dehydratacja

• Acylowanie

• Alkilowanie

• Fosforylacja

• Estryfikacja

• Nitrozowanie

• Dekarboksylacja

• Defosforylacja

• Kondensacja

• Polimeryzacja

• Hydroliza

• Uwodornienie

2.Stechiometryczne metody analizy :

• Miareczkowanie potencjometryczne (redox oraz kwas zasada)

• Miareczkowanie konduktometryczne

3.Metody niestechiometryczne:

• Turbidymetria

• Refraktometria

• Podczerwień

• UV -VH

• Nefelometria

4.Wymagania dla współczesnych metod instrumentalnych :

• Nieinwazyjność

• Niedestrukcyjność

• On-line

• In-line

• Szybkość

• Cena

• Dokładność

• Precyzja

• powtarzalność

• niski poziom detekcji

Cel wprowadzania nowych metod i rozwijania już istniejących:

• nowe standardy

• polepszanie polityki żywieniowej

• dobrobyt obywateli

• rozwiązywanie problemów społecznych

• polepszanie koniunktury i konkurencyjności

• kontrola jakości

• rozpowszechnienie wiedzy/wyników

Mleko
Cel	metoda
Do wykrywania pozostałości weterynaryjnych	Biosensory metody mikrobiologiczne
Do badania właściwości fizykochemicznych	Ultradźwięki, elektrochemia,
Do oznaczania zawartości tłuszczu, białka makro i mikroelementów	IR

Ryby
Cel	metoda
Do wykrywania dioxyn	Ultradźwięki, bioreceptory, mikrobiologiczne, nosy elektroniczne
Do badania cech sensorycznych	Ultradźwięki,

Zboża
Cel	metoda
Do wykrywania metali ciężkich	Bioreceptory, spektroskopia
Do identyfikacji mykotoksyn	NIR bioreceptory
Oznaczanie energetyczności zawartości protein, twardość ziaren	Nir kalorymetria, laserowa analiza plazmowa

Owoce
Cel	metoda
Do wykrywania pozostałości pestycydów	MPI
Do badania właściwości sensorycznych	Ultradźwięki IR ,spektroskopia, fluorescencyjna

Zjawisko fiz. Będące podstawa metody	Metoda nalityczna
Absorbancja promieniowania	UV VIS IR ASA NMR EPR
Rozproszenie i absorpcja	Turbidymetria
Rozproszenie peomoeniowania	Nefelometria, dyfrakcja promieni retgenowskich
Odbicie światła	Interferometria, reflaktometria
Skręcenie płaszczyzny światła spol.	polarymetria

Stan początkowy

Stan końcowy

Reakcja chem.

analiza chem.

Analiza chem.

---