Опыт 2. Определение Fe(III) в пищевых продуктах методом бумажной хроматографии
Из хроматографической или фильтровальной бумаги вырезают полоску шириной 6 и длиной 10 см. На расстоянии 1 см от нижнего края карандашом проводят тонкую линию (линия старта). На стартовую линию с помощью тонкого капилляра наносят исследуемый раствор так, чтобы диаметр пятна не превышал 5 мм. На эту же стартовую линию на расстоянии 2-3 см от этой капли наносят другим капилляров 0,05% раствор хлорида железа (III). Высушивают бумагу на воздухе.
Приготовленную таким образом полоску закрепляют с помощью двух соединенных резиновыми колечками стеклянных палочек и опускают в стакан со смесью растворителя (этанол и разбавленная соляная кислота в соотношении 1:4). Слой растворителя в стакане должен быть равным 1-1,5 см, глубина погружения полоски бумаги 2-3 мм. После поднятия растворителя на высоту 7-8 см полоску вынимают из стакана и карандашом отмечают линию подъема растворителя. Для обнаружения ионов Fe(III) бумага смачивают раствором гексацианоферрата (II) калия.
Вывод: Хроматограмму зарисовать. Сравнить форму, цвет и расстояние от линии старта для стандартного и исследуемого растворов, сделать вывод об идентичности ионов, сравнить концентрации растворов по иону Fe(III).
Практическое занятие №8
Тема:Дисперсные системы. Получение, свойства и методы очистки коллоидных растворов. Строение мицеллы. Диализ
Цели:
· сформировать основные представления о дисперсных системах и их классификации, о методах получения и строении мицеллы;
· научить рассчитывать порог коагуляции и коагулирующую способность электролитов;
· сформировать представление о биологических жидкостях как микрогетерогенных (коллоидных) системах;
· сформировать представление о дисперсных системах, применяемых в медицинской практике;
· развивать у студентов мотивацию изучения химии посредством рассмотрения возможности применения методов диализа в медицине.
задачи обучения:
· студент может записать и пояснить строение мицеллы коллоидного раствора, полученного методом химической конденсации;
· студент может предположить строение и заряд мицеллы, зная концентрации и объемы реагирующих веществ;
· студент способен охарактеризовать свойства и факторы устойчивости коллоидных растворов;
· студент приобретет навыки экспериментального определения порога коагуляции и расчета величины порога коагуляции и коагулирующей способности электролита;
· студент приобретет навыки экспериментального получения коллоидных растворов методами физической и химической конденсации и определения знака заряда коллоидных частиц методом капиллярного анализа.
Основные вопросы темы:
1. Дисперсные системы. Основные понятия. Классификация дисперсных систем.
2. Методы получения коллоидных растворов. Строение мицеллы.
3. Свойства дисперсных систем. Методы очистки коллоидных растворов. Применение электрофореза и диализа в медико-биологической практике.
4. Устойчивость и коагуляция коллоидных систем. Коллоидная защита. Роль в организме.
5. Грубодисперсные системы, их применение в медицине.
Методы обученияи преподавания:
Комбинированный:
- семинар;
- выполнение упражненийи решение ситуационных задач;
- работа в малых группах (выполнение и обработка результатов лабораторной работы);
- игровой метод обучения с применением компьютерных технологий;
- устный и/или письменный опрос.
Литература:
Основная:
1. Веренцова Л.Г., Нечепуренко Е.В. Неорганическая, физическая и коллоидная химия. [Текст]: Учеб.пос./ Алматы: Эверо, 2009.- с.147-191
Дополнительная:
1. Веренцова Л.Г., Нечепуренко Е.В. Неорганическая, физическая и коллоидная химия [Текст]:: Проверочные тесты / КазНМУ им.Асфендиярова.- Алматы: Эверо, 2009. -222 с.
2. Веренцова Л.Г., Нечепуренко Е.В. Неорганическая, физическая и коллоидная химия [Текст]:: Сборник задач и упражнений / КазНМУ им.Асфендиярова.- Алматы: Эверо, 2013.-304 с.
3. Равич-Щербо, Новиков М.И. Физическая и коллоидная химия [Текст] /.- Изд.3-е, испр. и доп.- М., 2001.- 255с.
Вспомогательная:
1. Ленский А.С. Введение в бионеорганическую и биозизическую химию [Текст] /.-М: Высшая школа, 1989,-255 с.
На английском языке:
1. Morris Hein, Scott Pattison, Susan Arena. Introduction to General, Organic, and Biochemistry [Text]: Book / 10th Edition.-USA: John Wiley&Sons, Inc, 2012.-1091 p.
КОНТРОЛЬ
Оцениваемые компетенции:
- Знание
Методы контроля:
- выполнение тестовых заданий или карт. контроль
Контрольные вопросы:
1. Дисперсті жүйе, дисперсті фаза. Дисперсті орта, дисперстілік, дисперстік дәрежесі түсініктеріне анықтама беріңіз.
Give the definitions of: dispersion, the dispersed phase, dispersion medium, dispersion, the degree of dispersion.
2. Классификация дисперсных систем по степени дисперсности, агрегатному состоянию фаз, характеру взаимодействия дисперсной фазы и дисперсионной среды. Приведите примеры.
3. Сущность диспергационных и конденсационных методов получения коллоидных систем. Пептизация.
4. Строение мицеллы. ДЭС, электротермодинамический потенциал, электрокинетический потенциал.
5. Свойства дисперсных систем: молекулярно-кинетические, электрокинетические, оптические. Электрофорез. Электроосмос. Применение в медицине.
6. Методы очистки коллоидных растворов: диализ, электродиализ, ультрафильтрации. Применение диализа в медицине.
7. Дайте сравнительную характеристику молекулярно-кинетических и оптических свойств коллоидных растворов со свойствами грубодисперсных и молекулярно-дисперсных систем. Что такое конус Тиндаля?
8. Относительная термодинамическая устойчивость, седиментационная и агрегативная устойчивость коллоидных растворов.
9. Какие факторы вызывают коагуляцию золей? Стадии коагуляции. Коллоидная защита. Роль в организме.
10. Порог коагуляции и коагулирующая способность электролита. Аддитивность, синергизм и антагонизм действия смеси электролитов
11. Грубодисперсные системы: аэрозоли, суспензии, эмульсии. Применение в медицине.
Упражнения и задачи для решения (по выбору преподавателя):
1. Напишите схему строения мицеллы для золя:
- бромида серебра, стабилизированного нитратом серебра;
- гидроксида железа (III), полученного реакцией гидролиза;
- карбоната бария, стабилизированного хлоридом бария;
- гидроксида железа (III), полученного методом адсорбционной пептизации; пептизатор – хлорид железа (III);
- гидроксида железа (III), полученного методом химической пептизации; пептизатор – хлороводородная кислота;
- берлинской лазури, стабилизированного хлоридом железа (III);
- берлинской лазури, стабилизированного гексацианоферратом (II) калия;
- хлорида свинца (II), стабилизированного хлоридом калия;
- сульфата бария, стабилизированного сульфатом калия.
2. К какому электроду при электрофорезе будут перемещаться частицы золя иодида серебра, полученного в присутствии избытка AgNO3? Составить схему строения мицеллы.
3. К какому электроду при электрофорезе будут перемещаться частицы золя сульфида мышьяка, стабилизированного сероводородной кислотой? Записать схему строения мицеллы этого золя
4. Какие вещества из перечисленных ниже вызывают пептизацию свежеосажденного гидроксида алюминия: а) гексацианоферрат (III) калия; б) хлорид бария; в) гидроксид калия; г) хлорид алюминия; д) аммиак? Ответ поясните.
5. Пороги коагуляции для золя, полученные в результате его исследования, равны: для КСl 189 ммоль/л, для К2SO4 183 ммоль/л, для СaCl2 2,9 ммоль/л. Определить заряд золя.
6. Для коагуляции 10 мл золя иодида серебра с отрицательным зарядом частиц требуется 0,45 мл раствора нитрата бария, концентрация которого составляет 0,05 моль/л. Найти порог коагуляции этого золя под действием раствора нитрата бария.
7. Как расположатся пороги коагуляции в ряду электролитов CrCl3, Ba(NO3)2, K2SO4, для золя, частицы которого заряжены отрицательно? Объясните, почему.
8. Рассчитать объем электролита 0,01М бихромата калия, который надо добавить к 10 л золя гидроксида алюминия, чтобы вызвать его коагуляцию. Порог коагуляции золя по данному электролиту 0,63 моль/л.
9*. Гидрозоль иодида серебра получен смешиванием равных объемов 0,04 нKJ, 0,01 нAgNO3. Какой из двух электролитов MgCO3 или К3[ Fe(CN)6] будет иметь больший порог коагуляции и почему?
10. Коагуляция 4 л золя гидроксида железа (III) наступила при добавлении 0,91 мл 10%-ного раствора сульфата магния (плотность 1,1 г/мл). Вычислите порог коагуляции золя сульфат-ионами.
11*. Коагулирующая способность электролитов по отношению к некоторому золю уменьшается в последовательности: Na3PO4 → K2SO4 → NH4NO3. Каков заряд коллоидных частиц? Приведите примеры электролитов, коагулирующая способность которых будет примерно равной вышеуказанным.
12*. Золь бромида свинца (II) был плучен при смешивании растворов ацетата свинца и бромида кальция. Коагулирующая способность нитрата магния по отношению к этому золю больше коагулирующей способности сульфата аммония. Напишите формулу мицеллы этого золя.
Приложение
Лабораторная работа
«ПОЛУЧЕНИЕ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ И ИЗУЧЕНИЕ ИХ СВОЙСТВ»
Цель: Освоить методику получения и очистки золей, научиться определять заряд коллоидной частицы и порог коагуляции.