Перелік питань для підготовки студентів до диференційованого заліку
План проведення заняття.
1.Теніка безпеки при роботі в хімічній лабораторії та міри надання першої медичної допомоги у разі нещасних випадків (інструкція). 2. Дати відповіді на питання вихідного рівня знань. 3. Самостійна робота.
Питання та завдання для вихідного рівня знань:
1. Дайте визначення розчинам, концентрації розчинів. 2.Вкажіть способи вираження концентрації розчинів – масової частки розчиненої речовини.3. Зробіть розрахунки : а) Яка масова частка утвориться, якщо змішати 4 г NaOH і 300 см3 води? б) Розрахуйте маси солі та води для виготовлення розчину масою 200 г із w( солі) = 0,1; в) До розчину хлоридної кислоти обємом 80 см3 ( = 1,02 г/см3) з масовою часткою розчиненої речовини 12% долили 18,4 г води. Яка масова частка кислоти в новому розчині? (9,8%) 4. Дайте визначення молярної концентрації, вкажіть одиниці виміру. Зробіть обчислення: У невеликому об’ємі води розчинили калій гідроксид масою 11,2 г і об’єм розчину довели до 200см3. Обчисліть молярну концентрацію одержаного розчину. (1 моль/дм3) 5.Дайте визначення молярної концентрації еквіваленту, вкажіть одиниці виміру. Вкажіть фактор еквівалентності для розрахунку молярної маси еквіваленту: Pb(NO3)2, H2Cr2O7, Ca(OH)2, KMnO4.
Багатоваріантна самостійна робота:
І рівень:
1. У воді масою 80 г розчинили натрій гідроксид масою 10 г. Яка масова частка речовини в розчині?
2. Яка маса цинк хлориду в розчині масою 70 г з масовою часткою солі 15%?
3. У воді масою 160 г розчинили купрум (ІІ) сульфат масою 40 г. Яка масова частка солі в розчині?
4. Яка маса калій гідроксиду в розчині масою 150 г з масовою часткою речовини 20%?
5. У воді масою 175 г розчинили плюмбум (ІІ) нітрат масою 25 г. Яка масова частка солі в розчині?
6. Яку масу кальцій хлориду треба взяти, щоб приготувати розчин масою 80 г з масовою часткою речовини 8%?
ІІ рівень
1. До розчину магній сульфату масою 300 г з масовою часткою солі 15% долили 200 см3 води. Яка масова частка речовини в новому розчині? (9%)
2. До розчину купрум (ІІ) нітрату масою 130 г з масовою часткою солі 40% долили 70 г води. Яка масова частка солі в новому розчині? (26%)
3. Яка маса кальцій гідроксиду міститься в розчині об’ємом 600 см3 з масовою часткою речовини 20%, якщо густина його 1,1 г/см3? (132 г)
4. Яку масу магній хлориду та води слід взяти, щоб приготувати розчин масою 120 г з масовою часткою речовини 8%? (9,6 г; 110,4 г)
5. Розчин цукру масою 500 г з масовою часткою речовини 30% випарили. Маса розчину, що залишився – 300 г. Яка масова частка речовини в новому розчині? (50%)
6. У медицині часто використовують 0,9%-й розчин натрій хлориду (фізіологічний розчин). Обчисліть: а) яка маса води і солі потрібна для виготовлення 2 кг фізіологічного розчину; б) яка маса солі уводиться до крові при ін’єкції 200 г такого розчину. (18г,1982; 1,8 г)
7. До 1000 г розчину 80% оцтової кислоти добавили 3 дм3 води. Знайти масову частку речовини нового розчину. (20%)
8. До розчину масою 250 г з масовою часткою розчиненої речовини 10% долили 150 см3 води. Яка масова частка розчиненої речовини в отриманому розчині? (7%)
9. Випарили 100 г води з 400 г розчину солі з масовою часткою 50%. Визначте масову частку солі в розчині після випарювання. (0,66 або 66%)
10. До розчину соди (маса розчину – 200 г, масова частка соди – 10%) додали 5 г соди. Визначити масову частку солі у розчині, що отримали. (12%)
11. Молярна концентрація нітратної кислоти 0,2 моль /дм3. Розрахувати масу речовини якщо об’єм розчину 300см3. (3,78 г) 12. 50 г KCl міститься в 400 см3 розчину, розрахувати молярну концентрацію розчину. (2,5 моль/дм3)
ІІІ рівень
1.Визначити молярну концентрацію розчину, отриманого при розчиненні натрій сульфату масою 42,60 г у воді масою 300 г, якщо густина одержаного розчину дорівнює 1,12 г/см3. ( 0,98 моль/дм3)
2.Обчисліть масову частку (%) глюкози в розчині, отриманому змішуванням 200 г розчину з масовою часткою глюкози 40% і 600 г з масовою часткою глюкози 5%. (13,75)
3.В 200 см3 розчину міститься 4,9 г сульфатної кислоти. Обчисліть: а) молярну концентрацію сульфатної кислоти; б) молярну концентрацію еквівалента сульфатної кислоти. (0,25 моль/дм3; 0,5 моль/дм3)
4.Є розчин натрій гідроксиду масою 200 см3 з масовою часткою речовини 5%. Яку масу води треба долити, щоб добути розчин з масовою часткою 2%? (316,2 г)
5.Розрахуйте, який об’єм 96%-го розчину сульфатної кислоти (густина розчину 1,836 г/см3) треба взяти для того, щоб приготувати 0,5 дм3 розчину, молярна концентрація кислоти в якому 0,2 моль/дм3. (5,56 см3)
Практична робота № 2
Тема: «Водневий показник. Гідроліз солей. Буферні системи.»
Мета роботи: Навчитися визначати кислотність середовища за допомогою індикаторів. Ознайомитись з механізмом дії буферних систем. Досліджувати різні типи гідролізу солей.
Блок інформації Вода - слабкий амфотерний електроліт, що погано проводить електричний струм. Рівняння дисоціації води: Н2О Н+ + ОН– Концентрації йонів Н+ і ОН– є однакові за температури 25ºС і дорівнюють10–7 моль/дм3: [Н+] = [ОН–] =10–7 моль/дм3. Добуток концентрацій йона Гідрогену і Гідроксильних йонів за даної температури є величиною сталою, називається йонним добутком води і позначається K H2O K H2O = [Н+ ]·[ОН– ]Йонний добуток води за температури 25ºС K H2O = 10-7·10-7 = 10-14 Це дає змогу обчислювати концентрацію йонів Н+ та ОН–, якщо одна з цих величин відома: [Н+] = 10–14/[ОН–] або [ОН–] = 10–14/ [Н+] Розрізняють: нейтральне, кислотне, лужне середовище. 1. Нейтральне середовище: [Н+] = [ОН–] = 10–7 моль/дм3 рН = 72. Кислотне середовище: [Н+] > [ОН–], [Н+] > 10–7 моль/дм3 рН 73. Лужне середовище: [Н+] <[ОН–], [Н+] < 10–7 моль/дм3 рН 7
Кількісною характеристикою середовища є водневий показник рН: рН = – lg[H+] рН – це від’ємний десятковий логарифм молярної концентрації йонівГідрогену. Кислотність є важливою характеристикою середовища багатьох біологічних рідин. Відхилення від норми кислотності шлункового соку, особливо крові, соку підшлункової залози, яка в нормі може змінюватись тільки у вузькому інтервалі рН, пов’язане з виникненням патологічних станів організму. Гідроліз солей – це обмінна реакція йонів солі з водою, що призводить до утворення слабких електролітів і зміни рН середовища. Дія медичних препаратів, що належать до солей, зумовлена їх кислотно – основними властивостями, а саме здатністю до гідролізу в умовах фізіологічного середовища організму. Процеси гідролізу слід враховувати й під час зберігання медикаментів та їх призначення у комплексі з іншими препаратами.До стабілізаційних факторів належать: уведення буферних розчинів, склад і рН яких найбільшою мірою забезпечують не тільки стабільність лікарських речовин, але і виявлення максимального терапевтичного ефекту; консерванти й антиоксиданти.
1. Гідроліз солі слабкої кислоти і сильної основи (гідроліз за аніоном) К2CO3: CO 3 2 - + H 2 O = HCO 3 - + OH -
К 2 CO 3 + Н 2 О = КHCO 3 + NaOH (І ступінь гідролізу)
Розчин має слабколужне середовище, рН 7 2. Гідроліз солі сильної кислоти і слабкої основи (гідроліз за катіоном) CuCl2: Cu 2 + + Н 2 О = CuOH + + Н +
CuCl 2 + Н 2 О = CuOHCl + HCl (І ступінь гідролізу)
Розчин має слабкокисле середовище, рН 7 3. Гідроліз солі слабкої кислоти і слабкої основи Al2S3: 2Al 3 + + 3S 2 - + 6Н 2 О = 2Al (OH) 3 (осад) + ЗН 2 S (газ)
Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al (OH) 3 + 3H 2 S
Гідроліз протікає практично повністю, так як обидва продукти реакції йдуть із зони реакції у вигляді осаду чи газу. Розчин має приблизно нейтральне середовище 4.Сіль сильної кислоти і сильної основи не піддається гідролізу, і розчин нейтральний , наприклад, NaClПідтримання сталого значення рН фізіологічних рідин організму ї дуже важливим чинником гомеостазу. Це досягається як за допомогою фізіологічних процесі у нирках, печінці, легенях, кишках, так і за участю фізико – хімічних механізмів, а саме завдяки дії певних буферних розчинів. Буферними системами називають розчини, які здатні зберігати постійну концентрацію іонів Гідрогену, тобто значення рН середовища, при добавлянні до них невеликих кількостей кислоти чи лугу або при розбавлянні їх водою. Типи(4) буферних систем:До буферних систем належать суміші, що містять:
· Слабку кислоту і сіль цієї кислоти, утворену сильною основою, наприклад СН3СООН + СН3СООNa (ацетатний буфер);
· Слабку основу і сіль цієї основи, утворену сильною кислотою, наприклад NH4OH + NH4Cl (аміачний буфер);
· Солі багатоосновних кислот, наприклад NaH2PO4 + Na2HPO4 (фосфатний буфер); Na2CO3 + NaHCO3 (гідрогенкарбонатний буфер). До фізико-хімічних (біологічних) буферних систем організму належать чотири типи буферних розчинів:гідргенкарбонатний, фосфатний, фосфатний та білковий. В плазмі крові функціонують гідрогенкарбонатна, фосфатна і білкова буферні системи; в еритроцитах – гемоглобінові . У клітинах, сечі та секретах залоз травлення найважливішою є фосфатна буферна система.
Завдання для позаудиторної самостійної роботи:
Дати письмові відповіді:1. а) Які речовини називаються електролітами, неелектролітами; б) Вкажіть кількісну характеристику сильного електроліту, слабкого. Наведіть приклади сильних та слабких електролітів; в) Вкажіть визначення йонних реакцій обміну, вкажіть, які з них відбуваються до кінця. г) Складіть три приклади рівнянь реакцій з утворенням: осаду, газу, малодисоційованої речовини в молекулярному та йонному вигляді. 2. За допомого водневого показника рН вкажіть нейтральне, кисле та лужне середовище. 3. Напишіть визначення гідролізу солей, вкажіть які типи солей підлягають гідролізу. 4. Напишіть визначення буферним розчинам. Назвіть буферні системи організму.
Зміст і методика проведення аудиторного заняття
План проведення заняття
1. Дисоціація води. Йонний добуток води. Водневий показник біологічних рідин.
2. Гідроліз солей. Які з наведених солей зазнають гідролізу: Na2S, Ca(NO3)2, KCN, ZnCl2, NH4Cl? Складіть рівняння реакції. Вкажіть рН середовища.
3. Буферні розчини, їх склад. Буферні системи організму.
4. Лабораторна робота. Техніка безпеки при роботі з кислотами та лугами.
5. Тестові завдання «Кислотно – основна рівновага в біологічних рідинах»
Лабораторна робота
Алгоритм дії
1. Визначення кислотності середовища за допомогою індикаторівНанесіть на смужку паперового індикатора по одній краплі води, розбавлених розчинів кислот та лугів. Спостереження занесіть в таблицю.
2. Визначення рН середовища розчинів солей за допомогою індикаторівНанесіть на смужки паперових індикаторів по одній краплі запропонованих розчинів солей. Спостереження запишіть в таблицю.
| Розчин електроліту | Значення рН | Висновок: середовище - |
| Н2О | ||
| HNO3 | ||
| NaOH | ||
| Na2CO3 | ||
| CuSO4 | ||
| NaCl | ||
| (NH4)2CO3 |
Обробка експериментальних даних: Скласти рівняння реакцій гідролізу в молекулярному та йонному вигляді, вказати кислотність середовища. Висновки:При розчиненні ________солей у воді змінилось кислотність середовища, тому що сіль утворена слабким (слабкою) електролітом.
3. Визначення кислотності середовища буферних систем:Використовуючи дані таблиці, вказати кислотність середовища:Назва буферного розчину Слабкий електроліт Сіль Межі рН СередовищеАцетатний CH3COOH CH3COONa 3,7–5,6 Карбонатний H2CO3 NaHCO3 5,5–7,4 Фосфатний NaH2PO4 Na2HPO4 6,2–8,2 АміачнийNH4OH NH4Cl 8,4 –10,3 Чи змінюється рН буферних розчинів при додаванні до них невеликих кількостей: а) кислоти; б) лугу в) розбавленні водою? Висновки:Буферні системи не змінюють кислотність середовища
Практична робота № 3
Тема: «Комплексні сполуки»
Актуальність теми: Роль комплексних сполук у біохімічних процесах дуже велика, адже переважна більшість хімічних елементів міститься в органах і тканинах у вигляді комплексів з різними біомолекулами: ферменти (металоферменти), гемоглобін, цитохроми, хлорофіл, вітамін В12 та інші. Сполуки Ауруму з прадавніх часів використовували для лікування прокази. Нині комплекси цього металу застосовують для лікування ревматоїдних артритів, наприклад хризолан Na3[Au(S2O3)2]. Комплексні сполуки Цинку широко використовують у дерматології як протимікробні засоби. Карбоніли Феруму, зокрема ферроцерон належить до нових медичних препаратів для лікування ферумдефіцитних анемій.
Блок інформації
До комплексних сполук відносяться електроліти, до складу яких входить комплексний йон. Добування КС:Як і подвійні солі, комплексні сполуки утворюються сполученням середніх солей в більш складні системи, наприклад: Fe(CN)2 + 4KCN K4[Fe(CN)6] Дисоціація КС: Наприклад: Комплексна сіль K4[Fe(CN)6] дисоціює у водному розчині на катіон калію та комплексний аніон: K4[Fe(CN)6] 4K+ + [Fe(CN)6]4- (первинна дисоціація0 Комплексні іони можуть бути як позитивно зарядженими (катіонами)-катіонні комплекси, так і негативно (аніонами) – аніоннікомплекси.Згідно теорії А.Вернера, комплексний йон складається з центрального йона або комплексоутворювача, и зв’язаних з ним йонів або молекул, які називаються адендами або лігандами. Комплексоутворювачем майже завжди є катіон металу, а лігандами найчастіше молекули NH3, H2O та аніони CN-, NO2-, OH- та інші. Число лігандів, що утримуються комплексоутворювачем, називається координаційним числом. Комплексоутворювач разом з лігандами утворює внутрішню сферу комплекса (комплексний йон), заключається в квадратні скобки. Йони, що входять до складу комплексної солі і утримуються комплексним йоном – зовнішня сфера комплексу. Класифікація комплексних сполук:1) За зарядом внутрішньої сфери: катоінні та аніонні. 2) За природою лігандів: - Аквакомплекси – ліганди - молекули H2O. Наприклад: [Al(H2O)6]Cl3, [Cr(H2O)6](NO3)3. - Гидроксокомплекси – це комплексні сполуки, в яких лігандами є гідроксид –іони OH–. Наприклад: Na[Al(OH)4], Ba[Zn(OH)4]. - Аміакаты – це комплексні катіони, в яких лігандами є молекули амоніаку NH3. Наприклад: [Cu(NH3)4]SO4, [Ag(NH3)2]Cl. - Ацидокомплексы – це комплексні аніони, в яких лігандами є аніони неорганічних та органічних кислот. Наприклад: K3[Al(C2O4)3], Na2[Zn(CN)4], K4[Fe(CN)6].
Номенклатура. Комплексні (координаційні) сполуки називають за систематичною номенклатурою за певними правилами. Ці назви утворюються так:
Число лігандів (найчастіше) : 2 – «ди», 4 – «тетра», 6 – «гекса»
Назви лігандів: Cl- - хлоро - ; F- - флуоро -; CN- - ціано -; NO2- - нітро - ; OH- -гідроксо-; SCN- - тіоціанато- ; NH30 – амін- ; H2O0 – аква- ; СО0 – карбоніл.
| КС з комплексним катіоном (катіонні) | КС з комплексним аніоном (аніонні) | Електронейтральні КС |
| [Ag(NH3)2]Cl Діамінаргентум хлорид | K3[Fe(CN)6] Калій гексаціаноферат(III) | Fe(CO)5 Пентакарбоніл феруму |
| [Cu(NH3)4](OH)2 Тетраамінкупрум(II) гідроксид | Na3[Al(OH)6] Натрій гексагідроксоалюмінат | |
| [Hg(NH3)4]Cl2 Тетраамінмеркурій II) хлорид | Na3[Co(NO2)6] Натрій гексанітрокобальтат(III) |
Велике значення мають так звані внутрішньокомплексні сполуки, або хелати, в яких йон металу сполучений з органічними сполуками. Структура цих сполук циклічна. Наприклад, хелатні комплекси утворюються в разі взаємодії йонів металів з амінокарбоновими кислотами, а також з порфіриновим і кориновим циклами. Такі сполуки, наприклад, гемоглобін, хлорофіл, вітамін В12, мають велике біологічне значення.
Завдання для позаудиторної самостійної роботи:
Дати письмові відповіді на контрольні запитання.
1. Назвати складові частини комплексних сполук, дати назви КС: Na3[Ag(SO4)2], [Ag(NH3)2]Cl.
2. Складіть рівняння реакції утворення комплексної сполуки [Ag(NH3)2]Cl, якщо Ag – комплексоутворювач, NH3 – ліганди, координаційне число – 2.
3. Дайте назви комплексним сполукам: K3[Fe(CN)6], K2[HgI4]. Напишіть рівняння первинної дисоціації.
4. Гемоглобін є комплексною сполукою Феруму (ІІ). До якого типу комплексних сполук він належить? а) катіонних комплексів б) аквакомплексів в) хелатних комплексів г) аміакатів
Еталони рішення завдань.
1. Пояснити складові частини комплексної сполуки,назвати КС: [Cu(NH3)4] SO4 Рішення: Іон Cu2+ – центральний атом. Ліганди – молекули амоніаку NH3. Координаційне число n =4. Зовнішня сфера – сульфат-іон SO42– ; тетраамінкупрум(ІІ) сульфат 2. Визначити заряд комплексного іону в сполуці [Cо(NH3)5СІ]СІ2, якщо Со3+ : Рішення: (+3)+(05)+(-1· 1)= +2 3. Визначити заряд комплексоутворювача в сполуці К[Pt NH3 Сl5]: Рішення : К+[Pt NH3 Сl5]- : Х + (0 · 1) (-1 · 5) = -1 Х=4; Pt4+ 4.Назвати комплексну сполуку [Cr(H2O)6]Cl3: Рішення: гексааквахром(III) хлорид. 5. Назвати комплексну сполуку Na3 [FeF6]: Рішення: натрій гексафтороферрат(III). 6. Написати рівняння первинної дисоціації комплексної сполуки K4 [Fe(CN)6] : Рішення: K4 [Fe(CN)6] 4K+ + [Fe(CN)6]4–
Зміст і методика проведення аудиторного заняття
План проведення заняття
1. Комплексні сполуки: визначення, добування, склад
2. Класифікація, номенклатура КС
Схарактеризувати КС за: а) зарядом внутрішньої сфери б) за природою лігандів: [(Zn (Н2О) 4] Cl 2 , Li [Al(NO2)4], [Pt (NH3)2Cl 2], K[Al(OH)4(H2O)2], [Co (NH 3) 6] (NО3) 2
4. Внутрішньокомлексні сполуки, біологічне значення, використання в медицині (хелатотерапія)
5. Виконання дослідів. Техніка безпеки при роботі в хімічній лабораторії та міри надання першої медичної допомоги у разі нещасних випадків
Лабораторна робота
Алгоритм дії
1. Одержання комплексних сполук з катіонним комплексом. Добути осад купрум(ІІ) гідроксиду, добавивши у пробірку 2–3 краплі розчину купрум(ІІ) сульфату і 10 крапель розчину натрій гідроксиду. До осаду додати 1–2 краплі 25 % розчину амоніаку. Що відбувається? Порівняти забарвлення йонів Cu2+ у розчині купрум(ІІ) сульфату із забарвленням одержаного розчину. Написати рівняння реакцій утворення купрум(ІІ) гідроксиду і катіонного комплексу. 2CuSO4 + 2NH3 + 2H2O = (CuOH)2SO4 + (NH4)2SO4 (CuOH)2SO4 + 6NH3 + (NH4)2SO4 = 2[Cu(NH3)4]SO4 + 2H2O
2. Одержання комплексних сполук з аніонним комплексом ( гідроксокомплексів)
У дві пробіркиналити по 10 крапель розчинів: у першу – цинк сульфату, у другу – хром(ІІI) сульфату. У кожну з них по краплях додавати розчин натрій гідроксиду до випадіння осадів. Потім долити надлишок лугу, спостерігати розчинення осадів. Скласти рівняння проведених реакцій. ZnSO4 + 2NaOH = Zn(OH)2 + 2H2O; Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4] Cr2(SO4 )3 + 3NaOH = Cr(OH)3 + 3H2O; Cr(OH)3 + 3NaOH = Na3[Cr(OH)6]
Оформлення дослідів:
| № | Назва досліду | Рівняння реакцій | Спостереження | Висновки |
Висновки: В першому досліді добуто катіонний комплекс, тому що заряд комплексного іону___ Назва КС______ В другому досліді добуті аніонні комплекси, тому що заряд комплексного іону __________ Назви КС _________
Практична робота № 4
Тема: «Біогенні s-, р- елементи»
Мета роботи: вивчити біогенні s-, р- елементи, їх біологічну роль та лікарські препарати на їх основі. Окисно-відновні властивості біогенних елементів.
Блок інформації
Всі організми, їх тканини і органи містять в тій чи іншій кількості майже всі відомі хімічні елементи (80). З них 47 елементів містяться в тілі людини постійно та виконують певні фізіологічні функції, тому їх називають біогенними елементами. Маса людського організму на 97,3 % складається з шести елементів (C, H, O, N, P, S). Це елементи – органогени.Елементи – органогени є основою всіх біосистем, оскільки вони входять до складу білків, ферментів, вітамінів, гормонів, нуклеїнових кислот та води, яка об’єднує всі частини організму в єдине ціле.
За кількісним вмістом хімічних елементів їх умовно поділяють на: макроелементи (> 10-2%) та мікроелементи (10-3-10-12%). Макроелементи (органогени + Na, K, Ca, Mg, Cl) виконують роль пластичного матеріалу в побудові кісткових тканин, підтримують певні значення осмотичного тиску, рН середовища , кислотно – основну рівновагу. Мікроелементи (Fe, Cu, Zn, Mn, I, F та інші) входять до складу багатьох ферментів, деяких вітамінів і гормонів, беруть участь в процесах кровотворення, розмноження, росту та обміну речовин. За побудовою зовнішнього енергетичного рівня біогенні елементи поділяють на: s –, р –, d – елементи. Біогенні s –елементи – це елементи, в атомах яких заповнюється s-підрівень: Na, K, Ca, Mg.
Значення s –елементів для оранізму дуже велике. Вони беруть участь у створенні буферних систем організму, забезпеченні необхідного осмотичного тиску, виникненні мембранних потенціалів, передаванні нервових імпульсів (Na, K), структуроутворенні ( Ca Mg).
s-елементи застосовуються як фармакопейні препарати:
NaCl - для приготування ізотонічного розчину та інших сольових плазмозамінників;
NaHCO3 (натрій гідрогенкарбонат, або питна сода) застосовують при підвищеній кислотності шлункового соку, виразковій хворобі шлунка та дванадцятипалої кишки; як відхаркуючий засіб; для полоскання носа, порожнини рота.
NaBr (натрій бромід) використовують як заспокійливий засіб NaI (натрій йодид) – для компенсації нетачі йоду в організмі
KCl (калій хлорид) вводять в організм при гіпокаліємії, що виникає внаслідок приймання діуретиків; використовують як анти аритмічний засіб
MgSO4 x 7H2O (англійська сіль) – послаблюючий засіб;
Солі Магнію використовують для гальмування нервової системи (у великих дозах може зумовити наркотичний стан); при гіпертонічній хворобі; при епілепсії та атеросклерозі.
CaCl2 – при посиленому виведенні Ca2+ з організму, при алергічних захворюваннях, як засіб, що зменшує проникність судин, як кровоспинний засіб, як антидот при отруєнні солями магнію; CaSO4·2Н2О (гіпс) – біло – сірий порошок, який при змішуванні з водою швидко твердне. На цій властивості ґрунтується його застосування в медицині для гіпсових повязок при переломах кісток.
Біогенні р – елементи – це елементи, в атомах яких заповнюється р – підрівень. До них належать майже всі елементи- органогенир-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).
Окисно-відновні реакції – це реакції, які перебігають із зміною ступені окислення атомів, що входять до складу молекул реагуючих речовин. Або: це взаємодія між окисником і відновником, яка призводить до утворення нового окисника і відновника. Ступінь окислення – умовний заряд атома в молекулі вичислений, виходячи із пропозиції, що молекула електронейтральна і складається із іонів. Електронегативність – це здатність атома відтягувати на себе загальну електронну густину і набувати негативний заряд. Процес окиснення – це віддача електронів атомом, молекулою або іоном. Процес відновлення – це процес приєднання електронів атомом, молекулою або іоном. Окисники – це речовини, що володіють яскраво вираженою властивістю приєднувати електрони. Відновники – це речовини здатні віддати електрони. Окиснення і відновлення - дві протилежні сторони одного окисно-відновного процесу. Кількість електронів, які приймає окисник, дорівнює кількості електронів, які віддає відновник, - існує електронний баланс. Методом електронного балансу добирають коефіцієнти в окисно-відновних реакціях.
Окисниками можуть бути, насамперед, сполуки вищих, а відновниками – нижчих ступенів окиснення, властивих певному елементу. Якщо елемент перебуває у проміжному ступені окиснення, то його атоми або йони можуть, залежно від умов, віддавати або приймати електрони. Наприклад, Манган – знаходиться в VII групі періодичної системи, найвищий ступінь окиснення – 7+ (тільки окисник), найнижчий – 0 (тільки відновник).
| Mn | Тільки відновник | Mn0 – 2e- Mn2+ | |
| MnO | 2+ | Відновник | Mn2+ - 4e- Mn6+ |
| MnO2 | 4+ | Окисник і відновник | Mn4+ + 2e- Mn2+ Mn4+ - 3e- Mn7+ |
| K2MnO4 | 6+ | Окисник і відновник | Mn6+ + 4e- Mn2+ Mn6+ - e- Mn7+ |
| KMnO4 | 7+ | Тільки окисник | Mn7+ + 5e- Mn2+ рН < 7 Mn7+ + e- Mn6+ рН > 7 Mn7+ + 3e- Mn4+ рН = 7 |
Завдання для самостійної позааудиторної роботи студентів.
Дати письмові відповіді на контрольні запитання
1.Розрахуйте ступені окиснення елементів у наведених прикладахR2O5; RO3; R2O7; H3PO4; HCIO; HCIO2; HCIO3;
2.Виходячи із електронної теорії ОВР у наведених схемах переходу електронів вкажіть, процеси окиснення і відновлення, окисник і відновник. 1. S+6 +6e S0 2. Cr+3 -3eCr+6 3. Mn+7 +5e Mn+2
Укажіть, які з перелічених нижче сполук можуть проявити а) тільки відновні властивості; б) тільки окисні властивості; в) і окисні, і відновні. Відповідь обґрунтуйте. HNO3 ; Na; Н2SO4 ; H2S ; H2O2 ; KI ; Na2SO3 ; H2 ; Cl2 .
4. Методом електронного балансу підберіть коефіцієнти у наступному рівнянні ОВР. Вкажіть окисник, відновник. HI + FeCl3 I2 + FeCl2 + HСl
4.Заповнити таблицю для s- Na, K, Ca, Mg та р –C, O, N, P, S, Cl елементів:
| Елемент, вміст в організмі | Біологічна роль | Лікарські препарати |
Еталон розв’язку: 1. Проставляємо ступені окиснення елементів і виявляємо ті елементи які змінюють ступень окиснення. H+ I- + Fe+3 Cl3- I2 0 + Fe+2 Cl2 - + H+ Сl- 2. Визначимо елементи, у яких змінилась ступінь окислення – Ферум та Іод. 3. Виразимо даний процес електронними рівняннями : 1. Відновник 2І- - 2е = І20 1 процес окиснення 2. Окисник Fe+3 + e = Fe+2 2 процес відновлення 4. Справа від електронних рівнянь проводимо лінію і проставляємо коефіцієнти, відповідаючи числу електронів, відданих відновником і прийнятих окисником. 5. Розставляємо коефіцієнти у схемі реакції: 2HI + 2FeCl3 I2 + FeCl2 + HCl 6. Урівнюємо число атомів всіх елементів у лівій і правій частині рівняння реакції записуємо рівняння реакції в молекулярній формі: 2HI + 2FeCl3 I2 +2FeCl2 + 2HCl
Зміст і методика проведення аудиторного заняття
План заняття 1.Біогенні макро -, мікроелементи. Елементи – органогени.2.Біогенні s- та р - елементи: вміст в організмі, біологічна роль. 3. Виконати завдання:
1.Вкажіть, яка із наведених реакцій відноситься до окисно-відновних: А. Na2CO3 + 2HCl = 2 NaCl + H2O + CO2 В. H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 +H2O С. Al2S3 +6H2O = 2Al(OH)3 +3H2S D. Zn +H2SO4 = ZnSO4 +H2 E. SO3 + H2O = H2SO4
2.Вкажіть, в якій із приведених сполук міститься елемент у найвищій для нього ступені окиснення: A. MnO2 B. KClO4 C. CrCl3 D. FeCl2 E. K2MnO4
3. Визначте, який із елементів може виявляти в сполуках ступінь окиснення +6: A. Al B. K C. H D. S E. Ca
4. Виберіть формули сполук, у яких Сульфур може виявляти як окисні, так і відновні властивості: А. S В. Н2S С. Н2SO4 D. Н2SO3 Е. SO3 F. SO2.
5. Визначте ступені окиснення елементів у вказаних сполуках:
А. Mn(NO3)2 ; PbO2 В. K2[FeCl4]; MnCl2 С. Pb(NO3)2 ; H2SO3 D. CuSO4 ; [Zn (NH3)4]Cl2
Із наведених речовин C, Fe, К2SО4, NH3, NO2, КCl, NaNO3, K2MnO4 визначте сполуки, що виявляють: а) тільки окисні властивості; б) тільки відновні властивості; в) можуть проявляти подвійний характер?
7. Перетворіть схеми реакцій на хімічні рівняння, використовуючи метод електронного балансу:
А. Р + O2 Р2O5; В. Р + КСlOз Р2O5 + KCl; С. S + КСlO3 KCl + SO2
Практична робота № 5
Тема: «Біогенні d- елементи. Диференційований залік»
Актуальність теми: Порівняно з розглянутими вище s- та р – елементами, d- елементи містяться в організмі в значно менших кількостях. Однак їх роль у перебігу фізіологічних та патологічних процесах в організмі людини велика. Наприклад, вони значною мірою визначають структуру та властивості ферментів. Порушення обміну таких мікроелементів стає причиною багатьох захворювань.
Блок інформації
Йониd- елементів мають незаповнені d-енергетичні підрівні. В періодичній таблиці розташовані в усіх побічних підгрупах. До цієї групи належать лише метали. Незавершеність d-підрівня зумовлює різні ступені окиснення цих елементів, їх здатність брати участь у різних окисно – відновних реакціях, можливість утворювати комплексні сполуки.
d-елементи застосовуються як фармакопейні препарати:
Всі препарати Ферумувикористовують під час лікування анемій, зумовлених дефіцитом Феруму в організмі, а також у разі слабкості та виснаження організму CuSO4 ·5H2O(мідний купорос) використовують в очній та урологічній практиці як зовнішній антисептичний, в’яжучий або припікальний засіб у вигляді розчинів з масовою часткою 0,25%. Купрум входить до складу полівітамінних комплексів як мікроелемент. KMnO4(калій перманганат) широко застосовують у медичній практиці: розчини з масовою часткою 0,01 – 0,1% використовують в урології та гінекології для полоскань та спринцювань, для промивання шлунка в разі отруєнь; розчини вищих концентрацій (0,1 – 0,5%) – для промивання ран. При опіках першого ступеня рекомендують обробляти поверхню розчином калій перманганату з масовою часткою 2,5 – 4%. Солі Манганувходять до складу багатьох полівітамінів з мікроелементами. ZnSO4 (цинк сульфат) у медичній практиці використовують у вигляді очних крапель. Цинк сульфат пригнічує розмноження мікроорганізмів.
ZnO(цинк оксид) використовують у дерматології у вигляді мазей та присипок як в’яжучий, підсушувальний та антимікробний засіб.
Цинквходить до складу полівітамінних комплексів як мікроелемент.
Завдання для самостійної позааудиторної роботи студентів.
Дати письмові відповіді на контрольні запитання
1. Що таке біогенні d- елементи?
2. Заповнити таблицю для d- елементів: Fe, Cu, Mn, Zn
| Елемент, вміст в організмі | Біологічна роль | Лікарські препарати |
Диференційований залікпроводиться у вигляді тестових завдань, які включають як теоретичні питання, так і практичні завдання. У студента повинні бути оформлені і підписані викладачем всі практичні та лабораторні роботи.
Перелік питань для підготовки студентів до диференційованого заліку