Номер 4, страница 61, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

4. Найдите соответствие между буферной системой и типом буферного раствора, представленными в таблице.

Буферные системы

А) кровь

Б) аммонийный

В) формиатный

Г) фосфатный

Д) желудочный сок

Тип буферного раствора

1) кислотный

2) основной

3) естественный

4) искусственный

А) кровь Кровь – это сложная биологическая система, циркулирующая в организме. Одной из ее важнейших функций является поддержание кислотно-основного равновесия (pH) в очень узком диапазоне (7.35–7.45). Эта функция выполняется несколькими буферными системами, содержащимися в крови: бикарбонатной ($H_2CO_3 / HCO_3^−$), фосфатной ($H_2PO_4^− / HPO_4^{2−}$), белковой и гемоглобиновой. Поскольку кровь является природным компонентом живого организма, она классифицируется как естественный буферный раствор. Ответ: 3.

Б) аммонийный Аммонийный буферный раствор представляет собой смесь слабого основания, аммиака ($NH_3$) или его водного раствора (гидроксида аммония $NH_3 \cdot H_2O$), и соли этого основания с сильной кислотой, например, хлорида аммония ($NH_4Cl$). Эта система поддерживает pH в щелочной области (pH > 7), так как основана на равновесии $NH_3 + H_2o \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^−$. Константа основности аммиака $K_b$ составляет $1.77 \cdot 10^{-5}$, что соответствует pH буферного раствора в диапазоне примерно 8.25-10.25. Таким образом, это классический пример основного буфера. Ответ: 2.

В) формиатный Формиатный буферный раствор состоит из слабой кислоты – муравьиной кислоты ($HCOOH$) – и ее сопряженного основания в виде соли, например, формиата натрия ($HCOONa$). Эта система поддерживает pH в кислой области (pH < 7), так как основана на равновесии $HCOOH \rightleftharpoons H^+ + HCOO^−$. Константа кислотности муравьиной кислоты $K_a$ составляет $1.8 \cdot 10^{-4}$ (pKa ≈ 3.75). Эффективный диапазон буферирования для этой системы находится в кислой среде. Следовательно, это кислотный буфер. Ответ: 1.

Г) фосфатный Фосфатный буферный раствор – это система, которая может быть создана на основе различных пар ионов ортофосфорной кислоты, например, дигидрофосфат-иона ($H_2PO_4^−$) и гидрофосфат-иона ($HPO_4^{2−}$). Эта пара является слабой кислотой и сопряженным ей основанием, с pKa ≈ 7.2. Фосфатные буферы существуют в живых организмах (являясь естественными), но также являются одними из наиболее широко используемых буферов, приготавливаемых в лаборатории. В рамках данной задачи, где для других химических буферов (аммонийного и формиатного) уже подобраны типы по их кислотно-основным свойствам, а для естественных систем приведены конкретные примеры (кровь, желудочный сок), наиболее подходящей характеристикой для фосфатного буфера, как представителя класса лабораторно-создаваемых систем, является "искусственный". Ответ: 4.

Д) желудочный сок Желудочный сок – это продукт секреции желез слизистой оболочки желудка. Он представляет собой сложную по составу жидкость, основной компонент которой – соляная кислота, придающая ему очень низкий pH (1.5–3.5). Несмотря на высокую кислотность, желудочный сок обладает буферными свойствами, то есть способностью противостоять изменению pH при добавлении небольших количеств оснований. Эта система является неотъемлемой частью пищеварительной системы человека и, следовательно, относится к естественным буферным растворам. Ответ: 3.