Методическое руководство для аудиторной работы студентов стоматологического факультета (стр. 3 )

2. Отмерьте мерной пробиркой или цилиндром 10 мл раствора, вылейте его в стаканчик для измерения рН и прибавьте к нему 20 мл Н2О. Получим раз­бавленный раствор: Vконц = 30 мл Vразб = 30 мл

3.Измерьте величину рН приготовленных растворов концентрированных и разбавленных (рНэкс.) и результаты занесите в таблицу.

№ буферного раствора	I	II	III	Дист вода
Состав буферного раствора Кислота: соль	1:3	1:1	3:1
конц.	Разб.	конц.	Разб.	конц.	разб.
1.рНтеор.
2.рНэксп.
3.Добавление HCl (0,1 н) рНэксп. к
4.DРн
5.Вкисл.

Опыт 2. Исследование влияния добавления сильной кислоты к буфер­ному раствору. Определение буферной емкости по кислоте (Вк).

1.Добавьте:

к 30 мл концентрированного буферного раствора 2 мл HCl;

к 30 мл разбавленного буферного раствора 1 мл HCl.

Измерьте величину рН этих растворов (рНэксп. к), значение запишите в таблицу.

2.Для сравнения возьмите 30 мл дистиллированной воды и измерьте вели­чину рН до и после добавления к ней 1 мл HCl.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ И ВЫВОДЫ

1.Рассчитайте и внесите в таблицу:

-  значения рН приготовленных буферных растворов (рНтеор.)

-  отклонения рН, вызванные добавлением кислоты:

DрН = |pHэксп. к – рКэксп.|;

-  величину кислотной буферной емкости.

2.В выводе отметьте:

-  что сделано в работе?

-  от чего зависит рН раствора и как зависит?

-  о влиянии разбавления на величину рН;

-  что такое кислотная буферная емкость?

-  от чего зависит кислотная буферная емкость? Как зависит?

ТЕМА «ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ И ПРОЦЕССЫ.
УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ И РАСТВОРЕНИЯ ОСАДКОВ
В РАСТВО­РАХ МАЛОРАСТВОРИМЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ»

ЗНАЧЕНИЕ ТЕМЫ

Произведение растворимости – одно из важнейших понятий, которые ко­личественно характеризуют состояние равновесия в гетерогенных системах, т. е. процессы, протекающие с образованием труднорастворимых соединений. Подобные процессы имеют место и в живых организмах, например, образова­ние нерастворимых соединений (камней) приводит к возникновению желчека­менной или почечнокаменной болезни. Лечение их может быть более эффек­тивным с привлечением теории гетерогенных равновесий.

I. Выполните упражнения (САРС)

1.  Имеется три стакана, содержащих системы:

а) вода + сахар б) вода + NaCl в) вода + АgCl

-  В каком из них может установиться гетерогенное равновесие? Изобра­зите его схематично.

-  Какую из систем можно охарактеризовать константой растворимости КS (ПР)? Напишите ее выражение.

2.  Пользуясь величинами ПР, определите, какой осадитель лучше выбрать: (NH4)2SO4, (NH4)2CO3 или (NH4)2C2O4 (оксалат), чтобы наиболее полно оса­дить из раствора ион Са2+?

ПРCaSO= 6,3 ´10-5 ПРСаСО= 4,8 ´ 10-9 ПРСаС = 2,6 ´ 109.

3.  Напишите математическое выражение ПР для сульфата кальция; гидроксида алюминия; карбоната свинца(II); фосфата свинца(II); сульфида серебра.

4.  Приготовлены насыщенные водные растворы солей: СаSО4, SrSО4 и ВаSО4 (Т = const). Объясните, в растворе, какой соли молярная концентрация ка­тионов будет выше.

ПРВаSO= 1,1 ´ 10-10 ПРSrSO= 1,6 ´ 10-9 ПРСаSO= 6,1 ´ 10-5

Условия образования осадка

Осадок труднорастворимого электролита образуется при химических реакциях только тогда, когда произведение концентраций его ионов превысит величину константы растворимости этого соединения, т. е. в пресыщенном растворе. [А+] . [В-] > ПРАВ

5.  Выясните, образуется ли осадок АgCl, если к 5 мл 0,1 М раствора АgNO3 при­бавить 5 мл 0,05 М раствора HCl.

ПРAgCl = 1,6 ´ 10-10.

6.  ПРСаСО= 4,8 ´ 10-9. Выпадет ли осадок при сливании равных объемов 0,05 М раствора Са(NО3)2 и 0,001 M раствора (NН4)2СО3?

Растворение осадка

Осадок малорастворимого электролита будет растворяться, если раствор над ним станет ненасыщенным. Этого можно достичь, добавляя к раствору веще­ство, связывающее один из ионов в более устойчивое соединение (газ, слабый электролит, прочный комплекс или осадок с меньшим ПР). Например: растворение гидроксида магния под действием соляной кислоты: (осадок) Мg(ОН)2 « Mg2+ + 2OH- (раствор) добавление 2НСl « 2Сl - + 2Н+ 2Н2О – слабый электролит

7.  Объясните причину растворения оксалата кальция СаС2О4 в соляной ки­слоте.

8.  Почему сульфат бария не растворяется в соляной кислоте желудка при рентге­нологических исследованиях?

9.  Объясните причину растворения Fе(ОН)3 в соляной кислоте.

ТЕМА: « КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ».

ЗНАЧЕНИЕ ТЕМЫ

Комплексные соединения играют большую роль в процессах жизнедея­тельности. В живых организмах присутствуют комплексные соединения мно­гих биогенных металлов с белками, витаминами и другими веществами, иг­рающими роль ферментов и выполняющими специфические функции в обмене веществ. Комплексные соединения применяют в качестве лекарственных средств. На комплексообразовании основано выведение токсических веществ. Комплексообразование используют для консервации донорской крови и т. д.

I.  Выполните упражнения (САРС)

1.  Для приведенных комплексных соединений (КС):

1)  [Cr(NH3)4(NO2)2]Cl; 2) [Ni(CO)5]; 3) NH4[Pb(H2O)(NO2)3].

- укажите внутреннюю и внешнюю сферы;

- напишите уравнение первичной диссоциации;

- охарактеризуйте состав внутренней сферы по плану:

а) заряд внутренней сферы и тип комплексной частицы по этому заряду;

б) комплексообразователь и его степень окисления;

в) лиганды и их заряд;

г) координационное число;

- назовите КС.

2. Напишите формулы КС:

1)  тринитротриамминкобальт; 2) бромид гексаамминосмия (III);

3) бромотринитроплатинат (II) калия.

3. Напишите уравнения первичной и вторичной диссоциации КС и выра­жения для их констант нестойкости:

1) [Cr(H2O)6](NO3)3; 2) Ca3[Co(CN)6]2.

4. Выпишите из таблицы значения констант нестойкости следующих ком­плексов и укажите, какой из них наиболее устойчив:

1) [Cd(CN)4]2-; 2) [Cu(CN)4]2-; 3) [Ni (CN)4]2-; 4) [Zn(CN)4]2-.

5. Напишите структурную формулу хелатного комплекса Cu2+ с глицери­ном.

6. Напишите уравнения реакций образования комплексных соединений:

1) [Ni(NH3)4]Cl2; 2) K2[HgI4]; 3) H2[SnCl6].

7. При взаимодействии раствора [Cu(NH3)4]Cl2 с раствором KCN образу­ется соль K2[Cu(CN)4]. Напишите уравнение реакции и объясните причину ее протекания.

II.  Лабораторная работа.

«Получение комплексных соединений и изучение их устойчивости»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1.  Получить комплексные соединения.

2.  Изучить условия образования и разрушения КС.

ПРИБОРЫ И РЕАКТИВЫ

Пробирки

Растворы: сульфата никеля (II), гидроксида аммония, серной кислоты.

Получение комплексного соединения никеля и его разрушение

а) К 1 мл раствора сульфата никеля (II) в пробирке добавьте по каплям концентрированный раствор аммиака. Наблюдайте выпадение осадка основной соли (NiOH)2SO4. Добавьте к нему избыток аммиака. Что наблюдается?

х у

Изобразите схему происходящих превращений А ¾® В ¾® С, учиты­вая, что в аммиачном комплексе к. ч.(Ni2+) = 6. Укажите изменение окраски.

б) Добавьте к полученному раствору по каплям раствор серной кислоты. Как изменяется окраска раствора? Напишите уравнение реакции в ионном виде и объясните причину разрушения аммиачного комплекса Ni(II) под действием кислоты, используя для этого значения Кн.

Напишите формулы комплексных соединений, укажите их состав, приведите уравнения первичной и вторичной диссоциации, выражение Кн и название комплексных солей.

В выводе укажите условия образования и разрушения комплексных соединений.

ТЕМА: «ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ».

ЗНАЧЕНИЕ ТЕМЫ

Окислительно-восстановительные реакции относятся к самому распро­страненному типу реакций и играют исключительно важную роль в жизнедея­тельности организмов. С ними связано окисление питательных веществ в орга­низме, усвоение некоторых лекарственных препаратов, эти реакции использу­ются при синтезе и аналитическом испытании фармпрепаратов и санитарно-ги­гиенической практике и антисептике.

I.  Выполните упражнения (САРС)

1.  Укажите, какие процессы происходят при переходах: окисление или восста­новление.

СО ® СО2 О2 ® Н2О2 NО2- ® NO

Br2 ®2HBr HNO3 ® HNO2 SO42- ® SO32-

2.  Из перечисленных частиц составьте сопряженные ОВ пары:

Cu2+, H+, Cu+, H2, J2, H-, J-

3.  Пользуясь значениями ОВ потенциалов, определите, какие частицы явля­ются более сильными:

а) окислителями: Br2 и J2. б) восстановителями: К и Сu.

4.  Имеются две взаимодействующие ОВ-пары. Укажите:

-  окислитель;

-  восстановитель;

-  величину ЭДС;

-  составьте уравнение ОВ-реакции в ионном виде.

а) Fe3+ + e ® Fe2+ j0 = +0,77 В

Br2 + 2e ® 2Br - j0 = +1,09 В

б) ClO - + 2H+ + 2e ® Cl - + H2O j0 = +1,49 В

Sn4+ + 2e ® Sn2+ j0 = +0,13 В

5.  Для приведенных ОВ реакций:

-  определите элементы, изменяющие степень окисления;

-  выпишите из таблицы сопряженные ОВ пары и значения их ОВ потенциа­лов;

-  укажите окислитель и восстановитель;

-  рассчитайте величину ЭДС;

-  определите направление ОВ реакции.

1)  SnCl4 + FeCl2«SnCl2 + FeCl3

2)  HCl + H2SO4 « Cl2 + H2SO3 + H2O

3)  K2S + KMnO4 + H2SO4 « S + MnSO4 + K2SO4 + H2O

6.  С помощью, каких из перечисленных восстановителей: KJ, H2S, H2, можно восстановить олово (IV) в олово (II)?

II.  Лабораторная работа.

«Изучение факторов, влияющих на направление и глубину протекания окислительно-восстановительных реакций»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить окислительно-восстановительные свойства веществ, встречаю­щихся в медицинской практике, и влияние условий на протекание ОВ-реак­ций.

ОБОРУДОВАНИЕ И РЕАКТИВЫ

Штатив с коническими пробирками, растворы: серной кислоты (2н), гид­роксида натрия или калия (2н), перманганата калия (0.05н), сульфита натрия или калия (0.5н), иодида калия (0.5н), перок­сида водорода (3%-ый); крахмальный клейстер.

Опыт 1. Влияние среды на протекание окислительно-восстановительных процессов

Взаимодействие перманганата калия с сульфитом натрия

В три пробирки внесите по 3-4 капли раствора KMnO4. В одну пробирку добавьте 2-3 капли 2н. раствора серной кислоты, во вторую - столько же воды, в третью - такое же количество раствора щелочи. Во все три пробирки внесите по каплям свежеприготовленный раствор Na2SO3. Наблюдайте изменение окра­ски растворов, учитывая, что в растворe MnO4--ион - фиолетового цвета; Mn2+ - бесцветен; MnO2 - темно-коричневый осадок; MnO42- - зеленого цвета.

Опыт 2. Окислительно-восстановительная двойственность некоторых соединений

Окисление и восстановление пероксидом водорода

В одну пробирку налейте 1 мл раствора KMnO4, 1 мл 2н раствора серной кислоты и по каплям прибавьте Н2О2 до обесцвечивания раствора. Наблюдайте выделение пузырьков газа.

В другую пробирку налейте 1 мл раствора КI, 1 мл 2н. раствора серной ки­слоты и по каплям прибавьте Н2О2. Для обнаружения свободного иода до­бавьте 0,5 мл крахмала.

Вариант оформления протокола:

1.  Название и цель работы.

2.  В опытах 1 и 2 заполните схемы, в которых укажите: окислитель и вос­становитель, характер среды, окраску раствора до и после реакции и продукт, за счет которого произошло это изменение окраски:

H2SO4 Окраска раствора Продукт реакции

Окисли-тель?	Восстано-витель?

 

+ H2O

Цвет раствора

NaOH

3.  Составьте уравнения реакций, выписав из справочных таблиц полуреак­ции и значения j°, учитывая характер среды.

4.  В выводе к опыту 1 укажите:

а) почему KMnO4 может быть только окислителем, в какой среде его окислительные свойства наибольшие и почему?

б) для каких целей в медицине применяют перманганат калия и в каких условиях его лучше всего использовать?

5.  В выводе к опыту 2 ответьте на вопросы:

а) почему Н­2О2 способен проявлять ОВ-двойственность?

б) в каких реакциях Н­2О2 является окислителем, а в каких – восстановителем?

Для написания уравнений ОВ реакций можно воспользоваться следую­щими значениями потенциалов сопряженных ОВ пар:

MnO4- + e ® MnO42- MnO4- + 2H2O + 3e ® MnO2 + 4OH - MnO4- + 8H+ + 5e ® Mn2+ + 4H2O SO42- + 2H+ + 2e ® SO32- + H2O SO42- + H2O + 2e ® SO32- + 2OH - H2O­2 + 2H+ + 2e ® 2H2O O2 + 2H+ + 2e ® H2O2 J2 + 2e ® 2J-

j0 = 0,56 В j0 = 0,60 В j0 = 1,51 В j0 = 0,17 В j0 = -0,75 В j0 = 1,78 В j0 = 0,68 В j0 = 0,54 В

ТЕМА: «ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ. АДСОРБЦИЯ»

ЗНАЧЕНИЕ ТЕМЫ.

Адсорбция – одно из поверхностных явлений, протекающих на межфазной поверхности самопроизвольно и уменьшающих избыточную поверхностную энергию. Примерами адсорбции в биологических системах, имеющих огромные межфазные поверхности, являются: избирательная адсорбция токсинов различными тканями, избирательная адсорбция антител на поверхности чужеродных белков – антигенов (явление иммунитета), изменение скорости оседания эритроцитов – СОЭ – при патологических процессах, участие желчных кислот – ПАВ – в процессе пищеварения и др.

В медицине на явлениях адсорбции основаны детоксикационная терапия – гемосорбция, лечение желудочно-кишечных отравлений и метеоризма активированным углем (карболеном), использование противогаза, получение детского питания из коровьего молока (ионообменная адсорбция), хроматография в клиническом анализе и др.

I Выполните упражнения (САРС)

1.  Запишите определение: какие гетерогенные системы называют дисперсными. Приведите 5 примеров дисперсных систем.

2.  При дроблении камня образуется пыль. Куда «исчезла» затраченная на дробление энергия?

3.  Рассчитайте величину избыточной поверхностной энергии эритроцитов, содержащихся в крови взрослого человека, если известно, что их суммарная площадь поверхности составляет 3000 м2, а поверхностное натяжение эритроцита равно 1,5·10-3 Дж/м2

Система «Г - Ж»

4.  На графике приведены изотермы поверхностного натяжения водных растворов двух повехностно-активных веществ: пентанола-1 и гексанола-1:

- покажите на графике σ Н2О.

- как влияют ПАВ на поверхностное натяжение растворителя?

- приведите схематично изображение структуры молекулы ПАВ.

- изобразите частокол Лэнгмюра, образовавшийся в этой системе.

- подпишите, какому веществу соответствует каждая изотерма, согласно правилу Дюкло-Траубе.

5.  Используя уравнение Гиббса, рассчитайте адсорбцию желчи из ее водного раствора (Г, моль/м2) и постройте изотерму адсорбции по следующим данным (Т = 298 К):

Сравновесная, моль/л	0,10	0,30	0,50	0,50
Поверхностная активность ∆σ/∆C·10-3Дж/м2	-82	-53	-35	-26

Сформулируйте закономерность: как влияет концентрация ПАВ в растворе на адсорбцию его в поверхностном слое жидкости?

Система «Г - Т»

6.  Приведите примеры сорбентов, применяемых в медицине.

7.  При изучении адсорбции аммиака на активированном угле при 20°С и 40°С получили следующие изотермы адсорбции:

- укажите Г∞ для каждого случая. Что это означает?

- подпишите, какой температуре соответствует каждая изотерма.

- сформулируйте, как зависит адсорбция газа от температуры и почему.

- что произойдет, если уголь с адсобированным на нем газом нагреть до 70°С?

8.  При пропускании воздуха через слой медных опилок на их поверхности образовался оксид меди (II): Cu + 1/2O2 CuO

- какой вид адсорбции: физическая или хемосорбция, имеет место для кислорода и азота, входящих в состав воздуха?

- что произойдет, если адсорбцию проводить при 70°С?

9.  Для чего в коробки с обувью кладут пакетики с силикагелем?

Система «Ж - Т»

молекулярная адсорбция

10.  Укажите полярности приведенных адсорбентов и жидкостей:

адсорбент растворитель

1. оксид алюминия а. вода

2. уголь б. бензол

3. полиэтилен в. спирт

4. стекло г. гексан

Изобразите взаимодействие (смачивание, несмачивание) спирта с поверхностью активированного угля.

11.  Приведите формулировку правила Ребиндера для молекулярной адсорбции. Используя это правило и соответствующие схемы, подберите адсорбенты (из приведенных в задании 10):

а) для осветления растительного масла;

б) для очистки спирта от сивушных масел.

12.  В раствор уксусной кислоты с концентрацией 0,1 моль/л поместили 0,5 г порошка активированного угля и оставили на 30 мин. Как экспериментально можно обнаружить её адсорбцию на твёрдом адсорбенте?

ионная адсорбция

13.  В смесь электролитов: хлорид натрия и иодида калия, между которыми не происходит химической реакции, поместили кристаллик малорастворимого иодида серебра. Используя правило Панета-Фаянса для избирательной ионной адсорбции, определите:

- какие ионы будут адсорбироваться на поверхности кристалла (являются потенциалообразующими)?

- как заряжается поверхность при их адсорбции?

14.  К раствору хлорида кальция добавляют раствор соды – карбоната натрия. Какой электролит следует взять в избытке, чтобы поверхность образовавшегося осадка карбоната кальция стала заряженной отрицательно за счёт адсорбции потенциалообразующих ионов?

15.  Водный раствор, содержащий смесь ионов: Na+, K+, Cl, NO3 пропускали черз колонку, заполненную гранулами адсорбента-ионита, приведенного на схеме:

- приведите вид системы после адсорбции;

- какой это вид ионита: катионит или анионит?

16.  Содержание ионов Ca2+ можно определить методом ионного обмена. Для этого водный раствор, содержащий ионы Ca2+, пропускают через колонку с ионитом в Н+-форме.

- допишите схему ионного обмена.

- какой это вид ионита?

- чем надо оттитровать жидкость, вытекающую из колонки, чтобы затем рассчитать количество Ca2+ в исследуемом растворе?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

«Изучение адсорбции органического красителя фуксина из раствора»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1.Ознакомиться с процессом адсорбции красителя на активированном угле.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ:

В пробирку с 5 мл водного раствора красителя фуксина (какого он цвета?) добавьте шпателем небольшое количество активированного угля, закрытую пробкой пробирку встряхните и содержимое её профильтруйте. Отметьте окраску фильтрата. На ту же воронку с фильтром, содержащим активированный уголь с адсорбированным фуксином, вылейте несколько миллилитров ацетона. Что вы наблюдаете? Объясните.

В ВЫВОДе ОТМЕТЬТЕ:

1.  Что сделано в работе (по пунктам, см. заголовок и цель работы)?

2.  К какому виду адсорбции относится адсорбция красителя на активированному угле?

ТЕМА: «КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ»

ЗНАЧЕНИЕ ТЕМЫ:

Система приобретает коллоидные свойства, когда хотя бы одно из измерений частицы находится в области дисперсности м. В организме – это клеточные мембраны, нервные и мышечные волокна, гены, вирусы. Сложнейшей коллоидной системой является кровь, в которую входят золи фосфата кальция, холестерина, билирубина, уратов, жиров, фосфолипидов; газовые эмульсии О2, N2, СО2; суспензии форменных элементов крови – эритроцитов, тромбоцитов, лейкоцитов и др. Будущему врачу необходимо знать свойства коллоидных систем при освоении клинических дисциплин.

I Выполните упражнения (САРС)

1.  Напишите формулу мицеллы золя, полученного по реакции хлорида бария с карбонатом калия в избытке ВаСl2.