Методичка з мед.хімії

1

Тема: «Біогенні s-елементи; біологічна роль, застосування в медицині».

Актуальність теми: Всі організми, їх тканини і органи містять в тій чи іншій кількості всі відомі хімічні елементи. Маса людського організму на 96% складається з чотирьох елементів (C, H, O, N); ще 3% складають Ca, P, K, S. Тільки 1% маси припадає на I, Fe, Na, Cl, Mg, Cu, Mn, Co, Zn і інші елементи. За кількісним вмістом хімічних елементів їх умовно поділяють на макроелементи (( 10-2%), мікроелементи (10-3-10-12%), ультрамікроелементи ((10-12%). Така класифікація не вказує на роль і значення в організмі того чи іншого елемента. При різних патологічних станах спостерігаються зміни кількості мікроелементів в тканинах (наприклад, при інфаркті міокарда знижується рівень цинку в плазмі крові і підвищується вміст купруму в ішемічному вогнещі інфаркта; при гіпертонії вміст літію в крові і еритроцитах зменшується більше ніж в два рази). Для нормального протікання фізіологічних процесів потрібне нормальне насичення організму мікроелементами, при якому вміст мікроелементів повністю задовольняє потребу біохімічних структур в тому чи іншому елементі (Г.А. Бабенко). s-елементи застосовуються як фармакопейні препарати:
NaCl, - для приготування ізотонічного розчину та інших сольових плазмозамінників;
KCl – при гіпокаліємії, внаслідок прийому діуретинів; антиаритмічний засіб;
MgO – антацидний засіб при підвищенні кислотності шлункового соку, при отруєнні кислотами, складова частина препарату «Альмагель», а також як антидот при отруєнні Арсеном;
MgSO4 x 7H2O – в’яжучий та антацидний засіб;
CaCl2 x 6H2O – при посиленому виведенні Ca2+ з організму, при алергічних захворюваннях, як засіб, що зменшує проникність судин, як кровоспинний засіб, як антидот при отруєнні солями магнію;
BaSO4 – рентгенконтрасний засіб при рентгеноскопії шлунка та кишечника.

Навчальні цілі:
Знати: Різні підходи до класифікації хімічних елементів, що складають організм людини; макро- і мікроелементи; особливості хімічних властивостей s-елементів пов’язані з будовою їх атомів; біороль і застосування в медицині сполук s-елементів; аналітичні реакції на катіони s-елементів.
Вміти: проводити якісні реакції на окремі s-елементи (реакції на полум’я йонів K+, Na+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+; дія розчину хромату калію на Sr2+, Ba2+);

Базові знання, вміння, навички, необхідні для вивчення теми
Дисципліна
Знати
Вміти

Медична біологія
Макро- і мікроелементи.
Біогенні елементи.
Біороль Na, K, Ca в організмі людини.


Неорганічна хімія
Основні класи неорганічних сполук.
Будова атомів s-елементів
Ступінь окиснення елемента.
Хімічні властивості металів.
Виконувати якісні реакції методом напівмікроаналізу.
Записувати рівняння реакцій в молекулярній і йонній формах.


Самостійна позааудиторна робота студентів.

Загальні відомості про біогенні елементи. Якісний та кількісний вміст біогенних елементів в організмі людини.
Макро-, мікроелементи та домішкові (ультрамікроелементи). Органогени.
Вчення В. Вернадського про біосферу та роль живої речовини (живих організмів)
Зв’язок між вмістом біогенних елементів в організмі людини та їх вмістом в довкіллі.
Електронна структура та електронегативність s- елементів.
Типові хімічні властивості s- елементів та їх сполук.
Аналітичні реакції йонів K+, Na+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+.
Зв’язок між вмістом біогенних елементів в організмі людини та їх вмістом в організмі людини. Біологічна роль Li, Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba.
Застосування сполук s-елементів в медицині. Лікарські препарати, що містять s-елементи.
Токсична дія сполук.
Контрольні питання.
Що таке біогенні елементи, макро- і мікроелементи?
Зв’язок між вмістом біогенних елементів в організмі людини та їх вмістом в довкіллі.
Як за зміною забарвлення полум’я визначити присутність s-елементів у зразку?
Якими якісними реакціями можна визначити присутність K+, Na+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, Sr2+.
Вміст окремих s-елементів в організмі, їх топографія в тканинах і органах.
Природні сполуки s-елементів, їх роль в організмі людини і застосування в медицині.
Біороль K+, Na+ в організмі.
Біороль Mg2+, Ca2+ в організмі.
Сполуки s- елементів, які застосовуються як медичні препарати, для рентгенодіагностики. Поняття про фізіологічний розчин.
Напишіть рівняння реакцій за схемою перетворень:
Ca(CaO(Ca(OH)2(CaCO3(Ca(HCO3)2
Na2O(Na2SO3(Na2SO4(NaCl
Ba(Ba(OH)2(BaCO3(BaSO4

11 Заповнити таблицю:
Елемент, вміст в організмі людини, добова потреба
Біологічна роль
Застосування в медицині
Лікарські препарати












Самостійна робота на занятті.
Виконати лабораторні роботи:
Реакції на полум’я.
Характерні реакції Ba2+, Sr2+.

Методика виконання лабораторної роботи
Робота 1. Реакції на полум’я.
В 6 пробірок вносять по декілька крапель розчинів солей Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba.
Занурюють почергово платиновий або ніхромовий дріт у розчин солі і вносять у нижню частину газового пальника. Спостерігають зміну забарвлення полум’я.

Робота 2. Характерні реакції катіонів Sr2+ і Ba2+ з хроматом калію.
В дві пробірки вносимо по 2-3 краплі розчину хромату калію. В першу додаємо таку ж кількість краплин розчину солі стронцію, а в другу – розчину солі барію. Що спостерігаєте? Першу пробірку для утворення осаду нагріти.
Хромат стронцію утворюється при нагріванні, хромат барію – при звичайній температурі. Записати рівняння реакцій.

Результати експерименту оформити у вигляді таблиці:

№ п/п
Назва лабораторної роботи
Методика виконання лабораторної роботи
Спостереження, рівняння реакцій, розрахунки, графіки
Висновки














Література:
Хухрянский В.Г. Химия биогенных элементов., К., 1984.
Глінка М.Л. Загальна хімія., К., 1982.
Хімія. Під ред. Слободяника М.С., К., 2003.
Заняття № 2

Тема: «Біогенні р-елементи; біологічна роль, застосування в медицині».

Актуальність теми: р-елементи відіграють важливу роль у життєдіяльності людини. П’ять р-елементів (C, O, N, P, S, Cl) відносяться до органогенів, що відіграють в організмі роль пластичного матеріалу, а також створюють фізико-хімічні умови для протікання фізіологічних процесів (рН середовище, осмотичний тиск і т.п.). Інші є важливими мікроелементами (B, Al, F, I, інші). Сполуки більшості р-елементів проявляють біологічну активність і застосовуються в медицині як лікарські препарати (нашатирний спитр, АТФ, натрія тіосульфат, фізіологічний розчин; солі брому, спиртовий розчин йоду). Сполуки деяких р-елементів є сильними отрутами (фториди, озон, сірководень, білий фосфор, галогени, сполуки Pb, As, Se, Te). Фармакопейні препарати р-елементів:
NaNO2 – спазмолітичний засіб, антидот при отруєнні ціанідами;
Na2SO4 х 10H2O – послаблюючий засіб;
Na2S2O3 х 5H2O – детоксикуючий, десенсибілізуючий засіб;
NaHCO3 – антацидний засіб при підвищенні кислотності шлункового соку.

Навчальні цілі:
Знати:
а). електронну структуру та електронегативність р-елементів;
б). типові хімічні властивості р-елементів та їх сполук (реакції без зміни ступеня окиснення);
в). зв’язок між місцезнаходженням р-елементів в періодичній системі та біороллю і застосуванням в медицині сполук р-елементів;
г). токсичну дію сполук;
д). проблеми забруднення та очищення біосфери від токсичних хімічних сполук техногенного походження.
е). ендемічні захворювання їх зв’язок з особливостями біогеохімічних провінцій (районів з природним дефіцитом або надлишком певних хімічних елементів в літосфері);
є). аналітичні реакції на катіони р-елементів.
Вміти:
проводити якісні реакції на окремі р-елементи (реакції йонів SO42-, СO32-, S2O32-, NO2-, Hal-);

Базові знання, вміння, навички, необхідні для вивчення теми
Дисципліна
Знати
Вміти

Медична біологія
Макро- і мікроелементи.
Біогенні елементи.
Біороль C, O, N, P, S, F, I в організмі людини.


Неорганічна хімія
Основні класи неорганічних сполук.
Будова атомів p-елементів.
Ступінь окиснення елемента.
Хімічні властивості р-елементів.
Виконувати якісні реакції методом напівмікроаналізу.
Записувати рівняння реакцій в молекулярній і йонній формах.
Складати електронний баланс окисно-відновного процесу.


Самостійна позааудиторна робота студентів.
Загальна характеристика р-елементів, можливі ступені окиснення, властивості їх сполук.
Аналітичні реакції на аніони SO42-, S2O32-, CO32-, NO2-, Cl-, Br-, I-.
Біологічна роль р-елементів в організмі людини. Елементи-органогени і мікроелементи, їх вплив на процеси метаболізму.
Застосування сполук р-елементів в медицині,.
Лікарські препарати р-елементів.
Ендемічні захворювання їх зв’язок з особливостями біогеохімічних провінцій (районів з природним дефіцитом або надлишком певних хімічних елементів в літосфері).
7. Проблеми забруднення та очищення біосфери від токсичних хімічних сполук техногенного походження.

Контрольні питання.
Які особливості будови атомів р-елементів, можливі ступені окиснення, характер їх оксидів і гідратів оксидів? Амфотерні гідроксиди.
Природні сполуки р-елементів, їх роль в організмі і застосування в медицині.
Застосування сплавів бору, алюмінію, галію, індію в медицині, стоматології.
Карбон і Сіліцій в організмі, застосування сполук елементів IV A групи в медицині.
Нітроген і Фосфор як органогени. Токсичність сполук As, Sb, Bi, Pb, Se, Te, Tl.
Біологічна роль елементів V А групи, озон, оксигенотерапія. Сульфур і його сполуки, застосування їх в медицині.
Біологічна роль галогенів, застосування їх солей як медичних препаратів.
Запобігання виникнення антрикозу, силікозу, флюорозу і ендемічного зобу.
Напишіть рівняння реакцій за схемою перетворень:
Cl2(HCl(KCl(AgCl((Ag(NH3(2(Cl
CO2(CaCO3(CaI2(HI(AgI
Напишіть рівняння реакцій H2SO4 з алюміній оксидом, кальцій гідроксидом, натрій карбонатом, барій хлоридом.
Напишіть формули можливих оксидів Фосфору та рівняння реакцій взаємодії їх з водою і калій гідроксидом.
12.Заповнити таблицю:
Елемент, вміст в організмі людини, добова потреба
Біологічна роль
Застосування в медицині
Лікарські препарати






Самостійна робота на занятті.
Виконати лабораторні роботи:
Якісна реакція на SO42-.
Реакції на полум’я.
Характерні реакції Ba2+, Sr2+.
Методика виконання лабораторної роботи

Робота 1. Якісна реакція на SO42-.
В пробірку внести декілька крапель розчину сульфату натрію і додати 1 краплю розчину хлориду барію. Записати рівняння реакції і спостереження.

Робота 2. Виявлення аніону S2O32-.
В пробірку внести декілька крапель розчину тіосульфату натрію і додати 1 краплю розчину хлоридної кислоти. Записати рівняння реакції і спостереження.

Робота 3. Виявлення аніону CO32-.
В пробірку внести декілька крапель розчину карбонату натрію і додати 1 краплю розчину хлоридної кислоти. Записати рівняння реакції і спостереження.

Робота 4. Характерні реакції NO2-
а). Дія КІ в середовищі H2SO4.
В пробірку внести декілька крапель розчину нітриту натрію. Додати таку ж кількість розчину йодиду калію і конц. H2SO4. Записати рівняння реакції, скласти електронний баланс, визначити окисник і відновник.
б). З дифеніламіном в середовищі H2SO4.
В пробірку внести декілька крапель розчину нітриту натрію. Додати таку ж кількість розчину дифеніламіну в конц. H2SO4.
Обережно! Дифеніламін приготовлений на конц. H2SO4.

Робота 5. Реакції аніонів VІІ-ї групи.
В три пробірки внести по декілька крапель розчинів солей з аніонами Cl-, Br-, I- і додати по краплині розчину нітрату срібла.
До одержаних осадів додати розчин гідроксиду амонію. Відмітьте, які із осадів розчинилися внаслідок утворення комплексних сполук.

Напишіть рівняння відповідних хімічних реакцій, зробіть висновки.





Заняття №3

Тема: d-елементи. Якісні реакції на катіони і аніони d-елементів.

Актуальність теми: Переважна кількість d-елементів міститься в органах і тканинах у вигляді комплексних сполук з білками і іншими біополімерами. З біологічної точки зору комплексоутворюючі елементи є “організаторами життя”. Лікарю важливо знати будову і властивості комплексних сполук, оскільки металоорганічні комплекси приймають найактивнішу участь в обмінних процесах (залізопорфіриновий комплекс входить в склад гемоглобіну, кобальтопорфіриновий – головна частина вітаміну В12). Відомо також, що шкідливі речовини виводяться з організму з допомогою лігандів, які зв’язують їх в комплекси. Встановлено, що каталітична дія мікроелемента зростає в мільйони разів при утворенні ним комплексів. Більшість d-елементів IV періоду мають гемопоетичні властивості (впливають на процеси кровотворення), багато з них беруть участь в окисно-відновних процесах, проявляють позитивну дію на імуногенез. Порушення певної рівноваги між мікроелементами в організмі призводить до виникнення патологічних станів, тому ці зміни можуть служити діагностичним тестом, а також прогнозом того чи іншого захворювання. Велика кількість d-елементів і їх сполук отруйні для живих організмів, - вони проявляють несприятливу біологічну дію (Ni, Pd, Ag, Hg, Cd,та інші).

Навчальні цілі:
Знати: Особливості хімічних властивостей d-елементів, пов’язані з будовою їх атомів, біологічну роль і застосування в медицині сполук d-елементів; аналітичні реакції на катіони і аніони d-елементів; основні положення сучасної теорії комплексних сполук.
Вміти: Проводити якісні реакції на катіони і аніони d-елементів (дія їдких лугів в еквівалентній кількості та в надлишку та розчину аміаку на солі d-елементів, одержання берлінської лазурі, окиснення Cr3+ пероксидом гідрогену), складати формули комплексних сполук, писати рівняння реакцій їх утворення.

Базові знання, вміння, навички, необхідні для вивчення теми
Дисципліна
Знати
Вміти

Медична
біологія
Макро- і мікроелементи.
Біогенні елементи.
Біороль Fe, Co, Ni, Cu, Zn в організмі людини.


Неорганічна
хімія
Основні класи неорганічних сполук.Будова атомів d-елементів.
Ступінь окиснення елемента.
Хімічні властивості d-елементів, їх сполук в залежності від ступеня окислення елемента.
Амфотерність.
Виконувати якісні реакції методом напівмікроаналізу.
Записувати рівняння реакцій в молекулярній і йонній формах.
Складати електронний баланс окисно-відновного процесу.


Основні питання теми:
1. Загальна характеристика d-елементів, можливі ступені окиснення, властивості сполук.
2. Аналітичні реакції на катіони Cu2+, Zn2+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Cr3+, Ag+.
3. Аналітичні реакції на аніони MnO4-, CrO42-.
4. Основні положення теорії комплексних сполук.
5. Біологічна роль d-елементів в організмі.
6. Застосування сполук d-елементів в медицині. Лікарські препарати.
7.Техногенне забруднення природного середовища, значення d-елементів як металів-токсикантів.
Напишіть рівняння реакції виявлення сполук Cr+6 за допомогою H2O2 в лужному середовищі. Складіть електронний баланс, вкажіть окисник і відновник.
Напишіть рівняння реакції виявлення сполук Mn+7 за допомогою Na2SO3 в кислому середовищі. Складіть електронний баланс, вкажіть окисник і відновник.
Для комплексної сполуки (Cu(NH3)4( (OH)2 визначте заряди, вкажіть комплексоутворювач, комплексний йон, ліганди, координаційне число. Напишіть рівняння реакції одержання даної комплексної сполуки із розчину солі та гідроксиду амонію.
11.Заповнити таблицю:
Елемент, вміст в організмі людини, добова потреба
Біологічна роль
Застосування в медицині
Лікарські препарати







Література:
1.Хухрянский В.Г. Химия биогенных элементов., К., 1984.
2.Глінка М.Л. Загальна хімія., К., 1982.
3.Хімія. Під ред. Слободяника М.С., К., 2003.
4.Сегеда А.С. Аналітична хімія. Якісний і кількісний аналіз. К., 2003.















Заняття №4
Тема: Комплексоутворення в біологічних системах.
Актуальність теми: Комплексні сполуки відіграють важливу роль в процесах життєдіяльності організмів, виконуючи важливу роль у вигляді ферментів і комплексів мікроелементів. Розуміння способу утворення і властивостей комплексних сполук дозволяє використовувати їх в хелатерапії та якісному і кількісному аналізі.
Навчальні цілі:
Знати: Основні теорії будови комплексних сполук, способи їх одержання, критерії стійкості і застосування.
Вміти: Пояснювати принципи будови комплексних сполук. Інтерпретувати особливості будови комплексних сполук як основи для їх застосування хелатотерапії.
Самостійна позааудиторна робота студентів
Реакції комплексоутворення.
Теорія А.Вернера та сучасні уявлення про будову комплексних сполук.
Поняття про комплексоутворювач, ліганди.
Природа хімічного зв’язку в комплексних сполуках.
Класифікація комплексних сполук.
Комплексони. Одержання хелатних комплексів.
Застосування комплексонів в медицині.
Поняття про металолігандний гомеостаз. Залізо-, кобальто-, міде та цинковмісні біокомплексні сполуки, їх біологічна роль.
Контрольні питання.
Які атоми можуть грати роль комплексоутворювача?
Які атоми можуть грати роль лігандів?
Які значення можуть мати координаційні числа?
Для комплексних сполук вкажіть:
а). комплексоутворювач і його заряд;
б). ліганди;
в). координаційне число.
5. Що таке хелатні комплекси?
6. Який вид зв’язку характерний в комплексних сполуках?
7. Напишіть рівняння реакції взаємодії трилону Б з катіонами Ca2+, Mg2+, Fe+3. Вкажіть умови проведення реакції.
8. Які природні залізо-, кобальто-, міде та цинковмісні біокомплекси вам відомі?
Самостійна робота на занятті.
Виконати лабораторні роботи:
Одержати аміачні комплекси міді, срібла, цинку, хрому.
Якісне комплексонометричне визначення вмісту йонів Ca2+, Mg2+, Fe+3 за допомогою комплексону трилону Б.
Методика виконання лабораторної роботи
Робота 1. Одержання аміачних комплексів.
В 4 пробірки вносять по 2-3 краплі розчинів солей, що містять йони Cu2+, Zn2+, Cr+, Ag+ і додають еквівалентну кількість розчину аміаку. Що утворюється? Написати рівняння реакцій. В кожну пробірку внести ще 4 краплі концентрованого аміаку. Спостерігати розчинення осадів і появу характерних кольорів. Обґрунтуйте рівняннями реакцій.
Робота2 . Характерні комплекси катіонів заліза і міді.
У 2 пробірки вносимо 2-3 краплі розчинів солей Fe+3, Cu2+ і додаємо по кілька крапель розчинів жовтої кров’яної солі K4[Fe(CN)6]. Спостерігаємо появу характерного забарвлення, написати відповідні рівняння реакцій.
Робота3. Якісне визначення йонів кальцію і магнію за допомогою трилону Б.
В пробірку вносять 2-5 крапель розчину солі кальцію або магнію, додають 5 крапель амонійного буферу (рН=10,0), 1-2 краплі індикатора хромогену темносинього. Спостерігається вишневе забарвлення, яке змінюється при додаванні розчину трилону Б на синє.
Написати формулу одержаного комплексу.






























Заняття 5
Тема: Величини, що характеризують кількісний склад розчинів. Приготування розчинів молярної концентрацій еквівалентів.
Актуальність теми: Розчини відіграють дуже важливу роль у різних процесах, у тому числі у життєдіяльності організмів, у техніці і побуті. В медичній практиці розчини використовують для діагностики, лікування, заміни втраченої крові, для наукових досліджень. Використання розчинів різної концентрації в лікарській практиці вимагає знання способів вираження концентрацій розчинів і вміння приготувати розчини необхідної концентрації для практичного використання.
Навчальні цілі:
Знати: основні положення про розчини і способи визначення концентрації розчинів.
Вміти: розрахувати необхідну кількість компонентів і приготувати розчини з заданою масовою часткою, молярною концентрацією та молярною концентрацією еквівалентів.
Самостійна позааудиторна робота студентів.
Основні поняття про розчини, їх роль в живих організмах. Розчинники, розчинена речовина.
Механізм розчинення речовин.
Фактори, що визначають розчинність речовини.
Розчини насичені, ненасичені і пересичені; розведені і концентровані.
Основні способи вираження концентрації розчинів:
а) масова частка;
б) молярна концентрація;
в) молярна концентрація еквівалентів;
г) масова концентрація (титр);
д) моляльна концентрація.
Розрахунки пов’язані із виготовленням розчинів масової і молярної концентрацій.
Перерахунки різних способів вираження концентрації розчинів.
Контрольні питання.
Розрахувати число еквівалентності та молярну масу еквівалентів для Н2SO4, NaОН, Na2СО3, Н3РО4, Na2SО4, Н3ВО3, Са3(РО4)2, Н2SiO3, Аl2(SО4)3 в реакціях, які йдуть до кінця.
Масова частка соляної кислоти в шлунковому соці дорівнює 0,5 % ((=1,007г/см3). Обчислити молярну концентрацію еквівалента НCl в шлунковому соці.
Який об(єм фізіологічного розчину NaCl (0,9 % розчин, (=1,0 г/см3) можна одержати із ампули фіксаналу (0,1 моль).
Яку масу кристалічної соди (Na2СО3.10Н2О) потрібно взяти для приготування 200 мл розчину з молярною концентрацією еквівалентів 0,2?
Масова частка соляної кислоти в шлунковому соці дорівнює 0,55 % (( = 1,008 г/см3). Обчислити молярну концентрацію еквівалента НCl в шлунковому соці.
Який титр розчину, в 50 мл якого знаходиться 1,8 г сульфату натрію?
Самостійна робота на занятті.
Виконати лабораторні роботи:
Приготувати розчин з заданою масовою часткою.
Приготувати розчин з заданою молярною концентрацією.
Приготувати розчин з заданою молярною концентрацією еквівалентів.
Приготувати розчин з заданою молярною концентрацією еквівалентів з фіксаналу.
Методика виконання роботи
Робота 1. Приготування розчину заданої масової концентрації.
Кожний студент, одержавши завдання на виготовлення розчину з заданою масовою часткою розчиненої речовини, розраховує масу речовини та масу розчинника. Зважує на терезах необхідну кількість речовини і розчиняє її в розрахованій масі розчинника (густина води 1,0 г/см3).
Робота 2. Приготування розчину заданої молярної концентрації.
Отримавши завдання від викладача на виготовлення певного об'єму розчину заданої молярної концентрації, студент як і в попередньому досліді, виконує потрібні розрахунки для визначення кількості речовини на заданий об'єм розчину. На терезах зважує розраховану масу речовини, яку вносить в мірну колбу певного об'єму. В колбу наливають воду менше половини її об'єму, перемішують до повного розчинення речовини і доливають воду до мітки (об'єм розчинів відзначають: для кольорових - по верхньому меніску, для безбарвних – по нижньому).
Робота 3. Виготовлення розчину заданої молярної концентрації еквівалента.
Кожний студент отримує завдання на виготовлення розчину певного об'єму з вказаною молярною концентрацією еквівалента речовини. Студент виконує розрахунки для визначення маси речовини, необхідної для виготовлення розчину. Результати розрахунків погоджуються з викладачем, після чого студент приступає до виконання досліду. Масу речовини зважують на терезах і кількісно переносять в мірну колбу. В колбу доливають воду менше половини її об'єму, перемішують до повного розчинення речовини і додають воду до мітки (об'єм розчинів відзначають: для кольорових – по верхньому меніску, для безбарвних - по нижньому).
Робота 4. Виготовлення розчину заданої молярної концентрації еквівалента з фіксаналу.
Для виготовлення розчинів з точною концентрацією часто використовують фіксанали. Фіксанал - це точно відміряна або відважена кількість реактиву, яка заплавлена в спеціальну скляну ампулу. Найчастіше ампули містять 0,1 або 0,01 моль-еквіваленту речовини в сухому вигляді або в розчині. Ампулу фіксаналу промивають дистильованою водою і кількісно переносять вміст ампули в колбу певного об'єму (інструкція по перенесенню вмісту ампули в колбу- в наборі фіксаналів).
Одержані розчини використовуються як для встановлення еквівалентності і титру інших розчинів, так і в якості робочих розчинів при кількісних дослідженнях.
Примітка: лабораторна робота закінчується оформленням протоколу і захистом її у викладача.
Оформлення протоколу здійснюється за схемою:
Тема:
Мета:
№ досліду
Назва досліду. Техніка виконання досліду.
Спостереження, рівняння реакції, розрахунки, малюнки, графіки
Висновки

1
2
3
4


































Заняття 6

Тема: Основи титриметричного (об’ємного) аналізу.

Актуальність теми: Титриметричний аналіз ґрунтується на точному вимірюванні об’єму розчину хімічного реагента з відомою концентрацією, витраченого на взаємодію з певним об’ємом досліджуваного розчину.
Метод титриметричного аналізу застосовуються в медико-біологічних і санітарно-гігієнічних дослідженнях біологічних рідин, питної і стічної води, харчових продуктів, ліків і інших.
В об’ємному аналізі процес повільного приливання розчину реагента з відомою концентрацією до розчину визначуваної речовини до моменту еквівалентності називається титруванням, а метод – титриметричним.
Основою розрахунків в об’ємному аналізі є закон еквівалентів: речовини вступають в хімічні реакції і утворюються в результаті реакцій в кількостях, пропорційних їхнім еквівалентам.

Навчальні цілі:
Знати: Основні вимоги до хімічних реакцій, які використовуються в об’ємному аналізі.
Вміти: Виконувати розрахунки по приготуванню робочих і стандартних розчинів, готувати їх і проводити визначення за їх участю в об’ємному аналізі.

Самостійна позааудиторна робота студентів

Суть (принцип) об’ємного аналізу.
Які типи реакцій використовують в об’ємному аналізі:
а). залежно від типу хімічних реакцій;
б). за способом проведення аналізу.
4. Основні вимоги до хімічних реакцій, які використовуються в об’ємному аналізі.
5. Дати визначення поняттю «робочий розчин» (титр ант, титрований розчин).
6. Способи вираження концентрації «робочих» розчинів (молярна концентрація еквіваленту, титр).
7. Дати визначення поняттю «стандартний розчин». Вимоги до речовин з яких готують «стандартні» розчини.
8. Що таке точка еквівалентності?
9. Закон еквівалентів і його застосування в об’ємному аналізі.
10. Індикатори. Їх роль в об’ємному аналізі.
11. В 300 мл розчину соди міститься 3 г Na2CO3. Розрахуйте молярну концентрацію еквіваленту соди в розчині і
титр, одержаного розчину.
(Відповідь: 0,188 моль-екв/л; 0,01г/мл).
Контрольні питання

Принцип методу нейтралізації, на чому він ґрунтується?
Робочі і стандартні розчини методу нейтралізації.
Криві титрування. Точка нейтралізації.
Індикатори методу нейтралізації.
Визначення моменту еквівалентності при кислотно-основному титруванні.
Прикладне значення методу нейтралізації в медицині.
Визначення кислотності шлункового соку.

Самостійна робота на занятті

Виконати лабораторні роботи:
Визначення молярної концентрації еквіваленту соляної кислоти за стандартним розчином бури.
Визначення концентрації лугу за титрованим розчином соляної кислоти.

Методика виконання лабораторної роботи

Робота1 Визначення молярної концентрації еквіваленту соляної кислоти за стандартном розчином бури.
В колбочку для титрування відміряють піпеткою точно 5 мл стандартного розчину тетраборату натрію, додають 2 краплі індикатора метил-оранжу, від чого розчин стає жовтого кольору. В бюретку наливають досліджуваного розчину соляної кислоти (невідомої концентрації) і титрують нею розчин в колбочці до моменту зміни забарвлення у блідо-рожеве. Титрування повторюють ще 2 рази. Дані записують у таблицю:
№ проби
Vбури, мл
Сбури
VHCl
Розраховано





С(HCl)
T(HCl)

1
5
0,05




2
5
0,05




3
5
0,05




Середнє
5
0,05




За середнім значенням V(HCl) витраченого на титрування розраховують молярну концентрацію еквіваленту соляної кислоти в розчині та титр розчину.
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415

Робота 2. Визначення концентрації лугу за титрованим розчином соляної кислоти.
В колбочку для титрування відміряють 5 мл досліджуваного розчину лугу (невідомої концентрації), додають 2 краплі індикатора метил-червоного і титрують із бюретки тією ж соляною кислотою, що в роботі №1 до моменту переходу забарвлення від жовтого до блідо-рожевого. Титрування повторюють ще 2 рази. Результати записують у таблицю:
№ проби
V(NaOH), мл
С(HCl)
V(HCl), мл
Розраховано





С(NaOH)
T(NaOH)

1
5





2
5





3
5





Середнє
5





За середнім значенням V(HCl) витраченого на титрування та С(HCl), визначеної в роботі №1, розраховують молярну концентрацію еквіваленту лугу в розчині та титр досліджуваного розчину:
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415

За одержаними даними аналізу зробити відповідні висновки.

Література для підготовки

Селезнев К.А. Аналитическая химия. М., 1978.
Бабков А.В. и соавт. Практикум по общей химии с элементами количественного анализа. М., 1978.
Бірінбойм С.М. і співав. Практикум з кількісного аналізу. К., 1972.
Павлюк В.М. Методичні вказівки з хімії «Основи титриметричних (об’ємних) методів аналізу». Івано-Франківськ, 1999.
Сегеда А.С. Аналітична хімія. Якісний і кількісний аналіз. К., 2003.























Заняття №7
Тема: Дослідження води.
Актуальність теми: Найбільш поширена на Землі речовина – вода, відіграє важливу роль для життєдіяльності людини. Вода не є ідеально чистою речовиною. В ній містяться розчинені гази (О2, N2, CО2), багато катіонів (Na+, K+, Mg2+, Ca2+), а також аніони (CI-, SO42-, НСО3-). Якісною є питна вода в якій концентрація деяких йонів не перевищують допустимі норми. Значення цих норм, а також вміння оцінювати якість питної води мають важливе значення для практичної діяльності лікаря.
Навчальні цілі:
Знати: допустимі концентрації вмісту найважливіших йонів в питній воді.
Вміти: визначати тимчасову, загальну і постійну твердість води.
Самостійна позааудиторна робота студентів.
Поширення води в природі.
Показники якості питної води.
Твердість води і фактори, які зумовлюють її.
Види твердості води, одиниці вимірювання.
Способи усунення твердості води.
Способи визначення загальної та постійної твердості води.
Методи очистки води. Витрати прісної води на Землі.
Визначення тимчасової твердості води методом нейтралізації.
Застосування комплексонометричного методу у встановленні загальної твердості води. Суть методу.
Контрольні питання.
Що таке точка еквівалентності? Основний закон еквівалентності
Який стандартний розчин застосовують в методі нейтралізації, методі комплексонометрії ?
Розрахувати молярну масу еквівалента CaSO4, Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, MgSO4
Яка маса Ca2+ міститься в 1 л води, якщо його молярна концентрація становить 1 ммоль-екв/л?
При випарювані 1 л води одержано 450 мг сухого залишку. Вирахувати загальну та постійну твердість води, якщо 75 % сухого залишку складає сульфат кальцію, а 25 % карбонат кальцію.
Постійна твердість води 3,5 ммоль-екв/л. Яку масу Na2CO3 10Н2O треба додати до 20 мл води, щоб усунути її твердість?
Самостійна робота на занятті.
Виконати лабораторні роботи:
Визначення тимчасової твердості води.
Визначення загальної твердості води.
Визначення постійної твердості і висновок про твердість води.
Методика виконання роботи
Робота 1. Визначення тимчасової твердості води.
Твердість води зумовлена наявністю розчинних солей кальцію і магнію. Розрізняють тимчасову і постійну твердість. Тимчасова твердість обумовлена наявністю у воді гідрокарбонатів кальцію і магнію. Вона усувається при кип’ятінні.
t
Са(НСО3)2 СаСО3+CO2+H2O
Постійна твердість обумовлена наявністю розчинних солей кальцію і магнію, і усувається хімічним шляхом під дією соди.
СаСІ2+Na2CO3CaCO3+2NaCI
Визначення тимчасової твердості проводять методом нейтралізації гідрокарбонатів стандартним розчином НСІ. В точці еквівалентності, коли змінюється колір індикатору метилоранжу
13 EMBED Equation.3 1415 , а значить
13 EMBED Equation.3 1415 ммоль*екв./л
В конічну колбу відмірюють 50 мл досліджуваної води і титрують розчином НСІ (Се=0,1 моль/л) в присутності індикатора метилоранжу до переходу жовтого забарвлення в червоне. Паралельних титрувань повинно бути не менше трьох. Результати заносять в таблицю.

№ п/п
13 EMBED Equation.3 1415
VHCI
Ce(HCI)
13 EMBED Equation.3 1415








Визначають середнє значення об’єму робочого розчину НСІ і за цим значенням вираховують 13 EMBED Equation.3 1415 за рівнянням:
13 EMBED Equation.3 1415
Робота 2. Визначення загальної і постійної твердості води.
Визначення загальної твердості води обумовлена здатністю розчину динатрієвої солі етилендиамінтетраоцтової кислоти (ЕДТА), відомою під назвою трилон Б, утворювати стійкий комплекс з Са2+ і Мg2+. Точку еквівалентності встановлюють за допомогою індикатора хромогену темносинього. В цій точці:
13 EMBED Equation.3 1415
звідки: 13 EMBED Equation.3 1415
В конічну колбочку відмірюють 5 мл досліджуваної води, додають 6-8 капель аміачного буферу (рН=10,0), 2-4 краплі індикатора хромогену темносинього і титрують розчином трилону Б (Ce=0,01 моль/л) від фіолетового до синього забарвлення розчину. Дані заносять в таблицю.
п/п
13 EMBED Equation.3 1415
Vтр.Б
Ce(тр.Б)
13 EMBED Equation.3 1415








13 EMBED Equation.3 1415*1000
Постійну твердість води розраховують, як різницю між загальною і тимчасовою твердістю.
13 EMBED Equation.3 1415
Тверда вода це вода в якій концентрація розчинених солей більше 7 ммоль/л.
Зробити висновок про твердість досліджуваної води.





































Заняття 8
Тема: Кислотно-основна рівновага в організмі. Водневий показник біологічних рідин.
Актуальність теми: Біохімічні процеси в організмі людини проходять у водних розчинах. При цьому водне середовище може бути нейтральним, кислим чи основним. Організм успішно справляється з кислотно-основною рівновагою і рН біологічних рідин залишається сталим, що забезпечує його нормальний життєвий рівень. Знання рН біологічних рідин дозволяє виявити патологічні зміни в організмі, попереджувати хвороби.
Навчальні цілі:
Знати: Значення рН шлункового соку, слини і інших біологічних рідин, від чого залежить значення рН різних розчинів.
Вміти: Визначати рН розчинів за допомогою індикаторів. Розраховувати теоретичне значення рН різних розчинів.
Самостійна позааудиторна робота студентів.
1. Сильні і слабкі електроліти. Ступінь і константа дисоціації.
2. Закон розведення Оствальда.
3. Протолітична теорія кислот і основ
4. Електролітична дисоціація води. Іонний добуток води.
5. Водневий показник розчинів (рН).
6. рН біологічних рідин (крові, жовчі, сечі, слюни), їх значення в здоровому організмі.
7. Кислотно-основні індикатори. Універсальний індикатор.
8. Межі рН для питної води, їх визначення.
9. Роль концентрації водневих іонів в біологічних процесах.
Контрольні питання.
1.Як визначити ступінь дисоціації?
2.Що таке константа дисоціації? Напишіть її вираз для карбонатної кислоти.
3.Закон розведення Оствальда.
4.Напишіть рівняння і константу дисоціації води.
5.Що таке йонний добуток води?
6.Що таке водневий показник розчину?
7.Які значення рН в кислих, лужних і нейтральних розчинах?
8.Що таке активність розчину?
9.Як визначити йонну силу розчину?
10.Який зв’язок між активністю і йонною силою розчину?
11.Дайте визначення кислот і основ з точки зору протонної теорії.
12.Напишіть рівняння гідролізу соди.
13.Концентрація водневих йонів в розчині 1.10-3 моль/л. Обчисліть рН і рОН розчину. Вкажіть середовище.
14.Концентрація гідроксильних йонів в розчині 1.10-3 моль/л. Обчисліть рН і рОН розчину. Вкажіть середовище.
15.Обчисліть рН розчину оцтової кислоти, хлоридної кислоти та гідроксиду амонію з молярною концентрацією еквівалентів 0,01 моль/л.
Самостійна робота на занятті.
Виконати лабораторні роботи:
Визначити рН різних розчинів за допомогою індикаторів.
Обчислення рН розчинів різних електролітів.
Методика виконання роботи
Робота 1. Приблизне визначення рН розчинів за допомогою індикаторів.
В три пробірки окремо налити по 1 мл води, розчинів кислоти і лугу. Дані розчини окремо випробувати універсальним індикатором, фенолфталеїном і метилоранжем, приливаючи в кожну пробірку по 2-3 краплі індикатора. Спостереження внести в таблицю, вказуючи зміну забарвлення індикатора.
електроліти
індикатори


універсальний
фенолфталеїн
метилоранж

Робота 2. Визначення рН розчинів і білогічних рідин за допомогою універсального індикатора.
В окремі пробірки внести по 1 мл даних розчинів кислот, основ, сироватки крові, шлункового соку і визначити універсальним індикатором величину рН.
Одержані дані внести в таблицю:
Біологічні рідини
і розчини електролітів
рН
середовище



кисле
лужне
нейтральне

Робота 3. Обчислення рН розчинів різних електролітів.
В чотири пробірки налити по 4,5 мл води і в кожну із них прилити по 0,5 мл 0,1н розчинів соляної, оцтової кислот, гідроксидів натрію і амонію. За допомогою універсального індикатора визначити рН кожного розчину. Теоретично обчислити концентрацію водневих іонів даних розчинів і їх значення звірити з практично визначеними. Дані оформити у вигляді таблиці:
Електроліти
Сн
рН



теоретичне
експериментальне

НСІ




СН3СООН




NaOH




NH4OH




Записати висновки по кожній роботі.













Заняття 9
Тема: Гідроліз солей. Умови утворення і розчинення осадів.
Актуальність теми: Гідролізом називають реакції взаємодії речовин з водою, які приводять до утворення слабодисоціованих речовин або важкорозчинних продуктів. Гідроліз має велике значення для багатьох процесів, що відбуваються у живих організмах. Так, біологічна роль деяких солей, що входять до складу крові (NaHCO3 і Na2HPO4) полягає, головним чином, в підтримці постійності реакції середовища. Завдяки цьому реакція середовища крові здорової людини лише незначно коливається відносно середнього значення рН = 7,36. Без гідролізу неможливе засвоєння в організмі харчових продуктів. Тому необхідно знати механізм процесу гідролізу і умови його протікання. Важливе значення мають процеси утворення і розчинення осадів. Відомо цілий ряд патологій, які викликані саме цими процесами в кровоносних судинах і в багатьох органах. Знання умов утворення і розчинення осадів сприяють розумінню і успішному лікуванню багатьох порушень в організмі.
Навчальні цілі:
Знати: склад солей, умови протікання реакцій гідролізу і його продукти, умови утворення і розчинення осадів, добуток розчинності (ДР).
Вміти: визначити середовище реакції гідролізу, розрахувати розчинність і визначити вплив йонів на розчинність.
Самостійна поза аудиторна робота студентів.
Типи солей, в залежності від їх складових: катіона і аніона.
Гідроліз солей, утворених катіонами слабких основ і аніонами слабких кислот.
Чинники, які сприяють посиленню і ослабленню гідролізу.
Роль процесу гідролізу в організмі людини.
Умови утворення осадів.
Умови розчинності осадів.
Добуток розчинності (ДР).
Роль гетерогенної рівноваги за участю солей в загальному гомеостазі.
Контрольні питання:
Записати математичний вираз добутку розчинності (ДР) для хромата Аргентума (Ag2CrO4), гідроксиду магнію Mg(OH)2 , фосфату барію Ba3(PO4)2/
Яка із наведених солей піддається гідролізу:
а) NaCl; б) Pb(CH3COO)2 в) KNO3 г) Na2SO4
3. Яка з наведених солей не піддається гідролізу:
а) NaCl; б) Pb(CH3COO)2 в) Na2СO3 г) NН4Cl.
4. Обчислити ДР солі, якщо відомо, що в насиченому розчині AgСl при 250С міститься 1,86*10-3 г солі в 1 л.
5. Обчислити розчинність Mg(OH)2, якщо при 250С добуток розчинності даного гідроксиду складає 6,0*10-10 моль/л.
Самостійна робота на занятті.
Виконати лабораторні роботи.
Визначити значення рН середовища при гідролізі солей.
Вивчити вплив температури на процес гідролізу.
Розрахувати ДР запропонованої викладачем солі.
Методика виконання роботи.
Робота1. Визначити значення рН середовища при гідролізі солей.
В окремі пробірки внести по декілька кристаликів солей: 1) хлориду амонію; 2) карбонату натрію; 3) ацетату натрію; 4) хлориду натрію; 5) нітрату плюмбуму.
В кожну пробірку влити по 0,5 мл води і 2 краплі універсального індикатора (або шматочок паперового універсального індикатора). Зафіксувати значення рН середовища у розчині кожної з пробірок, зрівнюючи забарвлення з еталоном. Результати записати у протокол. Для кожної солі скласти рівняння реакції гідролізу: молекулярні і йонні (повні і скорочені). Зробити висновок.
Робота 2. Вивчити вплив температури на процес гідролізу.
В пробірку налити 2 мл розчину ацетату натрію з концентрацією 0,1 моль/л і додати 2-3 краплі індикатора фенолфталеїну. Звернути увагу на забарвлення розчину. Розчин нагріти до кипіння. Що спостерігається? Обережно охолодити пробірку в холодній воді. Зробити висновок про вплив температури на процес гідролізу.
Робота 3. Розрахувати ДР запропонованої викладачем солі.
Кожна ланка (2-3 студентів) одержує від викладача завдання розрахувати ДР конкретної солі [AgCl, Ag2CrO4, BaSO4, Ca3(PO4)2, Mg(OH)2, CaCO3, Fe(OH)3, CaSO4] за наступною схемою:
а) записати рівняння реакції дисоціації:
AgCl Ag+ + Cl-
тверда фаза насичений розчин
б) рівняння константи рівноваги:
13 EMBED Equation.3 1415
в) враховуючи, що тверда фаза не входить у рівняння константи рівноваги, тоді дістанемо:
Ks = [Ag+][Cl-]
У насиченому розчині малорозчинного електроліту при певній температурі добуток молярних концентрацій йонів є величиною сталою. Цю константу називають добутком розчинності.
ДР(AgCl) = Ks = [Ag+][Cl-]
Якщо відомо, що концентрація насиченого розчину AgCl при 250С 1,86*10-3 г в 1 л, то визначаємо молярну концентрацію розчину:
М(AgCl) = 143,3 г/моль 13 EMBED Equation.3 1415
Із кожного моль AgCl маємо 1 моль/л [Ag+] і 1 моль/л [Cl-]
Тоді добуток розчинності:
ДР(AgCl) =(1,3*10-5)2 = 1,78*10-10 моль2/л2
Якщо записувати для електроліту у загальному вигляді.
AmBnmA++ nB-
ДР(AmBn) = [A+]m
·[B-]n
За даною схемою розрахувати ДР для запропонованої вам солі і зробити відповідний висновок.
Заняття 10

Тема: Буферні системи, класифікація та механізм дії.
Актуальність теми: Буферні системи є необхідними компонентами для існування живих організмів. У крові і інших біологічних рідинах є відповідні буферні системи, що підтримують майже стале значення рН. Знання складу буферних розчинів, механізму підтримання його рН, має важливе значення для розуміння механізмів дії буферних систем і регулювання основних фізіологічних процесів в організмі.
Навчальні цілі:
Знати: склад основних буферних систем організму, механізм їх дії, вплив на них кислотних і основних факторів.
Вміти: готувати буферні розчини, розраховувати значення рН цих розчинів за їх складом та розраховувати співвідношення компонентів буферного розчину за заданим значенням рН.
Самостійна позааудиторна робота студентів.
1. Дати визначення буферних систем, вказати їх хімічний склад.
2. Механізм дії буферної системи на прикладі ацетатного буферу.
3. Фактори від яких залежить рН буферних систем.
3. Вплив розведення буферних систем на рН.
4. Формули для визначення активної кислотності або лужності буферних розчинів.
5. Механізм дії буферних розчинів:
а). гідрокарбонатного буферу;
б) фосфатної буферної системи;
в) білкових буферних систем.
6. Приготування буферних розчинів за даним значенням рН і розрахунок рН буферу за відомим співвідношенням компонентів буферної системи.
7. Буферні криві та їх характер.
8. Буферні системи крові.
Контрольні питання.
1. Наведіть приклади буферних розчинів утворених слабкою кислотою і її сіллю.
2. Наведіть приклади буферних розчинів утворених слабкою основою і її сіллю.
3. Наведіть приклади буферних розчинів утворених солями багатоосновних кислот.
4. Напишіть рівняння реакції дії на гідрокарбонатний буферний розчин кислоти, лугу.
4. Напишіть рівняння реакції дії на фосфатний буферний розчин кислоти, лугу.
5. Напишіть рівняння реакції дії на ацетатний буферний розчин лугу, кислоти.
6. Напишіть рівняння реакції дії на білковий буферний розчин кислоти, лугу.
7. Як розрахувати рН кислотного буферного розчину?
8. Як розрахувати рН основного буферного розчину?
9. Що таке буферний розчин? Фактори від яких залежить рН буферного розчину.
10.Як розрахувати рН буферного розчину?
11.Аміачна буферна система складається з 100 мл розчину гідроксиду амонію з молярною концентрацією еквівалентів 0,1 моль/л і 50 мл хлориду амонію з молярною концентрацією еквівалентів 0,2 моль/л. (13 EMBED Equation.3 1415). Визначити рН даної системи.
12.Як зміниться рН даного аміачного буферу при доливанні до нього 10 мл розчину кислоти з молярною концентрацією еквівалентів 0,2 моль/л.
13.Розрахуйте які об’єми розчинів гідрофосфату і дигідрофосфату натрію з молярними концентраціями еквівалентів 0,1 моль/л треба взяти для приготування 100 мл буферного розчину з рН 6,8. (13 EMBED Equation.3 1415)
14.Як зміниться рН даного фосфатного буферу при доливанні до нього 40 мл розчину лугу з молярною концентрацією еквівалентів 0,1 моль/л.
Самостійна робота на занятті.
Виконати лабораторні роботи
Приготувати ацетатний буферний розчин за заданим співвідношенням компонентів.
Приготувати буферний розчин за відомим значенням рН.
Вивчити властивості буферного розчину.
Методика виконання роботи
Робота 1. Приготування ацетатного буферного розчину за заданим співвідношенням компонентів.
Кожна пара студентів готує 10 мл ацетатного буферу змішуючи 0,1 н розчини оцтової кислоти і ацетату натрію з вказаним викладачем співвідношенням (кислота:сіль=9:1;8:2; 7:3; 6:4; 5:5; 4:6; 3:7; 2:8; 1:9).



Концентрацію водневих іонів в буферному розчині визначають за формулою:
де К- константа дисоціації оцтової кислоти (1,8*10-5);
С1, V1, - об'єм і еквівалент розчину кислоти;
С2, V2 - еквівалент і об'єм розчину солі.
На основі знайденої концентрації водневих іонів буферного розчину вираховують рН за формулою:
рН = -lg [Н+].
Одержані дані занести в таблицю.
№п/п
Vкислоти
Vсолі
[H+]
рН

1
1
9



2
2
8



3
3
7



4
4
6



5
5
5



6
6
4



7
7
3



8
8
2



9
9
1



За співвідношенням компонентів і рН буферних розчинів будують буферну криву в координатах рН(VK.
Робота 2. Приготування буферного розчину за відомим рН.
Студенти одержують завдання від викладача на приготування 10 мл буферного розчину з певним значенням рН. За відомим значенням рН розраховують концентрацію йонів водню в розчині.

Об'єм розчину кислоти і солі визначають за формулою:


де К- константа дисоціації оцтової кислоти (1,8 10-5);
V - об'єм розчину кислоти; 10-V -об'єм розчину солі.
Робота 3. Властивості буферного розчину.
Необхідно перевірити, чи змінюється рН буферної суміші при доливанні кислоти або лугу (збільшенні концентрації), або доливанні води (зменшенні концентрації). Для цього в 4 пробірки налити по 2 мл приготовленого буферного розчину (роб.1). В першу пробірку прилити 2 кр 0,1М NaOH, в другу – 2 кр. 0,1 М НСІ, в третю – 2 кр. Н2О. Четверта пробірка служить еталоном. В кожну пробірку прилити по 2-3 кр індикатора метилоранжу. Що спостерігається? Записати рівняння відповідних реакцій.
















Заняття 11

Тема: Визначення буферної ємності. Роль буферів в біосистемах.
Актуальність теми: Буферні системи крові забезпечують стабільність рН крові. При дії кислотних агентів (СО2) кислотно-основна рівновага забезпечується лужним резервом крові. Визначення буферної ємності крові є важливим показником стану організму, його можливості чи певної патології.
Навчальні цілі:
Знати: основні буферні системи організму, механізм дії білкових систем крові. Способи вимірювання резервної лужності крові.
Вміти: визначити буферну ємність буферних систем методами об’ємного титрування за допомогою індикаторів, а також розрахувати буферну ємність.
Самостійна позааудиторна робота студентів.
1. Механізм дії буферних систем.
2. Білкові буферні розчини, їх хімічний склад.
3. Буферні розчини крові.
4. Буферна ємність, її визначення.
5. Фактори, які обумовлюють буферну ємність.
6. Кислотно-лужна рівновага крові. Ацидоз і алкалоз.
7. Резервна лужність крові. Фактори, які її обумовлюють.
8. Вплив екологічного забруднення на кислотно-лужну рівновагу в організмі.
9. Методи практичного визначення буферної ємності.
Контрольні питання.
1. Що таке буферна ємність?
2. Які Ви знаєте буферні системи організму?
3. Механізм дії на гідрокарбонатну буферну систему кислоти, лугу.
4. Механізм дії на гідрофосфатну буферну систему кислоти, лугу.
6. Механізм дії на білкову буферну систему кислоти, лугу.
7. Механізм дії на ацетатну буферну систему кислоти, лугу.
8. Як визначити буферну ємність?
9. Що таке ацидоз, алкалоз? Яке рН крові?
10.Які фактори обумовлюють буферну ємність?
11.Що таке резервна лужність крові?
12.До 100 мл крові для зміни рН від 7,36 до 6,9 треба прилити 40 мл розчину хлоридної кислоти з молярною концентрацією еквівалентів 0,05 моль/л. Обчислити буферну ємність крові за кислотою.
13.Обчислити ступінь електролітичної дисоціації та рН для розчину нітритної кислоти з молярною концентрацією еквівалентів 0,002 моль/л. (К=4,6.10-6).
14.Обчислити скільки мл розчину НСl з молярною концентрацією 0,02 моль /л треба додати до 50 мл крові, щоб змінити її рН з 7,36 до 7,1.
Самостійна робота на занятті.
Виконати лабораторні роботи:
1. Приготувати ацетатний буфер з певним значенням рН.
2. Визначити буферну ємність за кислотою.
3. Визначити буферну ємність за лугом.
4. Визначити буферну ємність сироватки крові.
Методика виконання роботи
Робота 1. Приготування ацетатного буферу.
Кожна пара студентів готує 20 мл ацетатного буферу, змішуючи 10 мл 0,1 М розчину оцтової кислоти і 10 мл 0,1 М розчину її натрієвої солі. За допомогою рН метра чи універсального індикатора визначають рН одержаного буферу. Розчин зберігають для наступних робіт.
Робота 2. Визначення буферної ємності приготовленого розчину за лугом.
10 мл буферного розчину, одержаного в роботі 1 (рН = 4,6), розливають порівну в дві колбочки для титрування. До кожної додають 2-3 кр. індикатора метилового червоного. Бюретку для титрування заповнюють 0,1 М розчину гідроксиду натрію. Титрування проводять до появи лимонно-жовтого забарвлення (рН = 6,3). Проводять розрахунки за рівняннями:
13 EMBED Equation.3 1415
Робота 3. Визначення буферної ємності розчину за кислотою.
10 мл буферного розчину, одержаного в роботі 1 (рН = 4,6), розливають порівну в дві колбочки для титрування. До кожної додають 2-3 кр. індикатора метилового оранжевого. Титрують 0,1 М розчином НС1 до появи малинового забарвлення (рН = 3,1).
Проводять розрахунки буферної ємності за відомими формулами для кислоти.
Робота 4. Визначення буферної ємності сироватки крові.
Буферну ємність сироватки крові (рН = 7,4) визначити за кислотою і лугом. Для цього в 2 колбочки прилити по 1 мл сироватки крові. В першу колбочку прилити 1-2 краплі фенолфталеїну і титрувати 0,1 М розчином лугу до появи рожевого забарвлення (рН = 9,0). В другу колбочку прилити 1-2 краплі метилоранжу і титрувати 0,1н розчином соляної кислоти до появи стійкого оранжевого забарвлення (рН = 4,0). Титрування повторити 2-3 рази. Буферну ємність розрахувати як в попередніх роботах. Зробити висновки.







Заняття 12
Тема: Колігативні властивості розчинів.
Актуальність теми: Осмос має важливе значення для рослинних і тваринних організмів, створюючи необхідні умови для нормального протікання біофізичних і біохімічних процесів. В людському організмі необхідне постійне значення осмотичного тиску крові і інших біологічних рідин. Значення осмотичних властивостей розчинів, їх залежність від різних речовин, робить можливим регулювання і підтримання необхідних параметрів стану організму.
Навчальні цілі:
Знати: залежність осмотичного тиску від концентрації розчинених електролітів і неелектролітів. Знати осмотичний тиск різних біологічних рідин і вплив на нього різних факторів.
Вміти: визначати і розраховувати осмотичний тиск розчинів і основних біологічних рідин.
Самостійна позааудиторна робота студентів.
Дифузія в розчинах і її значення для біологічних систем.
Закон Фіка.
Осмос і осмотичний тиск.
Закон Вант-Гоффа для осмотичного тиску.
Осмотичні властивості розчинів неелектролітів.
Осмотичні властивості розчинів електролітів. Коефіцієнт Вант-Гоффа.
Гіпер-, гіпо- і ізотонічні розчини.
Процеси плазмолізу і гемолізу.
Значення осмосу і осмотичного тиску для біологічних систем.
10.Ізотонічні розчини (фізіологічні) як медичні препарати в медицині
Контрольні питання.
Дайте визначення законів Фіка, Генрі, Дальтона, Сеченова, Вант-Гоффа.
Яка величина осмотичного тиску для фізіологічного розчину? Якої концентрації мають бути розчини хлориду натрію та глюкози, щоб розчини були фізіологічними?
Дайте визначення поняттю дифузія, осмотичний тиск, ізотонічний коефіцієнт, осмос, осмотична концентрація.
Що таке ізотонічний розчин, гіпер- і гіпотонічні розчини, гемоліз, плазмоліз?
Як визначати молярну концентрацію еквівалентів, моляльність і масову частку розчину? Зв’язок між ними.
Обчислити осмотичний тиск розчину глюкози з концентрацією 0,287 моль/л.
Обчислити концентрацію глюкози (моль/л) в розчині, який ізотонічний по відношенню до плазми крові.
Визначити значення ізотонічного коефіцієнту для 0,85 % розчину хлориду натрію, ізотонічного по відношенню до крові.
Самостійна робота на занятті.
Виконати лабораторні роботи:
Визначити осмотичний тиск розчину сахарози.
Виростити “штучну клітину”.
Одержати деревоподібні утворення.
Методика виконання роботи
Робота 1. Осмос і осмотичний тиск.
Пробірку без дна із закріпленою на ній напівпроникною мембраною наповнюють 70 %-ним розчином сахарози, закривають корком з отвором, в якому вставлена скляна трубка з зігнутим кінцем. Осмометр закріпляють в штативі, а розчин відділений мембраною опускають в склянку з дистильованою водою. Внаслідок ендоосмосу рідина в трубці підіймається на певну висоту. Стовпчик рідини в трубці показує величину осмотичного тиску.
Намалювати осмометр і зробити відповідні висновки.

Робота 2. Ріст "штучної клітини" Траубе.
В пробірку поміщають кілька кристалів калій гексаціано-(ІІ)-феррату (жовта кров'яна сіль) К4[Fе(СN)6]. Доливають 4-5 мл 5%-ного розчину сульфату міді. Кристалики солі, розчиняючись, взаємодіють з сульфатом міді. При цьому утворюється напівпроникна мембрана гексаціано-(ІІ)-феррату міді, Сu2[Fе(СN)6], яка пропускає воду, але не пропускає йони солі. Зобразити малюнком ці утворення і зробити відповідний висновок.

Робота 3. Одержання деревоподібних утворень.
В чотири пробірки наливають по 4-5 мл розведеного силікатного клею і опускають в кожну пробірку відповідно кристали хлоридів кобальту, марганцю, нікелю, міді. Через деякий час з кристаликів виростають деревоподібні утворення.
Зробити відповідні малюнки і пояснити ці явища.




























Заняття 14
Тема: Теплові ефекти хімічних реакцій. Направленість процесів.
Актуальність теми: Хімічна термодинаміка вивчає перетворення різних видів енергії при хімічних реакціях, процесах розчинення, випаровування, кристалізації та ін. Знання законів хімічної термодинаміки дає змогу передбачити можливість протікання даної реакції при певних умовах, знайти ступінь перетворення, вихід кінцевого продукту, тепловий ефект та ін. Закони термодинаміки стосуються і тих процесів, що протікають у живих організмах. Вони дають змогу глибше зрозуміти і пояснити ці процеси, оцінити можливість їх протікання.
Навчальні цілі:
Знати: основні поняття термодинаміки, види енергії, закони термодинаміки, взаємозв’язок і перетворення видів енергії.
Вміти:.визначати ентальпію процесів розчинення солей, утворення кристалогідратів і нейтралізації між кислотними і основними компонентами, розрахувати значення ентальпії, ентропії та енергії Гіббса за довідниками даними і пронозувати можливість чи неможливість самовільного протікання реакцій.
Самостійна позааудиторна робота студентів.
Хімічна термодинаміка як теоретична основа біоенергетики.
Основні поняття термодинаміки: системи, параметри стану і функції стану системи.
Внутрішня енергія і ентальпія.
Перший закон термодинаміки.
Закон Гесса і термохімічні рівняння.
Стандартні теплоти утворення хімічних сполук.
Термохімічні розрахунки і їх використання для енергетичної характеристики біохімічних процесів.
Другий закон термодинаміки.
Ентропія – міра впорядкованості енергії.
Рівняння Гіббса і його значення.
Критерії і напрям самовільних хімічних процесів.
Стандартні термодинамічні величини деяких продуктів харчування і кінцевих продуктів метаболізму.
Підготувати вихідні дані для оформлення протоколу лабораторної роботи.
Контрольні питання.
Дайте визначення поняттю система, фаза, компонент, ізобарний процес, ізохорний процес, ентальпія, енергія Гіббса,тепловий ефект реакції.
Перший та другий закони термодинаміки.
Закон Гесса, наслідок із закону Гесса.
Обчислити теплоту розчинення хлориду натрію, якщо при розчиненні у воді 12,69 г хлориду натрію поглинається 1,07 кДж теплоти.
Розрахуйте теплоту утворення кристалогідрату Na2SO3*7H2O, якщо теплоти розчинення (Н (Na2SO3)= 11 кДж/моль, (Н (Na2SO3*7H2O)=47 кДж/моль.
Обчисліть (Н для реакцій:
2Н2 + О2 = 2Н2О
4NH3 + 3O2 =2N2 + 6H2O
2СО + О2 = 2СО2
С +О2 =СО2
СО2 + С = 2СО
3СаСО3 + 2Н3РО4 = Са3(РО4)2 + 3CO2 + 3H2O
Зробіть висновок про можливість самовільного протікання цих процесів на основі розрахунку 13EMBED Equation.31415G реакції.
Самостійна робота на занятті.
Виконати лабораторні роботи:
Визначення зміни температури при розчиненні і взаємодії між речовинами.
Розрахувати ентальпію і енергію Гіббса для досліджуваних процесів.
Оформити і захистити протокол.
Методика виконання роботи
Робота 1. Визначення ентальпії розчинення солі.
У зважений калориметр наливають 100 мл води і вимірюють температуру з точністю до 0,1 градуса. Розчиняють у цій воді 5 г. солі на протязі 3-х хв. і вимірюють температуру розчину. Використовуючи числові дані, які заносять в табл. 1, і значення молярних теплоємностей (Ср) речовин із “Довідника з хімії”, які приймали участь в теплообміні, визначають теплоту розчинення солі ((Н) за формулою:
13 EMBED Equation.3 1415 (1)
де Срк, Срв, Срс – молярні теплоємності алюмінію з якого зроблений калориметр, води і дослідженої солі;
13EMBED Equation.31415 Т – зміна температури;
mк, mв, mс – маси калориметра, води і досліджуваної солі;
Мк, Мв, Мс - молярні маси речовини з якої виготовлений калориметр, води і досліджуваної солі;
13EMBED Equation.31415Н – зміна ентальпії при розчинені солі (теплота розчинення).
Табл. 1
mАІ
Ср (АІ)

Ср(в)

Ср(с)
tпоч.
tкін.
13EMBED Equation.31415t
13EMBED Equation.31415Н












Робота 2. Визначення ентальпії утворення кристалогідрату з безводної солі і води.
Процес утворення розчинів соди із безводної солі і кристалогідрату можна відобразити рівняннями:
A(к.) + aq = A(р.) 13EMBED Equation.31415Н1
A*nH2O(к.) + aq = A(р.) 13EMBED Equation.31415Н2
Різниця цих рівнянь і дасть рівняння утворення кристалогідрату
A (к.) + nH2O = A*nH2O 13EMBED Equation.31415Н3 =13EMBED Equation.31415Н1 - 13 EMBED Equation.3 1415Н2
Беруть наважки безводної солі і кристалогідрату (5-10) г. з точністю до 0,01 г. В калориметричну посудину наливають 150 мл дистильованої води і закріплюють в калориметричному стакані. Вимірюють початкову температуру. Потім в калориметричну посудину вносять наважку безводної солі, розчиняють її та фіксують зміну температури. За формулою (1) визначають 13EMBED Equation.31415Н1
Аналогічно проводять визначення ентальпії розчинення кристалогідрату 13EMBED Equation.31415Н2
В протоколі виконують відповідні розрахунки, використовуючи наведене в роботі рівняння і роблять відповідні висновки.
Робота 3. Розрахувати чи самовільний процес утворення кристалогідрату.
Необхідно розрахувати ізобарно-ізотермічний потенціал 13EMBED Equation.31415G для реакції утворення кристалогідрату A (к.) + nH2O = A*nH2O
13EMBED Equation.31415G=13EMBED Equation.31415H-T13EMBED Equation.31415S
13EMBED Equation.31415H розраховано в роботі 2. Розраховуєм за довідниковими даними ентропію реакції 13EMBED Equation.31415Sр.
13EMBED Equation.31415Sр = SA*nH2O – (SA(к.) + n SH2O )
Підставивши одержані дані в рівняння 13EMBED Equation.31415G=13EMBED Equation.31415H-T13EMBED Equation.31415S зробіть висновок про можливість самовільного утворення кристалогідрату при стандартних умовах.
Робота 4. Визначення ентальпії реакції взаємодії оксиду кальцію з ортофосфорною кислотою.
В калориметричну посудину заливають 50 мл 0,1 н розчину Н3РО4 і вимірюють температуру. Зважують на аналітичних вагах 0,5 г СаО і при перемішуванні вносять його в розчин ортофосфорної кислоти. Записують найвищу температуру, яку покаже термометр в результаті реакції.
Обчислення ентальпії реакції взаємодії проводять за формулою:










Заняття 15
Тема: Кінетика біохімічних реакцій.
Актуальність теми: Вивчення кінетики і механізму хімічних реакцій має велике теоретичне і практичне значення як для хімії, так і для медицини. Знання факторів, від яких залежить швидкість реакції дозволить регулювати процеси, які проходять в організмі, вивчати ефективність дії лікарських препаратів. Знання умов протікання реакцій дозволяє регулювати, створювати оптимальні умови протікання реакцій.
Навчальні цілі:
Знати: вплив основних факторів: концентрації, температури, тиску на швидкість та напрям протікання реакцій.
Вміти:. Визначати швидкість хімічної реакції, її залежність від концентрації і вплив каталізаторів.
Самостійна позааудиторна робота студентів.
Швидкість хімічних реакцій, її вираження.
Вплив природи реагуючих речовин, концентрації на швидкість реакції.
Закон діючих мас.Фізичний зміст константи хімічної рівноваги, її вираз.
Константа хімічної рівноваги, способи її вираження.
Порядок і молекулярність хімічних реакцій.
Енергія активації. Каталіз і каталізатори.
Залежність швидкості реакції від температури і тиску.
Ферментативні біохімічні процеси. Ферменти, як біологічні каталізатори.
Ланцюгові та фотохімічні, біохімічні реакції.
Прогнозування зміщення хімічної рівноваги на основі принципу Ле-Шательє-Брауна-Пригожина.
Контрольні питання.
1. Напишіть вираз:
а) константи рівноваги;
б) швидкості прямої і зворотної реакції.
Для реакцій:
СО2(г) + С(тв) =СО (г) N2 + O2 = 2NO
N2 + 3H2 = 2NH3 CO(г) + H2O(г) = CO2(г) + H2
2SО2(г) + О2(г) = 2SО3 (г) 2NO2 = 2NO +O2
2NO + Cl2 =2NOCl 2СО + О2 = 2СО2
2Н2 + О2 = 2H2O(г) 2NO + О2 = 2NO2
С(тв) + Н2О (г) = СО + Н2 2N2O + O2 = 4NO
2. Як зміниться швидкість даної реакції, якщо:
а) концентрацію одного з компонентів збільшити в два рази;
б) тиск системи зменшити в три рази;
в) температуру підвищити з 650 до 720 К (температурний коефіцієнт 2).
Самостійна робота на занятті.
Виконати лабораторні роботи.
Визначення залежності швидкості хімічної реакції від концентрації
Визначення залежності швидкості хімічної реакції від каталізатора.
Методика виконання роботи
Робота 1. Залежність швидкості реакції від концентрації реагуючих речовин.
В 5 пробірок послідовно налити по 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 мл 0,1 М розчину тіосульфату натрію. В кожну з перших чотирьох пробірок відповідно долити 2,0; 1,5,; 1,0; 0,5 мл води, а п’ята пробірка залишається без змін. Ці п’ять вихідних розчинів умовно назвемо розчини 1. Окремо в 5 інших пробірок наливають по 2,5 мл 0,1 М розчину сірчаної кислоти. Попарно зливають розчини в 1 і 2. Визначають час до початку помутніння розчину в кожній пробірці. Результати спостережень записують в таблицю.


п/п
Об’єм в мл
Концентрація
вихідного
Na2S2O3
Час
помутніння


H2SO4
H2O
Na2S2O3



1
0,5
2,0
0,5



2
0,5
1,5
1,0



3
0,5
1,0
1,5



4
0,5
0,5
2



5

0
2,5




За результатами досліду розраховують концентрації одержаних вихідних розчинів тіосульфату натрію в кожній з пробірок за формулою. Малюють графік залежності в координатах: концентрації тіосульфату – час помутніння. На основі цього зробити висновок залежності швидкості реакції від концентрації тіосульфату натрію.
13 EMBED Equation.3 1415
Робота 2. Залежність швидкості реакції від наявності каталізатора.
В дві пробірки окремо наливають по 2 мл 0,1 М розчину тіосульфату натрію, в інші дві пробірки – по 2,5 мл 0,5 М розчину сірчаної кислоти. В одну із пробірок з тіосульфатом натрію приливають 0,5 мл, 0,05 М розчину сульфату міді (каталізатор), а в другу – 0,5 мл води.
Розчини попарно зливають і спостерігають за часом помутніння в кожній пробірці. Вказати дію каталізатора (прискорює чи сповільнює дану реакцію).










Заняття №15
Тема: Використання явища електропровідності розчинів електролітів.
Актуальність теми: Здатність розчинів електролітів проводити електричний струм широко використовується в біології і медицині для діагностики і в лікувальній справі. Знання закономірностей електропровідності різних електролітів залежить від різних факторів, можливість вимірювати опір розчинів за допомогою доступних вимірювальних приладів робить даний метод необхідним для професійної підготовки лікарів.
Навчальні цілі:
Знати: залежність електропровідності розчинів від природи і різних факторів, взаємозв’язок між різними видами електропровідності, ступенем дисоціації і константою дисоціації.
Вміти: визначити опір розчину, питому і молярну електропровідність, ступінь дисоціації і константу дисоціації через вимірювання опору розчинів електролітів.
Самостійна позааудиторна робота студентів.
Електропровідність. Провідники 1-го і 2-го роду.
Електропровідність розчинів сильних і слабких електролітів. Фактори, що впливають на електропровідність.
Питома і молярна (еквівалентна) електропровідність розчинів.
Електропровідність при безмежному розведенні. Гранична електропровідність. Закон Кольрауша.
Вимірювання електропровідності за допомогою електродної посудини. Постійна електродної посудини.
Розмірність питомої і молярної електропровідності та рухливості йонів.
Розрахунок ступеня і константи електролітичної дисоціації через електропровідність.
Електропровідність клітин і тканин, їх біомедичне значення.
Контрольні питання.
Електропровідність сильних і слабких електролітів.
Від яких факторів залежить електропровідність розчину?
Провідники 1-го і 2-го роду.
Постійна електродної посудини.
Що таке питома електропровідність?
Як змінюється питома електропровідність зі зміною концентрації розчинів сильних і слабких електролітів?
Що таке молярна електропровідність? Як зв’язані між собою питома і молярна електропровідність?
Як гранична еквівалентна електропровідність зв’язана з електричною рухливістю йонів?
Що таке гранична електропровідність? Закон Кольрауша.
Опір розчину AgNO3 з молярною концентрацією еквівалентів 0,1 моль/л при 298 К рівний 1090 Ом, а опір КСl з молярною концентрацією еквівалентів 0,02 моль/л в тій же електродній посудині при тих же умовах 4318 Ом, питома електропровідність його рівна 2,77.10-3 Ом-1.см-1. Розрахувати постійну електродної посудини, питому та еквівалентну електропровідність розчину AgNO3.
Питома електропровідність розчину пропіонової кислоти з концентрацією
С(1/1С2Н5СООН) = 7,8.10-3 моль/л дорівнює 1,21.10-4 Ом-1.см-1. Обчислити ступінь і константу дисоціації пропіонової кислоти.
Самостійна робота на занятті.
Виконати лабораторні роботи:
Визначити константу електродної посудини.
Визначити електропровідність розчинів слабих електролітів.
Визначити ступінь і константу дисоціації досліджуваних електролітів
Методика виконання роботи
Робота 1. Визначення константи електродної посудини.
Визначення константи електродної посудини проводять за допомогою розчину електроліту, для якого відоме значення питомої електропровідності. З цією метою використовують, як правило, 0,01 М розчин Ксl, для якого при 20 0С 13 EMBED Equation.2 1415 = 1,25 ( 10-3 См/м.
В посудину для визначення електропровідності наливають такий об’єм 0,01 М розчину Ксl , щоб електроди були повністю занурені в розчин. За допомогою омметра замірюють опір розчину в посудині і за формулою К = R(13 EMBED Equation.2 1415 вираховують її константу.
Робота 2. Визначення електропровідності розчинів слабих електролітів та біологічних рідин.
Визначивши постійну (константу) електродної посудини, останню старанно промивають дистильованою водою, наливають в неї відповідний досліджуваний розчин слабкого електроліту і вимірюють опір. Одержані дані заносять у таблицю:

№ п/п
Досліджуваний розчин
R
13 EMBED Equation.2 1415
13 EMBED Equation.2 1415
13 EMBED Equation.2 141513 EMBED Equation.2 1415

1
0,1 М НСООН





2.
0,1 М СН3 СООН





3.
0,1 М ССl3 COOH





4.
0,1 М NH4 OH





5.
Шлунковий сік (1:10)



-

6.
Сироватка крові (1:5)



-

Використовуючи знайдені величини опору досліджуваних розчинів і постійну електродної посудини (K) розраховують питому електропровідність :
13 EMBED Equation.2 1415
і молярну електропровідність :
13 EMBED Equation.2 1415 де: 13 EMBED Equation.2 1415 - питома електропровідність
С - молярна концентрація
V – розведення, 13 EMBED Equation.3 1415
Для розчинів слабких електролітів розрахувати також граничну молярну електричну провідність, використовуючи дані довідника про електролітичну рухливість відповідних іонів :
13 EMBED Equation.2 1415
Результати занести в таблицю і зробити висновок.
Робота 3.Порівняння сили електролітів на основі електропровідності їх розчинів.
Використовуючи дані із роботи № 2 про молярну електропровідність і граничну електропровідність відповідних розчинів електролітів, розраховують ступінь і константу дисоціації.
13 EMBED Equation.2 1415 ; К=13 EMBED Equation.2 1415
Дані занести у таблицю і зробити висновок про силу різних електролітів і як впливає введення хлору в радикал кислоти на її силу.
№ п/п
Досліджуваний розчин
13 EMBED Equation.2 1415(
К

1
0,1 М НСНОН



2.
0,1 М СН3 СООН



3.
0,1 М ССl3 COOH



4.
0,1 М NH4 OH



























Заняття №16
Тема: Потенціометрія. Визначення окисно-відновного потенціалу.
Актуальність теми: Потенціометричний метод дозволяє визначити концентрацію йонів водню в розчинах і різних біологічних рідинах. Наявність доступних вимірювальних приладів робить цей метод широко використовуваним на практиці. Знання закономірностей виникнення електродних потенціалів, будови електродів, вимірювання рН середовища дає в руки медиків інструмент для діагностики і коректування важливого показника різних рідин внутрішнього середовища організму.
Навчальні цілі:
Знати: суть методу потенціометрії, який дозволяє визначити концентрацію йонів в різних середовищах, будову електродів, принцип вимірювання за допомогою потенціометра.
Вміти: підготувати прилад до роботи, вимірювати рН різних розчинів і біологічних рідин, провести потенціометричне титрування і визначити концентрацію досліджуваного розчину.
Самостійна позааудиторна робота студентів.
Механізм виникнення подвійного електричного шару.
Електродний потенціал, фактори від яких залежить його значення.
Рівняння Нернста для окисно-відновних систем.
Стандартні електродні потенціали.
Класифікація електродів.
Електроди визначення. Скляний електрод, йонселективні електроди.
Електроди порівняння. Водневий електрод. Хлорсрібний електрод.
Суть потенціометричного методу визначення рН розчинів і біологічних рідин.
Потенціометричне титрування. Які електроди при цьому застосовуються?
Криві потенціометричного титрування. Визначення точки еквівалентності графічним методом.
Застосування методу потенціометрії в медицині.
Зубні протези в стоматології. Проблеми гальванозу.

Контрольні питання.
Електродні потенціали, причини виникнення.
Рівняння Нернста.
Електроди 1 і 2-го роду.
Що таке стандартні електродні потенціали?
Будова і принцип дії водневого електроду.
Будова і принцип дії електроду порівняння.
Будова і принцип дії скляного електроду.
Будова і принцип дії мембранного електроду.
Як визначають стандартні електродні потенціали?
Що таке потенціометричне титрування?
Які складові необхідні для визначення рН розчину?
Як визначити точку еквівалентності при потенціометричному титруванні?
Що таке йонселективний електрод?
При потенціометричному титруванні до 20 мл розчину NaOH додавали по 1 мл розчину HCl C(HCl) = 0,15 моль /л. При цьому рН розчину змінювалось дуже повільно і до досягнення рН 9,7 було витрачено 14 мл розчину HCl. Після цього розчин HCl стали додавати порціями по 0,1 мл і при додаванні 0,4 розчину HCl рН різко змінився до 4,3. Розрахувати молярну концентрацію еквівалентів NaOH .
Самостійна робота на занятті.
Виконати лабораторні роботи:
Визначити потенціометричним методом рН розчинів електролітів та біологічних рідин.
Порівняти одержані дані з теоретичними значеннями.
Визначити концентрацію розчину хлоридної кислоти методом потенціометричного титрування розчином гідроксиду натрію.
Методика виконання роботи
Робота 1 Потенціометричне визначення рН розчинів електролітів та біологічних рідин.
рН- метр включають у електромережу на 15-20 хв. для прогріву. Хлорсрібний і скляний електрод разом із термометром під’єднюють до вимірювального блоку приладу і опускають у досліджуваний розчин. Ручку термокомпенсації ставлять навпроти значення за показом термометра. Натискають на клавішу «рН» і клавішу діапазон вимірювань
«1-14». Відмітивши покази приладу, на їх підставі натискують клавішу, яка відповідає більш вузькому діапазону рН. Записують визначення рН розчинів і біологічних рідин у таблицю:
№ п/п
Досліджуваний розчин
Кд
рН




експериментально
теоретично

1
0,1 М НСООН
1,77*10-4



2
0,1 М СН3СООН
1,75*10-5



3
0,1 М ССІ3СООН
1,4*10-3



4
0,1М NH4OH
1,77*10-5



5
Шлунковий сік




6
Сироватка крові




Використовуючи дані таблиці, обчислити теоретичне значення рН досліджуваних розчинів слабких електролітів. Зробити висновки, порівнюючи числові значення рН одержані експериментально і теоретично.
Після роботи, сполоснувши електроди дистильованою водою, залишити їх в дистильованій воді. Вимкнути прилад.
Робота 2 Визначення концентрації соляної кислоти методом потенціометричного титрування гідроксидом натрію.
В чистий стакан відміряють 20 мл досліджуваного розчину НСІ, вносять в нього магнітик і ставлять на магнітну мішалку. Над посудиною прилаштовують мірну бюретку з 0,1 М розчином NаОН. Занурюють електроди (хлорсрібний і скляний) у досліджуваний розчин, вмикають рН-метр і вимірюють рН розчину до введення титранту і після кожної порції його додавання по 0,5 мл стандартного розчину результати вимірювання заносять у таблицю:
№ п/п
Об’єм титранту, мл
рН





За результатами вимірювань будують графік (криву титрування). На осі абсцис відкладають об’єм титранту (NаОН), а на осі ординат – відповідні значення рН.
Знайшовши за графіком еквівалентну точку і опустивши з неї перпендикуляр на вісь абсцис, установлюють об’єм лугу, який витрачено на титрування певного об’єму досліджуваного розчину кислоти.
Користуючись відомим співвідношенням Сk*Vk=Cл*Vл, визначити концентрацію кислоти і зробити висновок.

































Заняття 18
Тема: Поверхневий натяг.
Актуальність теми: Вивчення поверхневих явищ і вплив на них поверхнево активних та інактивних речовин є ключем до розуміння процесів сорбції, поверхневого натягу, хроматографії, які відіграють значну роль в життєдіяльності організмів. Вивчення поверхневого натягу розчинів тканин і біологічних рідин дозволяє визначити поверхневу активність досліджуваних речовин, що допомагає глибшому вивченню механізмів біологічних і фізіологічних процесів, а також в науковому підході в процесі застосування фармакологічних препаратів.
Навчальні цілі:
Знати: основні властивості ПАР і ПіАР, способи визначення поверхневого натягу від концентрації, застосування ПАР в медицині.
Вміти: визначати поверхневий натяг розчинів різної концентрації, розраховувати поверхневу активність за значенням поверхневого натягу.
Самостійна позааудиторна робота студентів.
Поверхнева енергія і поверхневий натяг.
Поверхнево-активні речовини, їх біологічне значення.
Поверхнево неактивні речовини, їх біологічне значення.
Ізотерми поверхневого натягу.
Поверхнева активність.
Правило Дюкло і Траубе, його практичне значення.
Поверхневі явища та їх значення в біології та медицині.
Сорбційні процеси. Природа сорбентів їх використання в медицині.
Кількісна характеристика адсорбції. Рівняння Гіббса.
Контрольні питання.
Що таке поверхнева енергія?
Що таке поверхневий натяг?
Які речовини є поверхнево активні?
Які речовини є поверхнево інактивні?
Ізотерма поверхневого натягу.
Поверхнева активність.
Методи визначення поверхневого натягу.
Правило Дюкло – Траубе.
Правило Шишковського.
Що таке адгезія?
Що таке когезія?
Чому відбувається розтікання краплі на поверхні?
Чому відбувається незмочування поверхні?
Вирахувати поверхневий натяг водного розчину ПАР, якщо число крапель цього розчину, що витікає із сталагмометра, рівне 68, а число крапель води - 56 (при 293 К)
·(Н2О) = 72,6.10-3 Дж/м2.
Вирахувати поверхневий натяг аніліну (
·=1,4 г/см3), якщо вода,що витікає із сталагмометра має 18 крапель, а анілін –42 краплі.(
·(Н2О) = 72,6.10-3 Дж/м2)
Встановити для якої з речовин (С6Н12О6, NaCl, C12H25OH, C15H31COOH) при збільшенні їх концентрації у воді, ізотерма поверхневого натягу буде прямою паралельною до осі молярної концентрації.
Самостійна робота на занятті.
Виконати лабораторну роботу:
Залежність коефіцієнту поверхневого натягу від концентрації амілового спирту в розчині.
Визначення коефіцієнту поверхневої активності спиртів в залежності від довжини вуглеводневого ланцюга.
Методика виконання роботи
Робота 1 Залежність коефіцієнту поверхневого натягу від концентрації амілового спирту в розчині.
Для визначення поверхневого натягу розчинів амілового спирту визначаємо за методом порівняння кількості крапель, що витікає із сталагмометра дистильованої води і відповідного розчину спирту. Кількість крапель (n) пропорційна поверхневому натягу спирту.
13 EMBED Equation.3 1415

·Н2О=72,6*10-3 Дж/м2
Спочатку визначають кількість крапель дистильованої води, яка витікає із сталагмометра ( nH2O). Аналогічно визначають кількість крапель спиртових розчинів 0,1; 0,05; 0,02 моль/л. Одержані дані заносять в таблицю, і розраховують значення поверхневого натягу і будують графік залежності коефіцієнту поверхневого натягу від концентрації спирту.

п/п
nH2O
nспирту

·спирту



0,02м
0,0,05м
0,1м
0,02м
0,05м
0,1м

1









2








3








Сер. з-ня.








Робота 2 Визначення коефіцієнту поверхневої активності спиртів в залежності від довжини вуглеводневого ланцюга.
Визначаєм кількість крапель, які витікають із сталагмометра для розчинів пропілового, бутилового, амілового спирту однакової концентрації 0,1 моль/л Розраховують
·
· спирту двох сусідніх гомологів і роблять висновок про відповідність поверхневої активності від їх будови згідно правила Дюкло-Траубе.

пропіловий
спирт
бутиловий
спирт
аміловий
спирт

n





·





·
·




Заняття 19
Тема: Сорбція біологічно-активних речовин на межі поділу фаз.
Актуальність теми: Адсорбційні явища на твердих адсорбентах широко використовуються в медицині. Переважна більшість процесів у живому організмі проходить на межі поділу фаз і їх швидкість на ряду із іншими факторами визначається площею поверхні. При гемосорбції кров очищається від токсинів середньої молекулярної маси пропусканням її через адсорбенти – активоване вугілля різних марок, що широко використовується в реанімаційних відділеннях лікарень. Ентеросорбція є використання активованого вугілля для зв’язування токсинів в шлунково-кишковому тракті. Адсорбція органічних барвників на поверхні біологічних препаратів використовується в гістології.
Навчальні цілі:
Знати: механізми адсорбційних процесів на границі розділу фаз, теорію молекулярної адсорбції, кількісне визначення адсорбції.
Вміти: визначати адсорбцію оцтової кислоти активованим вугіллям і встановити залежність адсорбції від концентрації. Вивчити закономірності адсорбції на каоліні кислотних і основних барвників, а також залежність адсорбції від рН розчину.
Самостійна позааудиторна робота студентів.
Сорбційні процеси, їх різновиди.
Адсорбція на границі розділу тверда речовина- рідина, тверда речовина-газ, її механізм. Вплив різних факторів на ці процеси.
Привести приклади адсорбційної терапії.
Теорія молекулярної адсорбції Ленгмюра.
Кількісне визначення адсорбції. Рівняння Фрейндліха.
Особливості адсорбції з розчинів. Правило Ребіндера.
Адсорбція електролітів. Правило Панета – Фаянса.
Йонообмінна адсорбція. Йоніоніти. Їх використання в медико- біологічних дослідженнях
Хемосорбція. Вплив рН на процеси хемосорбції барвників білками.
Контрольні питання.
Що таке адсорбція, адсорбент, адсорбтив?
Теорія адсорбції Гіббса.
Ізотерма адсорбції Гіббса.
Приведіть приклади фізичної і хімічної адсорбції.
Рівняння адсорбції Ленгмюра.
Ізотерма адсорбції Ленгмюра.
Рівняння адсорбції Фрейндліха.
Теорія полімолекулярної адсорбції.
Правило Паннета-Фаянса.
Закономірності молекулярної адсорбції.
Особливості адсорбції на межі поділу тверде тіло – розчин.
Йонообмінна адсорбція.
Від яких факторів залежить адсорбція на межі поділу тверде тіло – розчин.
Згідно рівняння Ленгмюра знайти величину максимальної адсорбції, якщо при рівноважній концентрації 0,03 моль/л величина адсорбції 6.10-3 моль/м2, а К=0,8.
Початкова концентрація розчину 0,44 моль/л після адсорбції розчиненої речовини із 60 см3 розчину активованим вугіллям масою 3 г концентрація знизилась до 0,350 моль/л. Обчислити величину адсорбції.
Самостійна робота на занятті.
Виконати лабораторні роботи:
Адсорбція оцтової кислоти на активованому вугіллі.
Вплив розчинника на адсорбцію.
Вибіркова адсорбція кислих і основних барвників каоліном.
Фарбування шерсті.
Методика виконання роботи
Робота 1 Адсорбція оцтової кислоти на активованому вугіллі.
Активоване вугілля відноситься до неполярних речовин, які мають розвинуту поверхню, на якій проходить адсорбція із полярного розчину різноманітних речовин. Адсорбція із розчину на поверхні твердого тіла в області середніх молярних концентрацій речовин задовільно описується емпіричним рівнянням Фрейндліха.
13 EMBED Equation.3 1415
де x- маса адсорбованої речовини
m-маса адсорбенту
13 EMBED Equation.3 1415 -величина адсорбції розчиненої речовини
c-її рівноважна концентрація
K і 13 EMBED Equation.3 1415 -константи, які можна знайти визначивши дослідним шляхом величину адсорбції.
Для одержання значення величини адсорбції необхідно використати 4 розчини оцтової кислоти з молярними концентраціями 0,05; 0,1; 0,2; 0,4 моль/л. В 4 конічні колбочки ємністю 100 мл внести по 0,5 г активованого вугілля (2 таблетки). В ці колбочки внести за допомогою піпеток по 25 мл відповідних розчинів кислоти. Залишити вугілля в контакті з розчином на 30 хв., періодично струшуючи колбочки з сумішшю. Відфільтрувати рівноважні розчини через паперові фільтри у колбочки, відкинувши перші порції фільтрату.
З кожної колбочки відібрати по 5 мл рівноважних розчинів кислоти, додати по 2 краплі фенолфталеїну і титрувати робочим розчином NaOH до появи слабо-рожевого кольору. Титрування повторити 2-3 рази і одержані дані занести до таблиці:
таблиця
СО(СН3СООН)
моль/л
V NaOH
мл
Ср(СН3СООН)
моль/л
13 EMBED Equation.3 1415
моль/л

0,05
1
2
3
сер. з-ня.



0,1
1
2
3
сер. з-ня.



0,2
1
2
3
сер. з-ня.



0,4
1
2
3
сер. з-ня.



Обчислити рівноважні концентрації Ср(СН3СООН) у фільтратах за формулою:
13 EMBED Equation.3 1415
Обчислити величини адсорбції оцтової кислоти за формулою:
13 EMBED Equation.3 1415
де Со(СН3СООН) і Ср(СН3СООН) - молярні концентрації відповідно у вихідному та рівноважному розчинах кислоти.
Vо(СН3СООН) – об’єм вихідного розчину кислоти
m- маса активованого вугілля.
Побудувати графік залежності адсорбції від концентрації в координатах: с і 13 EMBED Equation.3 1415. Зробити висновок про відповідність адсорбції рівнянню Фрейндліха.

Робота 2. Вплив розчинника на адсорбцію.
В одну пробірку наливають 3 мл водного, а в другу - 3 мл спиртового розчину фуксину. В обидві пробірки додають по 0,1 г каоліну. Вміст пробірок перемішують і фільтрують. Порівнюють забарвлення одержаних фільтратів і вихідних розчинів. Поясніть результати використавши правило вирівнювання полярностей Ребіндера.

Робота 3 . Вибіркова адсорбція кислих і основних барвників каоліном.
В одну пробірку наливають 2 мл розчину еозину, в другу – 2 мл розчину метиленової синьки. В пробірки вносять по 0,1 г каоліну, перемішують, фільтрують через фільтрувальний папір на скляній лійці. Пояснити результати досліду, враховуючи, що еозин відноситься до кислотних, а метиленовий синій до основних барвників.

Робота 4 . Фарбування шерсті .
У три пробірки наливають по 5 мл 0,05 % розчину метиленової синьки . В одну пробірку додають 5 крапель 2 М розчину НСl, в другу - 5 крапель 2 М розчину NaOH, а в третю – 5 крапель води. В кожну з пробірок вносять по декілька шерстяних ниток білого кольору і витримують 20-30 хв. Розчини з пробірок зливають. Нитки промивають водою. Пояснити результати досліду.

Будова барвників, які використовувались:


еозін метиленовий синій


фуксин











Заняття 20
Тема: Іонний обмін. Хроматографія.
Актуальність теми: Розділення суміші речовин має надзвичайно важливе значення для дослідження речовин, які складають організм і приймають участь в процесах життєдіяльності.
Найбільш ефективний метод розділення речовин дістав назву хроматографічного. Цей метод набуває чимраз ширшого застосування і для деяких сумішей є єдино можливим методом. Великий набір хроматографічних методів від простих і доступних (на папері) до складних автоматизованих методів дозволяє використовувати їх в сучасній науці, особливо для наукових досліджень в біології і медицині.
Навчальні цілі:
Знати: принципи розділення суміші речовин за адсорбційним і розподільним механізмом, а також суть рідинної, газової, капілярної, колонкової, тонкошарової хроматографії.
Вміти: провести розділення суміші катіонів нисхідною хроматографією на колонці і висхідною хроматографією на папері.
Самостійна позааудиторна робота студентів.
Історія розвитку хроматографії.
Основи хроматографічного методу аналізу.
Класифікація методів хроматографії.
Адсорбенти які використовуються в нерухомій фазі.
Рухомі фази в рідинній і газовій хроматографії.
Принцип розділення сумішей методом колонкової і тонкошарової хроматографії.
Хроматографія на папері. Проявлення хроматограм.
Хроматографічний аналіз в медико - біологічних дослідженнях.
Контрольні питання.
Які види хроматографії Вам відомі і чим вони відрізняються?
Що таке йоніоніти?
В чому суть розподільної хроматографії?
Принцип методу тонкошарової хроматографії.
Основи капілярної хроматографії.
Принцип колонкової хроматографії.
Основи газової хроматографії.
Які адсорбенти використовуються в хроматографії?
В чому суть хроматографії на папері?
На які види поділяється хроматографія за способом виконання?
Механізм йонообмінної адсорбції.
Що відбувається при пропусканні розчину через катіоніт?
Що відбувається при пропусканні розчину через аніоніт?
За яким принципом розділяються речовини при хроматографуванні?
Етапи хроматографування.
Суміш неорганічних йонів (Mn+2,Cu+2,Al+3) прпустили крізь шар адсорбенту на колонці. В якому порядку розподілились йони? Чому?
Для якої із амінокислот (цистеїн чи тирозин)швидкість пересування на папері в суміші вода – фенол більша, якщо відомо, що Rf для цих речовин відповідно 0,19 і 0,52?
При розділенні суміші органічних речовин сумішшю органічних розчинників(бутанол: вода: оцтова кислота) рівень розчинника піднявся на 15 см. Розрахувати Rf двох розділених таким способом речовин, якщо віддаль від лінії старту до середини забарвленої плями відповідно 4 і 9,5 см.
Самостійна робота на занятті.
Виконати лабораторні роботи:
Розділити суміш катіонів металів в колонці.
Розділити суміш катіонів металів на папері.
Проявити хроматограму і зробити висновок.
Методика виконання роботи
Робота 1. Хроматографія в колонці.
В нижню частину хроматографічної колонки покласти ватний тампон і заповнити колонку порошком оксиду алюмінію висотою 2-3 см. При заповнені колонки по ній періодично постукують скляною паличкою для рівномірного розподілу сорбету в колонці. Закріпити колонку з адсорбентом в штативі і пропустити через неї 2-3 мл дист. води, а потім пропустити аналітичну суміш, яка містить іони Fe+3, Cu+2, Co+2. Через деякий час утворюються три кольорові смуги на адсорбенті. Замалювати схему хроматограми. Зробити висновки.
Робота 2. Хроматографія на папері.
На смужці фільтрувального паперу шириною 1 см нанести мітку олівцем на відстанні 1 см до одного з її кінців. На відміченій відстані нанести краплю досліджуваної суміші катіонів. Смужку внести в колбочку з дистильованою водою на дні колби. Коли вода підніметься по смужці на 4-5 см від мітки, смужку виймають і наносять пульверизатором розчин проявника, яким є розчин К4 (Fе(СN)6. Зробити малюнок і висновок.














Заняття 21
Тема: Одержання, очистка та властивості колоїдних розчинів.
Актуальність теми: Дисперсні системи – це термодинамічно стійкі системи, які характеризуються певним розміром і структурою. Людський організм – це сукупність дисперсних систем різного ступення дисперсності.
Навчальні цілі:
Знати: класифікацію, способи одержання, очистки і властивості дисперсних систем.
Вміти: одержувати колоїдні розчини методами заміни розчинника, гідролізу, реакцією подвійного обміну, а також вміти записати формулу міцели.
Самостійна позааудиторна робота студентів.
Предмет і завдання колоїдної хімії.
Дисперсна система, фаза, дисперсне середовище.
Класифікація дисперсних систем за ступенем дисперсності.
Методи одержання колоїдних розчинів.
Відмінності у властивостях колоїдних і істинних розчинів.
Кінетичні властивості дисперсних систем (броунівський рух, дифузія)
Осмотичний тиск в колоїдних і істинних розчинах. Онкотичний тиск.
Оптичні властивості дисперсних систем.
Методи очистки: діаліз, електродіаліз , ультрафільтрація.
Будова колоїдних частинок. Міцела її структура.
Контрольні питання.
Що таке дисперсна система, дисперсна фаза, дисперсійне середовище?
Класифікація дисперсних систем по ступеню дисперсності.
Які Ви знаєте методи одержання дисперсних систем?
Яка відмінність між істинним і колоїдним розчином?
Класифікація дисперсних систем за агрегатним станом.
Що таке дисперсність?
Конденсаційні методи одержання колоїдних систем.
Коагуляційні методи одержання колоїдних розчинів.
Які умови одержання золю методом хімічної конденсації?
Будова міцели.
Диспергаційні методи одержання колоїдних систем.
Що таке золі і гелі?
Які типи хімічних реакцій використовуються для одержання колоїдних розчинів?
Фізичні методи одержання колоїдних систем.
Приклад одержання золей методом гідролізу.
Написати формулу міцели золя йододу срібла, який одержано змішуванням 20 мл розчину КСІ с=0,01 моль/л і 15 мл 0,2% AgNO3
Написати реакцію утворення золя гідроксиду заліза. Вказати складові міцели.
Написати формулу міцели одержаної при взаємодії надлишку хлориду заліза з розчином K4[Fe(CN)6].
Самостійна робота на занятті.
Виконати лабораторні роботи:
Одержати колоїдний розчин методом заміни розчинника.
Одержати колоїдний розчин методом гідролізу, подвійного обміну.
Записати формули міцел. Оформити і захистити протокол.
Методика виконання роботи
Робота 1. Одержання золя каніфолі.
В пробірку яка містить 10 мл води, добавляють 1-2 краплі 2 % спиртового розчину каніфолі. Одержують характерний білуватий золь каніфолі. Пояснити метод одержання золя.
Робота 2. Одержання золя гідроксиду заліза.
В конічну термостійку колбу налити 25 мл води і нагріти до кипіння. В киплячу воду поступово добавити 2,5 мл 5 % розчину хлориду заліза (3). Пояснити метод одержання золя. Записати рівняння реакції його утворення.
Робота 3. Одержання золя берлінської лазурі по реакції подвійного обміну.
До 10 мл 0,01 % розчину К4[Fe(CN)6] додати 2-3 краплі 2 % розчину FeCl3. Отримується прозорий синій золь. Записати рівняння реакції його утворення.
Робота 4. Одержання золя берлінської лазурі методом пептизації.
До 5 мл 2 % розчину FeCl3 добавити 1 мл насиченого розчину K4[Fe(CN)6]. Одержаний осад берлінської лазурі відфільтровують і промивають водою. Потім підставити під лійку чисту пробірку і змити осад на фільтрі 0,1М з розчином щавлевої кислоти. Пояснити результати досліду.


























Заняття 22
Тема: Коагуляція колоїдних розчинів. Колоїдний захист.
Актуальність теми: Електрокінетичні властивості колоїдних систем обумовлені наявністю в їх частинках подвійного електричного шару. Наявність таких частинок, що несуть певний заряд, обумовлює явище коагуляції, тобто злипання частинок у більші агрегати. Знання причин коагуляції може допомогти при лікуванні хвороб викликаних коагуляцією крові і інших колоїдних систем організму. Коагуляція розчинів залежить від наявності в колоїдній системі електролітів. Визначення порогу коагуляції дає розуміння будови колоїдних частинок і є критерієм агрегативної стійкості дисперсних систем.
Навчальні цілі:
Знати: будову міцели колоїдних частинок, причини виникнення коагуляції, методи проведення коагуляції і запобігання процесу коагуляції.
Вміти: визначати поріг коагуляції, заряд колоїдних частинок. Застосувати процес коагуляції для очистки питної води.
Самостійна позааудиторна робота студентів.
Електрокінетичні явища. Досліди Ф. Рейса.
Теорії будови подвійного електричного шару.
Чим обумовлена стійкість колоїдних розчинів.
Електрокінетичний потенціал.
Використання електрофоретичних методів в медицині.
Коагуляція під дією електролітів. Правило Шульце-Гарді.
Поріг коагуляції і його визначення.
Теорії стійкості і коагуляції.
Колоїдний захист. Його визначення в біології і медицині.
Контрольні питання.
Що таке коагуляція? Її ознаки.
Які фактори викликають коагуляцію?
Що таке поріг коагуляції?
Правило Шульце-Гарді.
Залежність швидкості коагуляції від концентрації електроліта.
Залежність швидкості коагуляції від заряду електроліта.
Чим зумовлена стійкість колоїдних розчинів?
Будова подвійного електричного шару.
Електрокінетичний потенціал.
Електроосмос.
Електроферез.
Використання електрофоретичних явищ в медицині.
Взаємна коагуляція золів.
Що таке пептизація?
Розрахуйте поріг коагуляції золю (СП), якщо до 5 мл золю гідроксиду заліза додати 2 мл води і явна коагуляція наступила при додаванні 3 мл 0,01 М розчину К2SO4.
Пороги коагуляції деякого гідро золю рівні СП(СаСІ2)=0,3 ммоль/л, СП(К2SO4)=0,0299 ммоль/л. Який по знаку заряд несуть частинки золю?
Які йони електролітів Na2SO4 чи K4[Fe(CN)6] є коагулюючими для гідро золю гідроксиду заліза, одержаного методом гідролізу.
Коагулююча роль якого із електролітів Na2SO4 чи MgCI2 , буде сильніший при дії на золь йодиду срібла, одержуваного змішуванням рівних об’ємів нітрату срібла з С=0,01 моль/л і йодиду калію з С=0,015 моль/л.
Визначте знак заряду частинок золю, якщо при коагуляції його електролітами одержані такі пороги коагуляції в ммоль/л: СП(MgCI2)=300, СП(КNO3)=320, СП(Na3PO4)=0,6.
Який мінімальний об’єм К2Сr2О7 з С=0,01 моль/л необхідно для коагуляції 1 л золю гілроксиду заліза одержаного методом гідролізу. Поріг коагуляції 0,06 ммоль/л
Самостійна робота на занятті.
Виконати лабораторні роботи:
Визначення знаку заряду частинок методом капіляризації.
Визначити поріг коагуляції золю гідроксиду заліза.
Очистка води коагуляцією.


Методика виконання роботи
Робота 1. Визначення знаку заряду частинки методом капіляризації.
На полоску фільтрувального паперу нанести краплю досліджуваних розчинів (золів, розчинів барвників, суміші барвників). Визначити знак заряду частинок, вважаючи, що папір має від’ємний заряд.
Робота 2. Визначення порогу коагуляції.
Заповнити одну бюретку розчином дихромату калію (с(13 EMBED Equation.3 1415K2Cr2O7)=0,002 моль/л), а другу – розчином гексаціаноферату (ІІІ) калію (с(13 EMBED Equation.3 1415K3[Fe(CN)6])=0,002 моль/л). У дві пробірки за допомогою піпетки внести по 5 мл золю гідроксиду заліза (ІІІ). Додати в одну з пробірок, по краплях, добре перемішуючи, розчин дихромату калію, а в другу – розчин гексаціаноферату (ІІІ) калію до помутніння розчину (коагуляція золю).
Обчислити поріг коагуляції кожного з електролітів (в ммоль/л) за формулою:
13 EMBED Equation.3 1415
Обчислити коагулюючу здатність електролітів (в л/моль) за формулою:
13 EMBED Equation.3 1415
Обчислити відносну коагулюючу здатність електролітів.
Результати занести в таблицю.
Електроліт
Молярна конце-нтрація еквівале-нта електроліту,
13 EMBED Equation.3 1415, ммоль/л
Об’єм роз-чину елек-троліту, V(X), л
Коагулюючий йон
Поріг коагуляції, ммоль/л
Коагулююча здатність, VK(X), л/моль

K2Cr2O7






K3[Fe(CN)6])







Робота 3. Очистка води коагуляцією.
В 6 пробірок налити по 5 мл мутної води і в кожну добавити різну кількість краплин золя гідроксиду заліза (1,2,3,4,8,16). В 7 пробірку налити 5 мл мутної води для порівняння. Спостерігати за змінами в пробірках. Зробити висновки.




























ЗАНЯТТЯ №23
Тема: Грубодисперсні системи. Емульсії.
Актуальність теми: до грубо дисперсних систем відносяться емульсії, суспензії, піни і напівколоїди: мила, барвники. Дані системи находять широке застосування в медицині. В організмі людини емульсіями є жири в крові, в лімфі, в кишечнику: жирова емульсія.
Емульсії, піни, пасти, порошки – це форми лікарських препаратів висока ефективність яких забезпечується способом одержання, використанням емульгатора і специфічними властивостями таких грубо дисперсних систем.
Знання способів одержання, умови стійкості, властивостей і застосування грубо дисперсних систем мають важливе значення для практичної діяльності лікаря.
Навчальні цілі:
Знати: способи одержання емульсій, умови стійкості і властивості емульсій, суспензій, паст, аерозолей.
Вміти: одержати прямі і обернені емульсії, визначати їх тип, розрахувати концентрацію емульсій.
Самостійна позааудиторна робота студентів.
Класифікація грубодисперсних систем.
Емульсії. Типи емульсій.
Методи добування і визначення типу емульсій.
Роль емульгаторів і механізм їх дії при стабілізації емульсій.
Класифікація емульгаторів.
Будова міцели прямої і оберненої емульсії, стабілізованої ПАР.
Біологічне значення емульсій. ШОЕ (швидкість осідання еритроцитів).
Пасти, порошки, аерозолі як лікарські форми.
Піни і ціноутворення, їх практичне значення.
Контрольні питання.
Класифікація грубодисперсних систем. Приклади.
Методи добування емульсій та їх властивості.
Класифікація аерозолей за агрегатним станом дисперсної фази. Що таке смог?
Методи добування суспензій та їх властивості.
Класифікація емульгаторів. Привести приклади.
Класифікація емульсій.
Пасти і порошки як лікарські форми.
Який механізм стабілізації емельсій поверхнево-активними речовинами?
Типи емульсій.Як їх визначити?
Яка будова міцели у розчинах ПАР?
Що таке солюбілізація?
Що таке піни?
Яка причина нестійкості емульсій?
Поясніть механізм дії емульгатора при стабілізації емульсій.
Для одержання стійкої розведеної емульсії прямого типу змішати 1,0 г бензолу (
·=0,9 г/см3) змішати з водою, що містить олеат натрію. Розрахуйте який мінімальний об’єм дисперсійного середовища необхідно для одержання розведеної емульсії.
Який об’єм толуолу і води необхідно змішати в присутності олеату калію для отримання 200 мл концентрованої емульсії? Який тип одержаної емульсії?
Змішати 1мл бензолу і 200 мл води в присутності олеату натрію. Якого типу і яка (розведена, концентрована чи висококонцентрована) емульсія утвориться? Відповідь обгрунтуйте розрахунками.
Самостійна робота на занятті.
Виконати лабораторні роботи:
1. Одержати пряму емульсію.
Провести інверсію прямої емульсії в обернену.
Вивчити властивості емульсій.
Методика виконання роботи
Робота 1. Одержання емульсії типу м/в (масло-вода).
В пробірку налити 5 мл розчину олеату натрію з w = 1 % і прилити 1 мл бензолу, або толуолу, забарвленого барвником. Вміст пробірки добре струсити (1-2 хв). Краплю одержаної емульсії за допомогою скляної палички нанести на предметне скло і розглянути під мікроскопом. Вказати тип емульсії, зарисувати в зошитах і зберегти емульсію для наступних робіт.
Робота 2. Зміна фази емульсії.
Відлити частину емульсії, одержаної в роботі № 1 в пробірку і прилити до неї 5-6 крапель розчину хлориду кальцію w = 1%. Вміст пробірки добре перемішати і розглянути під мікроскопом. Зарисувати як виглядає емульсія, вказати її тип.
Робота 3. Метод змішування емульсій.
Краплю одержаної емульсії в роботі № 1 помістити на предметне скло і поруч прилити краплю води. Повертати скло, поки краплі не зіллються. Що спостерігається?
Робота 4. Одержання емульсії шляхом заміни розчинника.
Розчинити 0,5 мл рослинної олії в 5 мл ацетону і по краплях при сильному струшуванні влити 10 мл води, забарвленої барвником. Вказати зміни, які відбулись.
Робота 5. Одержання суспензій.
1 таблетку активованого вугілля розтерти в ступці. Прилити 1 мл дистильованої води і ще раз розтерти. Одержану суспензію розглянути під мікроскопом. Спостерігати за різними розмірами частинок і їх рухом.
Зарисувати переміщення частинок суспензії.





Заняття 24
Тема: Високомолекулярні сполуки, їх одержання та властивості.
Актуальність теми: Високомолекулярні сполуки (ВМС) займають важливе місце серед речовин, які відіграють важливу роль в організмі. Це природні ВМС – білки, нуклеїнові кислоти, полісахариди. Широкого застосування набули синтетичні та штучні ВМС, які одержують полімеризацією, поліконденсацією чи хімічною обробкою природних ВМС. Розчини ВМС, містять макромолекули, за розмірами частинок можна віднести до колоїдних (однак ВМС не є міцелами). Знання особливостей розчинів ВМС дозволить розуміти процеси, що протікають в організмі, застосовувати їх в лікувальних цілях.
Навчальні цілі:
Знати: способи одержання, класифікацію, властивості ВМС та їх розчинів.
Вміти: визначати ізоелектричну точку білків, ступінь набухання, визначати стійкість ВМС до електролітів та захисну дію розчинів ВМС.
Самостійна позааудиторна робота студентів.
Класифікація ВМС за походженням, методами одержання, відношенню до розчинників.
Приклади одержання ВМС методом полімеризації.
Приклади одержання ВМС методом поліконденсації.
Властивості розчинів ВМС.
Фактори стійкості ВМС в розчині.
Структура і форма макроиолекул, типи зв’язків між ними.
Набухання і розчинення полімерів.
Фактори, які впливають на набухання.
Обмежене і необмежене набухання. Ступінь набухання.
Ізоелектрична точка білків. Набухання і в’язкість в ІЕТ.
Синтетичні полімери, які застосовуються в стоматології.
Контрольні питання.
Класифікація високомолекулярних сполук за походженням.Приклади.
Класифікація високомолекулярних сполук за способом одержання.
Навести приклади реакції полімеризації.
Навести приклади реакції поліконденсації.
Класифікація за структурою головного ланцюга.
Що таке мономери? Привести приклади.
Що таке ступінь набухання полімеру?
Роль води при розчиненні ВМС.Характерні зв’язки в макромолекулах білків.
Характерні зв’язки в макромолекулах полісахаридів.
Чим обумовлюється гнучкість ВМС?
Вплив електролітів на розчини ВМС.
Що таке драглі?
Що таке тіксотропія?
Що таке синерезис?
Білок плазми крові (альбумін) має молекулярну масу 69000. Розрахуйте осмотичний тиск розчину, який містить 2 г цього білка у 100 мл розчину при 25оС.
Білок масою 10 г занурили у воду і через певний час після набухання витягнули і зважили. Маса білка після набухання була 16 г. Визначити ступінь набухання білка.
Самостійна робота на занятті
Виконати лабораторні роботи:
Одержання розчину крохмалю.
Визначення ізоелектричної точки желатини.
Стійкість розчинів ВМС до розчинів електролітів.
Захисна дія розчинів ВМС.
Методика виконання роботи
Робота 1. Одержання розчину крохмалю.
В колбочку відмірюють 50 мл дистильованої води, поміщають 0,25 г крохмалю і при постійному перемішуванні доводять розчин до кипіння. Одержуємо 0,5 % -ий розчин крохмалю.
Робота 2. Визначення ізоелектричної точки желатини.
В п’яти пробірках готують ацетатні буферні розчини

Об’єм розчину, рН системи
Номери пробірок


1
2
3
4
5

0,1 н розчин СН3СООН
1,8
1,4
1,0
0,6
0,2

0,1 н розчин СН3СООNa
0,2
0,6
1,0
1,4
1,8

рН суміші
3,8
4,4
4,7
5,1
5,7

В кожну пробірку додають по 0,5 мл розчину желатини, перемішують. Через п’ять хвилин відмічають пробірку з максимальним помутнінням і роблять відповідні висновки.
Робота 3. Стійкість розчинів ВМС до розчинів електролітів.
В одну пробірку наливають 5 мл золя гідрооксиду феруму(ІІІ), в другу - 5 мл 0,5 %-ого розчину желатини, перемішують. В обидві пробірки додають по 3-5 крапель насиченого розчину сульфату амонію. За результатами досліду роблять відповідний висновок.
Робота 4. Захисна дія розчинів ВМС.
В дві пробірки наливають по 5 мл золя гідрооксиду феруму(ІІІ), потім у першу пробірку додають1 мл дистильованої води, а в другу - 1 мл 0,5 %-ого розчину желатини. Нарешті в першу пробірку додають краплями насичений розчин сульфату амонію до слабкого помутніння. Таку ж кількість крапель насиченого розчину сульфату амонію додають і в другу пробірку.
На основі спостережень роблять відповідні висновки.












13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415

13 EMBED Equation.3 1415



Root EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation Native

Приложенные файлы

  • doc 121904
    Размер файла: 615 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий