Методична
вказівка для студентів
(медичний
факультет, спеціальність “здоров'я людини”)
ЗАНЯТТЯ № 2 (6 год.)
ТЕМИ:1. Біогенні
елементи. Характерні реакції іонів деяких макро- та мікроелементів.
2. Комплексоутворення в
біологічних системах. Визначення загальної твердості води.
МЕТА. Ознайомитися з основними хімічними властивостями та біологічною
роллю деяких макро- та мікроелементів.
Навчитися визначати
загальну твердість води методом комплексонометрії.
ПРОФЕСІЙНА ОРІЄНТАЦІЯ
СТУДЕНТІВ.
В організмі людини і тварин відкрито понад 75 хімічних елементів. Шість
з них – вуглець, водень, азот, кисень, фосфор і сірка – входять до складу
вуглеводів, ліпідів,білків, нуклеїнових кислот. Ці елементи називають
органогенними. Близько 20 хімічних
елементів є життєво необхідними для людини. Це натрій, калій, кальцій, магній,
хлор, залізо, марганець, йод, фтор, цинк, мідь та ін.
Похідні амінополікарбонових кислот під назвою комплексони, широко
використовуються в об’ємному аналізі для визначення іонів металів. Наприклад,
трилон Б (ЕДТА) утворює комплексні сполуки з іонами лужноземельних елементів,
що дозволяє проводити їх кількісне визначення. Спосіб знайшов широке
застосування для визначення загальної твердості води при оцінці якості питної
води. Трилон Б використовують при захворюваннях, пов’язаних з надмірним відкладанням солей (артрити).
Кальцій-динатрієву сіль етилендиамінтетраоцтової кислоти під назвою
тетрацин-кальцій, використовують внутрішньо при отруєннях важкими металами або
рідкісноземельними елементами. Похідні ЕДТА застосовують при отруєннях
радіонуклідами: плутонієм, ітрієм, церієм, цирконієм, тощо.
ПРОГРАМА
САМОПІДГОТОВКИ СТУДЕНТІВ:
1. Біогенні елементи.
Характерні реакції іонів деяких макро- та
мікроелементів.
1. Біогенні елементи. Макро- і мікроелементи.
2. Властивості та
біологічна роль деяких s-елементів (калій К, натрій Na,
кальцій Са,
магній Мg).
3. Властивості та
біологічна роль деяких р-елементів (фтор, хлор, бром,
йод).
4. Властивості та
біологічна роль деяких d-елементів
(залізо, марганець).
2. Комплексоутворення
в біологічних системах. Визначення загальної твердості води.
1. Комплексні сполуки.
Координаційна теорія А.Вернера.
2. Поняття про
металовмісні біокомплекси.
3. Комплексони. Трилон
Б та механізм його взаємодії з 2- і
3-зарядними іонами металів.
4. Вплив реакції середовища на взаємодію іонів металів з трилоном Б.
5. Індикатори методу комплексонометрії та
механізм зміни їх кольору.
6. Твердість води та методи її усунення. Визначення загальноїі
твердості води..
7. Санітарно-гігієнічна оцінка якості питної води за твердістю.
Застосування трилону Б в медицині.
МЕТОДИКА
ВИКОНАННЯ практичНОЇ РОБОТИ ( 900 – 1200)
1. Біогенні елементи. Характерні реакції іонів деяких макро- та
мікроелементів.
Робота 1. Гідроліз
солей натрію і калію.
Візьміть три пробірки. Внесіть у 1-у пробірку 3-4 краплі водного розчину солі карбонату натрію, у 2-у - 3-4 краплі
сульфату натрію, у 3-ю - 3-4 краплі сульфату калію. Додайте по 1 краплі розчину
фенолфталеїну. Яку реакцію на індикатор показують розчини? Чому? Запишіть
рівняння реакцій гідролізу.
Робота 2. Забарвлення
полум’я солями натрію і калію.
Візьміть ніхромову дротину, очистіть її в концентрованій хлоридній кислоті і прогрійте в полум’ї пальника.
Торкніться розжареною дротиною до кристалів солі калію і внесіть в полум’я.
Солям калію властиве фіолетове
забарвлення полум’я.
Проробіть теж саме і з сіллю натрію. Спостерігайте жовте
забарвлення полум’я.
Робота 3. Реакція катіону Са2+ з оксалатом
амонію.
До 2 крапель розчину хлориду кальцію додайте 2 краплі розчину оксалату
амонію. Утворюється білий осад оксалату кальцію. Напишіть рівняння реакції.
Робота 4. Реакція катіону Fe2+ з гексаціанофератом (III) калію.
В пробірку внесіть 2-3 краплі розчину солі Мора (містить FeSO4). Додайте 2 краплі розчину К3[Fe(СN)6]. Утворюється темно-синій осад турнбулевої
синьки. Додайте декілька крапель дистильованої води.
Робота 5. Реакція катіону Fe3+ з
гексаціанофератом (II) калію.
До
2-3 крапель солі феруму (III)
додайте 2 краплі розчину К4[Fe(СN)6]. Утворюється темно-синій осад берлінської
блакиті.
Робота 6. Взаємодія солі заліза (II) з перманганатом калію.
До 2-3 крапель солі Мора додайте 1 краплю розведеної сульфатної кислоти
і 1 краплю розчину перманганату калію. Перемішайте.
В одержаному розчині перевірте присутність іона Fe3+ гексаціанофератом (ІІ)
калію. Напишіть рівняння окисно-відновної реакції.
Робота 7. Визначення фосфору у воді та біологічних рідинах.
Для дослідження вмісту фосфатів у воді відбирають
3-4 мл води,
додають 2-3 краплі 2% розчину амоній молібдату в підкисленому 0,001М розчині CuSO4 і 2-3
краплі 2% розчину аскорбінової кислоти та ретельно перемішують. Суміш
залишають на 15-20 хв для проходження
реакції. У випадку наявності фосфатів у воді, розчин набуває синього забарвлення.
Таку ж пробу проводять з дистильованою водою.
Визначення залишків фосфатів на посуді після
використання мийних засобів.
Пробірку миють з використанням синтетичного мийного
засобу, ополіскують 3-4 рази водопровідною водою. В пробірку наливають 4 мл дистильованої і проводять визначення фосфатів за методикою,
наведеною вище.
Робота 8. Визначення вмісту сульфатів у воді.
В пробірку відбирають 5 мл водопровідної
води і додають 3 краплі 10 % розчину барій хлориду.
За появою помутніння роблять висновок про вміст
сульфатів:
до 5 мг/л - відсутність помутніння;
5-10 мг/л - слабке помутніння, яке з’являється через
кілька хв;
10-100 мг/л - слабке
помутніння, яке з’являється відразу;
100-500 мг/л - сильне
помутніння, яке швидко осідає.
Робота 9. Визначення
вмісту заліза у воді.
В пробірку відбирають 10 мл
води з водогону, додають 1 краплю конц. HNO3, 3-4
краплі 5 % гідроген пероксиду і приблизно 0,5 мл 20%
розчину калій тіоціанату (KSCN). Розчин
забарвлюється в рожевий колір, якщо концентрація заліза близька до 0,1 мг/л, якщо
концентрація більша - з’являється
червоне забарвлення.
2. Комплексоутворення
в біологічних системах. Визначення загальної твердості води.
Робота 10. Визначення
загальної твердості води.
Промити бюретку розчином трилону Б (тричі)
і заповнити її. Обов’язково заповнити носик бюретки і встановити рівень розчину
в бюретці на відмітці “0”. Потім відміряти піпеткою 50 або 100 мл води (VН2О)
з водогону і перенести її в колбу для титрування. До неї додати 10 мл аміачного
буферного розчину і 20-40 мг (на кінчику шпателя) сухого ідикатора
еріохром-чорного Т. Титрований розчин стане при цьому винно-червоним. По
краплях додавати з бюретки розчин трилону Б до розчину у колбі до переходу
забарвлення в синє. Титрування повторити доти, поки відхилення об’єму трилону Б
становитиме 0,1 мл.
Загальну
твердість води ( Т заг. ) розрахувати за
формулою:
Розрахунок твердості провести до третього
знаку після коми і заокруглити до сотих.
СЕМІНАРСЬКЕ ОБГОВОРЕННЯ
ТЕОРЕТИЧНИХ ПИТАНЬ (1230 – 1400)
Зразки тестових завдань та
ситуаційних задач.
І.Тестові завдання.
1. З поданого переліку виберіть назву солі, що
утворена сильною кислотою і слабкою основою: калію сульфат, амонію сульфат,
натрію нітрат, натрію карбонат.
А. Калію
сульфат В. Натрію нітрат
Б. Амонію
сульфат Г. Натрію карбонат
2. Розчин якої з солей (завдання
1) внаслідок гідролізу буде мати лужне середовище?
А. Калію
сульфат В. Натрію нітрат
Б. Амонію
сульфат Г. Натрію карбонат
3. Назвіть йон-комплексоутворювач у комплексній сполуці [Ag (NH3)2]
OH.
А. Аргентум
В. Нітроген
Б. Оксиген
Г. Гідроген
ІІ. Ситуаційні задачі.
1 На
титрування 50 мл води витрачено 3,4 мл розчину трилону Б з
нормальністю 0,0500 н. Обчислити твердість води. Чи відповідає ця вода
санітарно-гігієнічним нормам по твердості.
2. Із наважки
Відповіді на тести та ситуаційні
задачі.
І. Тестові завдання.
1. Б
2. Г
3. А
ІІ. Ситуаційні задачі.
1. 3,4 мг-екв/л
85,26 %
Вихідний
рівень знань та вмінь
Студент
повинен знати:
–
назви макро- та мікроелементів, їх біологічну роль.
–
характерні властивості йонів натрію, калію, кальцію, хлору, феруму.
–
будову комплексних сполук.
–
суть комплексонометрії
Студент
повинен вміти:
– проводити якісні реакції
на окремі біогенні елементи.
– визначати загальну твердість
води
ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ:
Основні:
1.
http://intranet.tdmu.edu.ua/ На допомогу студентам /Презентації лекцій
/Кафедра загальної хімії/ Українська / медичний факультет / здоров’я людини/
повний термін навчання/ медична хімія/ 1 курс/ 02. Біогенні елементи. Комплексоутворення в біологічних системах
2.
http://intranet.tdmu.edu.ua/ На допомогу студентам /Матеріали підготовки до практичних занять
/Кафедра загальної хімії/ Українська / медичний факультет / здоров’я людини/
повний термін навчання/ медична хімія/ 1 курс/ 02. Біогенні елементи.
Комплексні сполуки
3.
Музиченко В.П. Медична хімія
Медицина (Київ). –
2010. – 496 с.
4.
Миронович Л.М. Медична хімія:
Навчальний посібник.
– Київ: Каравела, 2008. –
159 с.
5.
Калібабчук В.О. Медична хімія: Підр.для
вузів/В.О. Калібабчук, Л.І.
Грищенко, В.І. Миронович Л.М., Мардашко О.О. Медична хімія: Навчальний посібник. – Київ: Каравела, 2007. – 168 с.
6.
Миронович, Л. М. Медична хімія : навч. посібник
/ Л. М. Миронович, О. О. Мардашко.
- К. : Каравела, 2007. - 168
с.
7.
Гомонай В.I., Голуб Н.П., Секереш
К.Ю., Богоста А.С. Медична хімія (фізична, колоїдна
та біонеорганична хімія). Посібник до лабораторного
практикуму для студентів медичного факультету Ужгород. – 2007. – 131 с.
8.
Галинська та ін.; Під ред. В.О. Калібабчук.—
K.: інтермед, 2006 — 460 с
9.
Мороз А.С. Медична хімія : підручник /, Д.Д. Луцевич, Л.П. Яворська. - Вінниця : Нова книга, 2006. - 776 с.
10.
Порецький А.В., Баннікова-Безродна
О.В., Філіппова Л.В. Медична
хімія: Підручник.
— К.: ВСВ “Медицина”, 2012. — 384 с.
11.
http://intranet.tdmu.edu.ua/data/kafedra/internal/pharma_2/classes_stud/медична
хімія/медичний факультет/1
курс/українська/комплексні сполуки.
Додаткові:
1. Равич-Щербо М.И., Новиков В.В., Физическая и коллоидная химия.- М., -
1976.- С.41-59.
2.
Мороз
А. С., Ковальова А. Г. Фізична
та колоїдна хімія. Л. «Світ», 1994.
3. Садовничая Л.П.
и др. Биофизическая химия.-
К., - 1986.- С.41- 59
Методичну вказівку склали: д.б.н. Фальфушинська Г.І., доц. Кирилів М.В.
Обговорено і затверджено
на засіданні кафедри
„27 ” серпня 2013 р. протокол № 1 .