ЗАНЯТИЕ № 5

June 1, 2024
0
0
Зміст

ЗАНЯТИЕ № 5

Тема: 1 . Растворы . Коллигативные свойства растворов .

2. Определение молекулярной массы лекарственного вещества методом криометрии . Осмометрии ( практическая работа № 5).

Цель: Научиться теоретически рассчитывать свойства растворов неэлектролитов известной концентрации и молярную массу растворенного вещества.

Профессиональная ориентация студентов

Растворы – одна из наиболее распространенных систем , встречающихся в природе . Все физиологические жидкости в организме человека является растворами . Почти все лекарственные препараты усваиваются организмом в растворенном состоянии . Растворы используют почти в каждом технологическом процессе . Большинство продуктов питания человека – растворы . Синтез и производство основной массы лекарственных препаратов осуществляется в растворах . Прогресс биологии , медицины и фармации значительной степени связан с развитием учения о растворах .

При исследовании свойств биополимеров предпочтение отдается криометричечкому методу, в котором во время измерения температуры не происходит изменений в структуре растворенных веществ и раствора. Так , ” осмотическую ” концентрацию биологических жидкостей (крови , лимфы , мочи), которую невозможно определить обычными методами количественного анализа, измеряют криометрическим методом. Криоскопический метод используют в фармации для определения молярной массы новых лекарств , а также для оценки изотонического концентрации.

Определение изменения температуры кипения водно – спиртовых смесей является фармакопейным методом качественного определения ловкости в этих смесях .

Базовый уровень знаний и умений студентов

Понятие о растворах, процесс растворения как физико-химический, коэффициент растворимости и способы выражения концентрации растворов. Строение и принцип действия термометра Бекмана. Закон Рауля и следствия из него.

Программа самоподготовки студентов

Подготовиться к занятию по материалам учебников и лекций, обратив внимание на следующие вопросы.

Тема 1. Растворы. Коллигативные свойства растворов.

1 . Понятия: раствор , растворитель , растворенное вещество .

2 . Классификации растворов .

3 . Растворимость твердых веществ в жидкостях . Факторы , которые на нее влияют .

4 . Растворимость газов в жидкостях и ее зависимость от давления (закон ГенриДальтона) и температуры.

5 . Способы выражения состава растворов : массовая доля вещества в растворе , молярная , эквивалентная (нормальная) , моляльная концентрации и титр .

6 . Какие свойства растворов называются Коллигативные ?

7 . О чем свидетельствует изотонический коэффициент Вант – Гоффа? Когда возникает потребность его введения в расчетные формулы ?

Тема 2. Определение молекулярной массы лекарственного вещества методом криометрии . Осмометрия .

1. Повышение температуры кипения и понижение температуры кристаллизации разбавленных растворов нелетучих веществ .

2 . Осмос , осмотическое давление растворов .

3 . Значение осмоса в биологических процессах .

4. Какие лекарственные растворы называют изо – , гипо – , гипертоническими?

5 . Как используют криоскопическая метод для определения молекулярной массы лекарственного вещества ?

Информационная часть к практической работе № 5 ” Определение молекулярной массы лекарственного вещества методом криометрии . Осмометрия

Метод исследования свойств разбавленных растворов , основанный на измерении понижения температуры их замерзания , называется криометрией.

Растворитель в растворе замерзает при более низкой температуре , чем чистый растворитель. Понижение температуры замерзания раствора Δtз = t0з – растет с увеличением концентрации раствора. Понижение температуры замерзания пропорционально моляльной концентрации растворенного вещества m :

Δtз = КCm .                                     ( 1 )

где К – криоскопическая стала .

Если моляльную концентрацию выразить через массы растворителя m1 и растворенного вещества m2 , то

,                              (2)

где М2молярная масса растворенного вещества.

         Учитывая формулу (1), получаем

                                               (3)

и находим М2:

.                                              (4)

Уравнение (4) позволяет определить молярную массу растворенного вещества (неэлектролита) по снижению температуры замерзания раствора. Точность определения массы моля в криометрическом методе зависит главным образом от точности измерения температуры. Вследствие необходимости использования разбавленных растворов (m до 0.3 моль / кг), значение снижения температуры замерзания не превышают нескольких десятых долей градуса. Поэтому при выполнении работы пользуются термометром Бекмана.

 Осмотическое давление разбавленных растворов определяют по уравнению Вант-Гоффа:

π = СRT,                               (5)

где С – молярная концентрация раствора.

 Для разбавленных водных растворов молярную концентрацию можно приравнять к Моляльная. Из криометрических измерений имеем:

.                             (6)

Подставляя это выражение в уравнение (5), получаем:

.                           (7)

Методика выполнения практической работы № 5 “Определение молекулярной массы лекарственного вещества методом криометрии. осмометрии

 Измеряют температуры замерзания растворителя и раствора электролита (по указанию преподавателя).

Для определения температуры замерзания растворителя t0 , с и раствора t1 , из собирающих систему для криометричних измерений ( рис. 1).

Стакан ( 4 ) заполняют охлаждающей смесью , приготовленной из льда (или снега) , соли и небольшого количества воды (температура -5 – 7 ° С ) . В пробирку (7) наливают дистиллированную воду и охлаждают до температуры , близкой к температуре замерзания растворителя ( контроль за техническим термометром ) . После этого в нее опускают предварительно настроен на 00С термометр Бекмана (3) , причем нижний резервуар термометра Бекмана должен быть полностью погружен в воду.

Внимание ! При проведении криометрических измерений:

а ) термометр Бекмана настроить при температуре 0 ° С по равновесной системе вода – лед . При этом уровень ртути в капилляре должен быть в верхней части шкалы ;

б) между измерениями термометр Бекмана должен находиться в вертикальном положении в сосуде со льдом ( при 0 ° С ) .

Затем пробирку ( 7 ) с термометром ( 3) и мешалкой ( 2 ) опускают в рубашку ( 5) и помещают в охлаждающую смесь. Перемешивая растворитель мешалкой, наблюдают за показаниями термометра. В результате переохлаждения температура падает ниже температуры замерзания растворителя , но после появления кристаллов выделяется теплота кристаллизации и ртуть начинает быстро подниматься по капилляру термометра Бекмана и устанавливается на постоянном уровне. Достигнута в этом случае максимальная постоянная температура принимается по t0 , с .

Затем вынимают внутреннюю пробирку вместе с термометром с охлаждающей смеси , расплавляют кристаллы , нагревая пробирку рукой и повторяют определения t0 , с несколько раз (не менее трех ) до получения воспроизводимых результатов. Расхождение между отдельными измерениями t0 , с не должна превышать ± 0,005 ° С. Аналогично определяют температуру замерзания исследуемого раствора (по указанию преподавателя) . Результаты опыта заносят в таблицу .

Таблица

Температура замерзания tз, град.

Dtз, град.

Растворитель

Исследуемый раствор растворин

 

 

 

Обработка экспериментальных данных

1.     На основании экспериментальных данных рассчитывают значение

Dtз = t0, зtз.

2. Рассчитывают молярную массу неэлектролита по уравнению (4).

3. Рассчитывают относительную погрешность измерения:

δ% = .

4. Рассчитывают осмотическое давление при температуре опыта (273 К) по уравнению (7).

5. Делают вывод о изотоничности исследуемого раствора плазме крови (πкрови = 7.85∙105 Па).

Ситуационные задачи

1 . Для инъекций используют ампулы, содержащие 10 мл водного раствора CaCl2 10 %. Рассчитайте молярные доли компонентов , моляльность и молярную концентрацию этого раствора . Определите массы воды и хлорида кальция , необходимые для изготовления 500 ампул . Плотность указанного раствора при комнатной температуре равна 1,09 г / мл .

2 . Давление насыщенного пара воды при 100ОС составляет 1,013 ∙ 105 Па . Вычислите давление насыщенного пара водного раствора мочевины CO(NH2)2 при той же температуре , если массовая доля мочевины в растворе 10 %.

3 . Рассчитайте температуру кипения и замерзания раствора, содержащего 20 г сахарозы в 400 г воды.

4 . Раствор 1,05 г неэлектролита в 30 г воды замерзает при – 0,7 ОС. Вычислите молярную массу неэлектролита .

5 . Определите криоскопическую постоянную бензола , если температура замерзания чистого бензола 278,65 К , а температура замерзания раствора 278,02 К. Раствор содержит 0.312 г нафталина в 20 г бензола . Рассчитайте относительное понижение давления насыщенного пара бензола над этим раствором.

6 . При какой температуре осмотическое давление бензольного раствора объемом 3 л , содержащий 18,6 г анилина , достигнет 2,84 ∙ 105 Па ?

7 . Какова должна быть концентрация раствора глюкозы , чтобы этот раствор был при 18оС изотоническим раствора, содержащего 0,5 моль / л хлорида кальция , если степень диссоциации последнего равна 65,4 % ?

Исходный уровень знаний и умений студентов

 Студент должен знать:

 1. Способы выражения состава растворов.

 2. Коллигативные свойства растворов.

 3. Закон Рауля и следствия из него.

 4. Значение осмотического давления плазмы крови.

 5. Процентная концентрацию физиологических растворов хлорида натрия и глюкозы.

 Студент должен уметь:

 1. Рассчитывать давление насыщенного пара над раствором, температуры кипения и замерзания растворов, осмотическое давление растворов.

 2. Выполнять криометричний метод измерения.

Источники информации:

1.     Евстратова К.И., Купина И.А., Малахова Е.Е. Физическая химия. – М.: Высшая школа, 1990. –  487с.

2.     Красовский И.В., Вайль Е.И., Безуглый В.Д. Физическая и коллоидная химия. – К.: Вища школа., 1983. – 345 с.

3.     Амирханова Н.А., Беляева Л.С., Белоногов В.А. Задачник по химии. – Уфа: Изд-во УГАТУ, 2002. – 117 с.

4.     Бугреева Е.В., Евстратова К.И.,  Купина Н.А. Практикум по физической и коллоидной химии. – М.: Высш. шк., 1990. – 255 с.

5.     Материалы сайта http://www.tdmu.edu.te.ua/

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Приєднуйся до нас!
Підписатись на новини:
Наші соц мережі