Методична вказівка
до практичних занять з біонеорганічної хімії для студентів ННІ медсестринства спеціальності “Сестринська справа” (бакалавр)
ЗАНЯТТЯ № 2 (практичне – 6 год.)
Теми: 1.Вчення про розчини. Колігативні властивості розчинів.
2. Водневий показник. Буферні системи.
МЕТА: Вміти розраховувати концентрацію розчинів різними способами. Вивчити колігативні властивості розчинів. Вміти: готувати буферні розчини; розрахувати та визначити рН та буферну ємність цих розчинів.
Професійна орієнтація студентів
Розчини відіграють важливу роль для живих організмів. З утворенням розчинів безпосередньо пов’язані процеси метаболізму, засвоєння речовин, в тому числі ліків, та виведення з організму продуктів життєдіяльності. Тому, важливим є вивчення характеристик розчинів та розчинності речовин у рідинах та залежність розчинності від різних факторів (температури, тиску, природи речовин). Основною характеристикою розчинів є їх кількісний склад. Це стосується як лабораторних досліджень, так і виготовлення та використання лікарських препаратів. Адже при виготовленні, аналізі чи застосуванні ліків необхідно знати вміст основного компоненту (активної речовини) у препараті, а також часто доводиться робити перерахунок концентрацій від одного способу вираження в інший. Існує численна кількість органічних речовин, які будучи діючими компонентами лікарських засобів, є неелектролітами, проте відіграють дуже важливу роль у фізіологічних процесах організму. Знання колігативних властивостей розбавлених розчинів неелектролітів дає можливість аналізувати такі явища як дифузія, осмос, тургор, плазмоліз, гемоліз, перехід речовин через біологічні мембрани, іонообмін в організмі, мембранна рівновага.
Постійність рН крові є однією з характерних особливостей внутрішнього середовища організму. Збереження стійкості реакції середовища організму (рН = 7,36 забезпечується наявністю буферних систем крові. Також завдяки своїй здатності підтримувати сталим значення рН буферні розчини широко використовують при проведенні ряду медико-хімічних та санітарно-гігієнічних досліджень.
Програма самопідготовки студентів
Тема №1. Вчення про розчини. Колігативні властивості розчинів..
1. Поняття про розчини. Класифікація розчинів.
2. Концентрація розчинів та способи її вираження.
3. Процес розчинення та термодинаміка цього процесу.
4. Колігативні властивості розведених розчинів.
Тема №2. Водневий показник. Буферні системи.
1. Дисоціація води. Іонний добуток води. Водневий показник розчину.
2. Склад та властивості буферних розчинів. Механізм буферної дії при додаванні сильних кислот та лугів. Вплив розведення на рН буферних розчинів.
3. Буферна ємність як міра буферної дії. Вплив співвідношення та концентрації компонентів буферного розчину на буферну ємність.
4. Буферні системи крові, їх склад і властивості. Особливості буферної дії кожної з буферних систем, їх взаємозв’язок з фізіологічними функціями нирок і легень
Зразки тестових завдань та ситуаційних задач.
І.Тестові завдання.
1. Якщо розчин містить дуже мало розчиненої речовини, то він називається:
A. Концентрованим
B. Розбавленим
C. Насиченим
D. Пересиченим
E. Нормальним
2. Явище плазмолізу виникає у:
A. Концентрованих розчинах
B. Розведених розчинах
C. Сильно розведених розчинах
D. Фізіологічному розчині
E. Гіпотонічних розчинах
3. Осмос це:
A. Самочинне переміщення частинок розчиненої речовини
B. Проникнення молекул розчинника через напівпроникну мембрану із розчинника в розчин
C. Взаємодія частинок розчиненої речовини і розчинника
D. Процес утворення гідратної оболонки
E. Збільшення температури кипіння розчину
4. Який склад аміачного буферного розчину?
A. NH3/NH4+
B. HHb/Hb–;
C. H2PO4–/HPO42-;
D. HHbO2/HbO2–;
E. H2CO3/HCO3–.
5.Який склад гемоглобінового буферного розчину?
A. HHb/Hb–;
B. H2CO3/HCO3–;
C. HHbO2/HbO2–;
D. H2PO4–/HPO42-.
6. У якого із нижченаведених розчинів буферна ємність найменша?
A. 10/20;
B. 100/200;
C. 1/2;
D. 1000/2000;
E. 0.1/0.2.
Зразки ситуаційних задач.
1. Визначити концентрацію розчину, одержаного змішуванням 300 г розчину сульфатної кислоти з масовою часткою 98% з 250 г води.
2. Обчислити масу розчинів з масовою часткою кислоти 10 і 60 відсотків, необхідних для приготування 800 г 20% розчину.
3. Визначити об’єми 12 М та 2 М розчинів калій гідроксиду, необхідних для виготовлення 500 мл 4 М розчину.
4. Визначити масу 75% розчину ортофосфатної кислоти, яку треба долити до 1,5 л води, щоб приготувати 12% розчин.
5. Визначити масу 61,25% розчину сульфатної кислоти, в якій необхідно розчинити 120 г оксиду сульфуру (VІ), щоб добути 73,5% розчин кислоти.
6. Обчислити об’єм гідроген сульфіду, який треба розчинити в 245 мл води, щоб одержати розчин сульфідної кислоти масовою часткою 18,25%.
7. Масова частка хлоридної кислоти в розчині дорівнює 32,8%. Визначити скільки об’ємів хлороводню розчинено в одному об’ємі води за нормальних умов.
8. Який з буферних розчинів буде мати найвищу буферну ємність? Чому?
кислота /основа = 100 /50; 50/25; 20/10.
9. У якого із нижченаведених розчинів буферна ємність найменша? Чому?
кислота /основа = 100 /50; 50/25; 20/10.
Відповіді на тести :
1. B.; 2. А.; 3.В.; 4. A.; 5.A.; 6. А.
Методика виконання практичної роботи.
Тема №1 Вчення про розчини. Колігативні властивості розчинів.
Робота 1. Приготувати 200 г (150,250) розчину з масовою часткою хлориду натрію 0.05.
Хід роботи:
1. Обчисліть, яку масу солі і води треба взяти для виготовлення розчину, зазначеного в умові задачі.
2. Зважте на технологічних терезах відповідно до зроблених обчислень масу (наважку) солі.
3. Висипте зважену сіль у хімічний стакан або колбу.
4. Відміряйте мірним циліндром потрібний об’єм дистильованої води і вилийте в хімічний стакан або колбу з наважкою солі.
5. Перемішайте вміст стакана або колби скляною паличкою до повного розчинення солі.
6. Вилийте розчин у підготовлену склянку.
Робота 2. Приготувати задану кількість фізіологічного розчину. Отримати у викладача завдання для одержання певного об’єму фізіологічного розчину. Провести розрахунок об’єму гіпертонічного розчину з масовою часткою 10% і густиною 1,02 г/см3, який необхідно взяти, щоб добути заданий об’єм фізіологічного розчину. Мірною пробіркою відібрати вирахуваний об’єм гіпертонічного розчину, перенести його в колбу і додати розраховану кількість води. У протокол слід внести всі розрахунки з приготування фізіологічного розчину.
Тема №2. Водневий показник. Буферні системи.
Робота 1. Приготувати буферний розчин.
Вирахувати об’єми розчинів компонентів для приготування 20 мл ацетатного буферу. Користуючись формулою для обчислення рН кислотних буферних розчинів обрахувати значення його рН (рКСН3СООН = 4,73).
pH = pKCH3COOH + lg CCH3COONa / CCH3COOH
Виміряти рН одержаного розчину за допомогою універсального індикаторного паперу або рН метра.
Робота 2. Вивчити вплив сильних кислот та лугів і розведення на рН буферного розчину.
Одержаний буферний розчин (в об’ємі 20 мл) у попередньому досліді дослідити за нижченаведеною схемою:
|
Розчини |
№ пробірки |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
Буферний розчин, мл |
5 |
5 |
5 |
1 |
|
0,1н розчин НСІ, мл |
– |
0,5 |
– |
– |
|
0,1 н розчин NаОН, мл |
– |
– |
0,5 |
– |
|
Вода |
– |
– |
– |
4 |
|
Значення рН |
|
|
|
|
Зробити висновки про відносну сталість рН буферного розчину при розведенні, додаванні невеликих об’ємів сильних кислот та лугів.
Робота 3. Визначити буферну ємність буферного розчину.
В дві колби для титрування відібрати і перенести по 10 мл ацетатного буферного розчину з рНо = 4,25. Потім в одну з колб додати 1 краплю індикатора метилового оранжевого і титрувати з бюретки 0,1 мол розчином соляної кислоти до червоного кольору (рН1 = 3). Визначити по бюретці об’єм витраченої кислоти. Знаючи об’єм кислоти і її концентрацію та зміну рН при титруванні, обрахувати буферну ємність по кислоті за формулою:
У другу колбу для титрування додати 4 краплі метилового червоного і титрувати із бюретки 0,1 мол розчином NаОН до появи оранжевого кольору (рН2 =5).
Визначити об’єм лугу, що витратився на титрування. Знаючи об’єм лугу, його концентрацію та зміну рН при титруванні (рН2-рНо) розрахувати буферну ємність за лугом.
ВИХІДНИЙ РІВЕНЬ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ
Студент повинен знати:
1. Поняття про розчини. Класифікація розчинів.
2. Концентрація розчинів та способи її вираження.
3. Процес розчинення та термодинаміка цього процесу.
4. Колігативні властивості розведених розчинів.
5. Дисоціація води. Іонний добуток води. Водневий показник розчину.
6. Склад та властивості буферних розчинів. Механізм буферної дії при додаванні сильних кислот та лугів. Вплив розведення на рН буферних розчинів.
7. Буферна ємність як міра буферної дії. Вплив співвідношення та концентрації компонентів буферного розчину на буферну ємність.
8. Буферні системи крові, їх склад і властивості. Особливості буферної дії кожної з буферних систем, їх взаємозв’язок з фізіологічними функціями нирок і легень.
Студент повинен вміти:
1. Вираховувати концентрацію розчину за відомими кількостями речовини і розчинника, або об’єму розчину.
2. Проводити обрахунки кількості речовини для приготування заданої кількості розчину.
1. Проводити перерахунки одного виду концентрації розчину на інший.
2. Готувати фізіологічний розчин з гіпертонічного або із сухої солі.
3. Прогнозувати зміни, які можуть відбуватися з еритроцитами, при поміщенні їх у гіпертонічний чи ізотонічний розчини.
4. Приготувати буферний розчинів.
5. Визначити буферну ємність розчину за кислотою та за лугом.
Література:
а) Основні:
1. Карнаухов О.І., Мельничук Д.О., Чеботько К.О., Копілевич В.А. Загальна та біонеорганічна хімія. – Вінниця: НОВА КНИГА, 2003. – 544с.
2. Левітін Е.Я., Бризицька А.М., Клюєва Р.Г. Загальна та неорганічна хімія. -Харків: Прапор, 2000. – 462 с.
3. Мороз А.С., Луцевич Д.Д., Яворська Л.П. Медична хімія. – Вінниця: НОВА КНИГА, 2008. – 776 с.
4. intranet.tdmu.edu.ua
б) Додаткові:
1. Романова В. Загальна та неорганічна хімія. – К.: Ірпінь, 1998. – С.388.
2. Практикум з загальної та неорганічної хімії./ Левітін Е.Я., Клюєва Р.Г., Бризицька А.М. – Харків: Вид-во НФАУ, 2001.- С. 105.
Методичну вказівку склала Фальфушинська Г.І.
Обговорено і затверджено на засіданні кафедри
