Практикум по химии (по бионеорганической химии для студентов специальности « медико-биологическое дело») (стр. 7 )

№УЭ	Учебный материал с указанием заданий.	Советы и рекомендации
УЭ 0	Цель: По окончанию изучения учебного материала необходимо: Знать: -Электронное строение, положение элементов в периодической системе. -Валентность и степень окисления: Характеризовать: - атомные свойства элементов (изменение радиуса атома, потенциала ионизации, относительной электроотрицательности, энергии сродства к электрону); -особенность строения атома фтора, хлора и подгруппы брома - Физические и химические свойства; -Способы получения; - Биологические функции; -Применения в медицине; -Экологическое воздействие галогенсодержащих вредных веществ для живых организмов.
УЭ 1	Положение элементов VII А в периодической системе. Особенности электронной конфигурации фтора и хлора. Сравните атомные свойства фтора, хлора и элементов подгруппы брома, чем они отличаются? Как электронная конфигурация влияет на атомные свойства галогенов? Распространенность галогенов в природе.	Обратите внимание, что ионы хлора вместе с ионами натрия в больших количествах содержатся в морской воде. И человек с древних времен использует поваренную соль. Где в Казахстане добывают поваренную соль?
УЭ2	Дайте сравнительную характеристику физическим свойствам галогенов. Что общего и чем отличаются по физическим свойствам галогены? Чем объяснить, что два первых представителя это газы, бром жидкость, а йод, астат твердые вещества?	Обратите внимание на агрегатное состояние галогенов простых веществ. Дайте письменное пояснение.
УЭ 3	Получение галогенов. Охарактеризуйте основные способы получения галогенов. Для производства, какого металла в Усть – Каменогорск (ТМК) используют хлор.	Выпишите в тетради название технологии получения магния.
УЭ 4	Какие степени окисления характерны для фтора, хлора и подгруппы брома? Охарактеризуйте химические свойства галогенов простых веществ и их соединений. Какая из галогенводородных кислот является жидкостью и почему?	В тетради выпишите возможные степени окисления фтора, хлора и элементов подгруппы брома. Объясните образование водородных связей в молекуле фтороводорода. В тетради изобразите схему образование водородных связей между молекулами плавиковой кислоты. Сделайте опорный конспект химических свойств галогенов.
УЭ 5	Биологическая функция галогенов. Ознакомьтесь с физиологическим действием фтора, хлора, брома, йода и их хлоридов. Вы знаете, какую роль играют ионы хлора в жизнедеятельности живых организмов. Как влияет на живые организмы простое вещество хлор? Какие жизненно необходимые галогениды вы знаете?	В тетрадь выпишите ПДК хлора, фтора, брома и йода. В тетради выпишите биологическую функцию соединений галогенов в живых организмах.
УЭ 6	Выполните следующие опыты Опыт1.Изучение восстановительных свойств галогенидов. (Работать под тягой) в сухую широкую пробирку вносят 0,5г кристаллического КМnO4. наблюдают окраску выделяющегося хлора( чтобы окраска была более заметной, за пробиркой помещают лист белой бумаги.) Опыт2. (Работать под тягой!) Всухую пробирку вносят 0,5г кристаллического КМnO4 и 0,5г кристаллического КВr, довавляют2мл 30% - ной серной кислоты и нагревают пробирку пламенем горелки. Наблюдают появление окрашенного пара брома. Опыт3 (Работать под тягой!). В пробирки наливают растворы бромида и иодида калия, хлорную воду, затем добавляют по1мл бензола и йод, что заметно по окраске бензольного слоя после отстаивания смеси. Опыт 4. Сублимация йода (Работать под тягой!) в сухую пробирку вносят кристаллик йода и нагревают пробирку пламенем горелки. Наблюдают появление окрашенного пара йода. Опыт5.Изучение растворимости йода. В пробирки наливают по1мл этилового спирта и бензола и растворяют маленькие кристаллики йода. Наблюдают окраску полученных растворов Разная окраска растворов йода в полярных растворителях обусловлена неодинаковой сольватацией молекул йода l2. Опыт 6. В пробирку наливают 2мл 10%-ного раствора КI и вносят в раствор кристаллик йода. Объясните, почему происходит растворение йода. Опыт7.Качественная реакция на йод В пробирку наливают раствор крахмала и добавляют несколько капель раствора йода. Наблюдают появление окраски. Опыт8 Изучение свойств хлорной извести. В пробирку наливают раствор хлорной извести и добавляют раствор К!. Наблюдают выделение йода Опыт9. В сухую пробирку насыпают 2г хлорной извести и добавляют раствор Со(NO3)2 (катализатор). Наблюдают выделение кислорода (проба тлеющей лучинкой). Опыт 10 В стакан емкостью 100мл насыпают 3г хлорной извести, приливают 30мл5%-ного раствора Nа2 CO3 и смесь перемешивают стеклянной палочкой 7-10мин. Полученному раствору NаCIO дают отстояться, жидкость сливают с осадка в другой стакан, затем раствор фильтруют через бумажный фильтр (фильтрат собирают в коническую колбу). Отфильтрованный раствор NаCIO используют в следующих опытах. Отмечают окраску полученного раствора. Опыт11. Изучение свойств гипохлорита натрия В пробирку наливают раствор КI И добавляют NаCIO. Наблюдают выделение йода. Опыт12. В пробирке кипятя NаCIO. При нагревании происходит диспропорцианированиет NаCIO с образованием NаCI и NаCIO3 и HClO3 в растворах.	При выполнении лабораторной работы соблюдайте технику безопасности в химических лабораториях. Помните что многие соединения галогенов очень ядовиты!!!
УЭ7	Применение галогенов. Задание: Заполните таблицу: Свойства, применение в быту в медицине физиологическое действие	Оформите таблицу в тетради
УЭ8	Выполните следующие упражнения и задачи. 1.Проанализировать закономерности в изменении радиусов атомов, потенциалов ионизации, сродства к электрону, электроотрицательности атомов, а также энергии химической связи и термической устойчивости молекул Э2 в ряду галогенов. 2. Почему при сходстве в конфигурации внешнего электронного слоя атомов всех галогенов фтор в отличие от остальных галогенов не проявляет переменной валентности? 3. Чем объяснить, что бром и йод лучше растворимы в органических растворителях чем в воде? 4. С учетом величин потенциалов ионизации, сродства к электрону и энергии связей в молекулах галогенов объяснить характер изменения химической активности свободных галогенов в ряду фтор - астат? 5.Вычислите рН 0,1 М растворов НF, НСI, HBr, HI. Нужно ли для получения ответа проводить 4 отдельных расчета? 6. Сколько г хлорида натрия и воды надо взять для приготовления 1л физиологического раствора. 7. Человек нуждается в5-10г поваренной соли ежедневно. Сколько г соли необходимо человеку в течении года?	В тетрадях сделайте соответствующие записи.

d – ЭЛЕМЕНТЫ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ

Общая характеристика d - элементов. Внутри больших периодов между s – и ρ- элементами располагаются d –элементы, которые, за исключением Zn, Cd и Hg, называются переходными. Характерной особенностью этих элементов с точки зрения строения атома является то, что с увеличением заряда ядра у них заполняется не внешние, у них заполняется s –и ρ- подуровни, а d - подуровни предыдущего слоя. Внешние оболочки этих элементов содержат по1 или по2 электрона. Следовательно, валентные электроны d - элементов располагаются на внешней и предвнешней оболочках. Такая особенность строения d - элементов определяет ряд их общих свойств.

Элементы с Z=58-71 (лантаноиды )и Z=90-110 актиноиды рассматриваются как отдельные семейства - это f - элементы.

Все элементы d - рядов являются металлами, характеризующимися высокой прочностью, теплопроводностью и электрической проворностью. Они образуют сплавы между собой и другими металлами.

Переходные элементы в ферментах. В теле человека многие процессы, связанные с химическими превращениями, контролируются самыми эффективными и специфичными из известных до сих пор катализаторов – ферментами. Для «своей» реакции каждый фермент является чрезвычайно эффективным катализатором, тогда как для любой другой, даже сходной, он может быть совершенно не активным. Ферменты способны полностью регенерироваться. Для структуры ферментов характерно наличие своеобразных « полостей», так называемых активных центров. От их формы и от природы выстилающих их стенки атомов и групп зависит, в первую очередь, каталитическое действие фермента. Атомы металлов не являются обязательной принадлежностью активных ферментов, но именно в исследовании металлоферментов достигнуты наибольшие успехи вследствие использования физических методов, в которых тяжелой атом металла играет роль своеобразной электронной метки.

Некоторые из ферментов окрашены в желтый цвет, голубо, зеленный или зеленовато - коричневые цвета. Большинство из них растворимо в воде или в разбавленных растворах солей. Окраска ряда ферментов обусловлена присутствием ионов переходных металлов. Растворимость часто оказывается связанной с ионами металлов, входящий в состав ферментов. В некоторых случаях, при попытке удалить ион металла происходит разрушение самого фермента.

Многие реакции in ViVo катализируются переходными металлами:

	Учебный материал с указанием заданий.	Советы и рекомендации
УЭ0	Цель: По окончанию изучения учебного материала необходимо: Знать: -Электронное строение, положение d-элементов в периодической системе. -Валентность и степень окисления: Характеризовать: - атомные свойства элементов (изменение радиуса атома, потенциала ионизации, относительной электроотрицательности, энергии сродства к электрону); -особенность строения атомов хрома, марганца, железа, кобальта меди, цинка -.Физические и химические свойства; -Способы получения; - Биологические функции; -Применения в медицине; -Экологическое воздействие ионов тяжелых металлов на живые организмы.
УЭ1	Сравнительная характеристика элементов VI В. Положение в периодической системе. Особенности строения атома. Атомные свойства (изменение потенциала ионизации, сродства к электрону, относительной электроотрицательности.). Распространенность в природе. Получение элементов подгруппы хрома. Физические свойства. Возможные степени окисления хрома. Простое вещество. Все возможные соединения элементов подгруппы хрома. Химические свойства простого вещества, соединений хрома.	В тетради выпишите элементы подгруппы хрома. Составьте опорный конспект по подгруппе хрома.
УЭ2	Сравнительная характеристика элементов VII В. Положение в периодической системе. Особенности строения атома. Атомные свойства ( изменение потенциала ионизации, сродства к электрону, относительной электроотрицательности.). Распространенность в природе. Получение элементов подгруппы марганца. Физические свойства. Возможные степени окисления элементов подгруппы марганца. Сравнительная характеристика простых веществ. Сравнительная характеристика всех возможных степеней окисления. Сравнительная характеристика всех возможных соединений элементов подгруппы марганца. Химические свойства простого вещества, и соединений элементов подгруппы марганца	В тетради выпишите символы элементов подгруппы марганца. Составьте опорный конспект.
УЭ3	Сравнительная характеристика элементов семейства железа. Положение в периодической системе. Особенности строения атома. Атомные свойства ( изменение потенциала ионизации, сродства к электрону, относительной электроотрицательности.). Распространенность в природе. Получение элементов семейства железа. Физические свойства. Возможные степени окисления элементов семейства железа. Сравнительная характеристика простых веществ. Сравнительная характеристика всех возможных степеней окисления. Сравнительная характеристика всех возможных соединений элементов семейства железа Химические свойства простого вещества, и соединений элементов семейства железа.	Сделайте опорный конспект.
УЭ 4	Биологическая функция элементов подгруппы хрома, марганца, семейства железа. Применение соединений элементов подгруппы хрома, марганца, семейства железа в медицине.	Из литературных источников найдите и выпишите формулы тех соединений, которые применяются в медицине. Кратко опишите эти соединения.
УЭ5	Изучение свойств соединений хрома (VI) Опыт1. На асбестированную сетку насыпают 1-2 г бихромата аммония и поджигают. Объясняют наблюдаемое явления. Опыт2.В пробирку наливают раствор K2Cr2O7 и добавляют раствор щелочи. Наблюдают изменение окраски. Опыт 3К подкисленному серной кислотой раствору K2Cr2O7 добавляют раствор KI. Наблюдают изменение окраски. Полученный раствор наливают в делительную воронку и добавляют немного бензола или толуола. Длительную воронку закрывают пробкой и несколько раз энергично встряхивают. Дают раствору отстояться. Наблюдают, разделение смеси на два слоя: верхний, содержащий йод (его экстрагирует органический растворитель), и нижний – с солью Cr+3. Свойства соединений марганца Опыт1. В пробирку наливают раствор соли Mn+2, добавляют раствор щелочи и взбалтывают. Наблюдают выделение осадка и изменение его окраски вследствие окисления кислородом воздуха. Испытывают отношение осадка гидроксида к кислотам и растворам щелочей. Опы Опыт2К полученному в предыдущем тесте осадка гидроксида марганца приливают бромную воду. Объяснить изменение окраски. Опыт3К подкисленному конц. азотной кислотой раствору персульфата аммония (NH4)2S2O8 добавляют 2-3 капли 2 н. раствора Mn(NO3)2 и 1 каплю 0,05 н. раствора AgNO3 (катализатор) и нагревают. Объясняют изменение окраски раствора. Опыт4В пробирку наливают 20%-ную HNO3 и добавляют 2-3 капли 2 н. раствора Mn(NO3)2 и немного порошка PbO2. Смесь кипятят 1-2 мин. Дают раствору отстояться. Объясняют появление окраски раствора. Опыт5В пробирку наливают раствор соли Мn+2 и добавляют раствор перманганата калия. Объясняют изменение окраски раствора. Опыт6В сухом фарфоровом или корун довом тигле плавят в небольших количествах NaOH, NaNO3 и MnO2 и расплав нагревают несколько минут. Дают тиглю остыть, затем наливают в него воду и, перемешивая стеклянной палочкой, растворяют сплав. Полученный раствор переливают в химический стакан. Наблюдают изменение окраски раствора. Избыточную щелочь в растворе нейтрализуют серной кислотой. Наблюдают изменение окраски. Опыт7.На керамической пластинке осторожно смешивают 0,8 г растертого в порошок КМnO4 с 0,2 г порошкообразного сахара. Смесь поджигают лучинкой. Наблюдают вспышку. Нагревать смесь в замкнутом пространстве нельзя, так как возможен взрыв! О опыт8 На часовое стекло помещают несколько кристаллов перманганата калия, наносят несколько капель конц. Серной кислоты и перемешивают стеклянной лопаточкой. Небольшое количество полученной смеси с помощью стеклянной лопаточки переносят на кусочек ваты, слегка смоченной этиловым спиртом. Наблюдается загорание спирта.
7	Выполните следующие упражнения и задачи 1. Какая форма, катионная или анионная, характерна для d - элементов VI группы в низших и высших степенях окисления? 2. Написать возможные координационные формулы соединений Сr СI3 * 6Н2O. Какой тип изомерии они иллюстрируют? Почему водные растворы трихлорида хрома могут иметь разную (фиолетовую или зеленую) окраску 4. На чем основано моющее действие хромовой смеси? Почему хромовая смесь чаще используется при работе с органическими веществами, чем с неорганическими? 5. Чем объяснить, что при большом различии в свойствах соединений марганца и хлора в низших степенях окисления соединения этих же элементов в высших степенях окисления имеют сходство? Сравнить CI2O и MnO( первый оксид газообразен, имеет кислотный характер, легко растворяется в воде, малоустойчив, сильный окислитель, ему соответствует кислота НСlО ; второй оксид - твердое вещество, труднорастворим в воде, устойчив, слабый восстановитель, ему соответствует основание Mn(OH)2 ; СI2O7 Mn2O7 (оба - ангидриды кислот НЭО4 , легко реагируют с водой, сильные окислители разлагаются со взрывом, в обычных условиях - жидкости). 6. Написать уравнения реакций, которые могут протекать при действии раствора сульфида натрия на раствор, содержащий смесь FeCI2 и FeCI3. 7. Сколько г перманганата калия надо взять для приготовления 200г 5% раствора.

1O2 →H2O, N2→ NH3 катализируется Fe(I)→ Fe(III), Cu(I)→ Сu (II), входящими в состав фермента нейтрогеназы.