ЗАНЯТТЯ №1 (6 год

ЗАНЯТТЯ №1 (6 год.)

Тема 1. Хімія в системі природничих наук. Історія розвитку хімії. Атомно-молекулярне вчення. Основні способи очистки речовин.

Тема 2. Класифікація та номенклатура неорганічних сполук.

МЕТА:

– засвоїти основні поняття хімії та застосовувати їх для розв’язання відповідних задач;

– класифікувати прості та складні речовини залежно від їх складу та хімічної будови;

– пояснювати хімічні властивості речовин певного класу за допомогою хімічних реакцій;

– продемонструвати знання номенклатури неорганічних сполук на конкретних прикладах;

– характеризувати чистоту хімічних речовин, кваліфікація речовин за чистотою: «чистий» (ч), «чистий для аналізу» (ч.д.а.), «хімічно чистий» (х.ч.), «особливо чистий» (ос.ч.);

– ознайомитись з основними методами очищення і розділення речовин та їх теоретична основа: перекристалізація, дистиляція, возгонка, хімічне осадження, транспортні реакції, екстракція, зонна плавка, йонний обмін, адсорбція;

– навчитись експериментально визначити молекулярну масу карбон діоксиду.

Професійна орієнтація студентів

Для хімічних речовин важливою характеристикою є ступінь чистоти, оскільки домішки у фармпрепаратах можуть бути шкідливими для організму, а також робота з забрудненими реактивами може призвести до помилкових результатів. Чистота речовин, які використовуються як лікарські препарати, визначається Державною Фармакопеєю України і тому провізорам потрібно знати основні методи очищення і засоби ідентифікації чистоти речовин.

Методика виконання практичної роботи.

Тема №1. Методи очистки речовин.

Хімічними реактивами називають речовини, які використовують для проведення хімічних реакцій і застосовують для аналізу і синтезу речовин.

За ступенем чистоти хімічні реактиви класифікують на групи, які приведені у таблиці 1. Для речовин, які застосовуються у спеціальних цілях, існують інші характеристики чистоти. Наприклад, у фармації використовується класифікація “для фармацевтичних цілей”, або скорочено “фарм”. Властивості речовин  значною мірою залежать від наявності в них домішок. Ідентифікацію речовин проводять за визначенням їх фізичних властивостей, а саме: густини, температури кипіння та замерзання, температури топлення, показника заломлення та ін.

Таблиця 1.  Класифікація хімічних реактивів

Класифікація реактиву	Символ	Вміст основної речовини, %	Вміст окремих домішок, %
Чистий	ч.	не менше 98	0,01 + 0,5
Чистий для аналізу	ч.д.а.	не менше 99	до 0,1
Хімічно чистий	x.ч.	вище 99	10-3-10-5
Особливо чистий	oc.ч.	Близько 100	10-5-10-10

 

Кількість домішок регламентується Держстандартами (ДСТ), технічними умовами (ТУ) або статтями Державної Фармакопеї (ДФ). Звичайно, у практиці хімічного аналізу використовують реактиви кваліфікації ч.д.а. і х.ч.

У лабораторії використовують розчини хімічних реактивів певної концентрації (найчастіше 0,1–0,2М), рідше — індикаторні папірці. Для розчинення використовують дистильовану воду або органічні розчинники.

При роботі напівмікрометодом використовують реактиви масою від 0,01 до 0,10 г твердої речовини і об’ємом від 0,5 до 5,0 мл розчину.

Прилади і реактиви:  хімічні стакани на 50 та 100 мл, скляні палички, фільтри, лійки лабораторні, колба Бунзена, лійка Бюхнера, насос Комовського, крейда подрібнена, сіль неочищена, пісок або активоване вугілля, штатив, плитка електрична, прилад для длистиляції, випарювальні чашки, вата, фільтрувальний папір, спиртівка, йод кристалічний.

Робота 1. Розділення твердих і рідких компонентів у суміші фільтруванням.

 У хімічний стакан місткістю 100 мл налийте 40-50 мл водопровідної води та додайте 0,2-0,3 г подрібненої крейди або солі. Розчин розмішайте скляною паличкою. Приготуйте складчастий фільтр, розмір якого відповідає розміру лійки. Для його виготовлення візьміть круглий фільтрувальний папір, складіть його вдвоє, вчетверо і т. д. Після цього розгорніть фільтр і вставте його в лійку, яка знаходиться в кільці штативу та зволожте його водою. Поставте під лійку порожній стакан так, щоб кінець (носик) лійки торкався стінки та знаходився на 2-3 см нижче краю склянки. Налийте суміш у лійку по скляній паличці. Фільтрат (рідина, яка пройшла через фільтр) після фільтрування повинен бути прозорим. При необхідності процес фільтрування можна повторити.

В

 

Рис. 1. Очистка речовин методом фільтрування.                                     

А-розчинення речовини;

Б-фільтрування;

В-фільтрування при пониженому тиску: в1 –колба Бунзена; в2 – лійка Бюхнера. Позначте складові приладу на рисунку 1в.                  

Робота 2. Очистка йоду методом сублімації.

Зважте на технічних терезах 0,3 г кристалічного йоду та 0,1 г йодиду калію, помістіть їх на дно стаканчика для возгонки та перемішайте скляною паличкою. Накрийте стаканчик круглодонною колбою з  холодною водою та обережно нагрійте на полум’ї спиртівки. Чи спостерігається утворення рідини при сублімації? Зберіть кристали йоду, зважте їх та визначте відсоток виходу. Позначте складов частини приладу.

Рис.2. Очистка речовин методом сублімації

Робота 3. Очистка суміші методом перекристалізації.

Насипте у стакан місткістю 200 мл деяку кількість забрудненого хлориду натрію. Долийте дистильованої води достатньо щоб розчинилась вся сіль. Нерозчинні залишки відфільтруйте за допомогою складчастого фільтру. Відфільтрований розчин помішуючи нагрійте на плитці до повного випаровування води. Очищену сіль перенесіть на фільтрувальний папір та ще деякий час просушуйте на повітрі.

Робота 4. Очищення водопровідної води методом дистиляції (перегонки) і встановлення температури її кипіння.

Зібрати прилад для перегонки, налити в колбу В’юрца водопровідної води 1/2 об’єму колби,

підвести воду в холодильник і ввімкнути нагрівальний прилад. Після того, як вода закипить,

відмітити по термометру температуру кипіння. Декілька крапель дистиляту випарувати на

чистому склі. Те ж зробити з водопровідною водою і зробити висновки про наявність солей в дистильованій і звичайній воді. Підписати елементи лабораторної установки для перегонки на рисунку 3. Покажіть стрілками рух води. Яку фізико-хімічну константу можна встановити за допомогою цієї роботи?

Рис. 3. Установка для перегонки (дистиляції): а) нагрівальний прилад; б) колба В’юрца; в) термометр; г) насадка Кляйзена; д) холодильник Лібіха; е) алонж; є) колба-приймач.

                   .

Програма самопідготовки

Тема 1. Хімія в системі природничих наук. Історія розвитку хімії. Атомно-молекулярне вчення

1.Предмет, завдання та методи хімії. Місце неорганічної хімії в системі природничих наук та фармацевтичної освіти. Значення хімії для розвитку медицини і фармації.

            2. Речовина. Чистота хімічних речовин. Умовні позначення ступеня чистоти (класифікація речовин за чистотою). Теоретичні основи очищення речовин. Фізичні константи, як спосіб ідентифікації речовини.

            3. Основні етапи розвитку хімії. Атомно-молекулярне вчення. Поняття про атом і його основні характеристики: відносна атомна маса, заряд і порядковий номер елемента в періодичній системі, хімічний символ. Ізотопи. Поняття про молекулу, структура молекул і властивості. Відносна молекулярна маса, молярна маса речовин.

Тема 2. Класифікація та номенклатура неорганічних сполук.

1.      Основні класи неорганічних сполук.

2.      Оксиди, їх класифікація і номенклатура.

3.      Гідроксиди, їх класифікація і номенклатура.

4.      Кислоти, їх класифікація і номенклатура.

5.      Солі, їх класифікація (середні, основні, кислі, оксосолі, подвійні, змішані). Номенклатура солей.

 

Основні поняття

Речовина

Атом

Відносна атомна маса

Заряд елемента

Порядковий номер

Хімічний символ

Ізотопи

Молекула

Відносна молекулярна маса

Молярна маса речовин

Основні оксиди

Кислотні оксиди амфотерні оксиди

Гідроксиди

Основи

Кислоти

Середні солі

Основні солі

Кислі солі

Оксосолі

Подвійні солі

Змішані солі

 

Зразки тестових завдань та ситуаційних задач.

1. Виберіть правильне визначення простої речовини:

А. молекули або кристали складаються з атомів різних елементів;

Б. молекули або кристали складаються з атомів 2-х елементів;

В. молекули або кристали складаються з атомів елементів однієї групи;

Г. молекули або кристали складаються з атомів одного елемента.

2. З переліку речовин виберіть складну речовину:

А. СО₂ ;

Б. Н₂;

В. О₂;

Г. О₃.

3. Серед вказаних сполук виберіть кисневмісні кислоти:

А. H₂SO₄;

Б. HI;

В. HCl;

Г. H₂S.

Відповіді на тести:

Тест 1. Відповідь Г, оскільки проста речовина складається з атомів одного елементу Наприклад О₂, Н₂.

Тест 2. Відповідь А, оскільки в даному випадку складна речовина складається з атомів С та О.

Тест 3. Відповідь А, оскільки в склад сульфатної кислоти входять атоми Оксисену.

Домашнє завдання: 1, 4, 16а, 17а, 23.

1.      Вміст основної речовини:

·   NaCl ³  98 %, вміст домішок 0,01- 0,5%. Який ступінь чистоти можна присвоїти цьому реактиву?;

·   CuSO₄  ³ 99 %, вміст домішок до 0.1 %. Який ступінь чистоти можна присвоїти цьому реактиву? ;

·   NaNO₃ ³ 99 %, вміст домішок 10^-3-10^-5 %. Який ступінь чистоти можна присвоїти цьому реактиву?;

·   CuCl₂  близько 100 %, вміст домішок 10^-5-10^-10 %. Який ступінь чистоти можна присвоїти цьому реактиву?

2.      Серед запропонованого ряду сполук виберіть прості та складні. До якого класу неорганічних речовин вони належать: K, Cl₂, Al₂O₃, NaOH, HCl, NaCl, Ca, S, Na₂S, Ca(OH)₂, H₂SO₄, CaCO₃, Zn, P₄, CaH₂, Cu(OH)₂, HNO₃, CuCl₂, Au, C, CaC₂, Zn(OH)₂, HClO, KNO₂, K₃N, Ca₃P. Назвіть дані сполуки.

3.      Де у періодичній системі Д.І.Менделєєва знаходяться метали, а де неметали? Яких елементів більше? Назвіть:

·   метали ІІІ періоду;

·   метали V періоду;

·   метали І групи;

·   метали ІІ групи;

·   неметали ІV групи.

4.      Серед запропонованого ряду оксидів виберіть солетворні  (основні, кислотні, амфотерні) та несолетворні: N₂O, Cl₂O₇, CrO₃, SnO₂, Na₂O, MnO, Al₂O₃, NO, Li₂O, V₂O₅, CO, SnO, SiO, Mn₂O₇, SrO, PbO₂, BaO, P₂O₅, SO, Ag₂O. Назвіть їх.

5.      Назвіть сполуки. Вкажіть кислотність та розчинність наступних основ: Ca(OH)₂,, LiOH, Cr(OH)₃, NaOH, Sn(OH)₄, KOH, Cr(OH)₂, Sr(OH)₂, Ba(OH)₂, Al(OH)₃, Ni(OH)₂, Cu(OH)₂. Які з них відносять до лугів?

6.      Назвіть сполуки. Класифікуйте їх за основністю, хімічним складом та ступенем електролітичної дисоціації: HCl, HI, H₂Te, HCN, HPO₃, H₃PO₄, H₂S₂O₇, H₃AsO₄, HNO₃, H₂SO₄, HNO₂, H₂SO₃, HСlO₄, HСlO₃, HСlO₂, HClO. Назвіть дані сполуки.

7.      Назвіть кислотні залишки: Cl-, NO₃^–, SO₄^2-, NO₂^–, SO₃^2-, S^2-, CN^–, Br^–, HS^–, BrO^–, ClO₂^–, H₂SbO₃^–, ClO₃^–, HSO₄^–, MnO₄^–.

8.      Виберіть з ряду гідроксидів амфотерні: Ca(OH)₂, Zn(OH)₂, LiOH, Sn(OH)₂, Pb(OH)₂, Cr(OH)₃, NaOH, Sn(OH)₄, Ti(OH)₄, Sn(OH)₄, Pb(OH)₄, KOH, Cr(OH)₂, Sr(OH)₂, Ba(OH)₂, Al(OH)₃, Be(OH)₂, Ni(OH)₂, Cu(OH)₂. Визначіть їх кислотність.

9.      Серед наведеного ряду солей виберіть:

• середні;

• кислі;

• основні;

• подвійні;

• змішані;

• комплексні.

KAl(SO₄)₂, K₂SO₄, ZnCl₂, Ba₃(PO₄)₂, NH₄H₂AsO₄, К₂SO₄, BaClF, NaNO₂, CaSO₃, NaСlO₄, Mg(HCO₃)₂, CuOHNO₃, [Cr(OH)₂]₂S, CaOHBr, CaClClO, SnClF,  Na₃[Co(NO₂)₆], NaHSO₃. Назвіть їх.

10.  Сполука складається з

·         іонів барію та фосфат іонів;

·         іонів цинку та хлорид іонів;

·         іонів калію та сульфат іонів;

·         іонів натрію та гідросульфіт іонів;

·         іонів амонію та арсенат іонів;

·         іонів магнію та гідрокарбонат іонів.

Зобразіть емпіричні та графічні формули для цих солей, а також відповідних їм основ та кислот.

11.  Серед ряду галогенангідридів виберіть неповні та повні: TiOCl₂, POCl₃, SO₂F₂, ReO₃F, TiCl₄, PСl₅, SF₆, ReF₇. Назвіть їх.

12.  Зообразіть графічні формули наступних галогенангідридів та відповідних їм кислот: SOCl₂, POCl₃, SF₆, AsCl₅.

13.  Сполука складається з одного атому Цинку, двох атомів Гідрогену и двох атомів Оксигену. Скласти емпіричну і графічну формулу цієї сполуки, визначити до якого класу речовин відноситься ця сполука. Дати назву цій речовині за сучасною та систематичною номенклатурою.

За допомогою хімічних реакцій вказати відношення цієї речовини до води і водних розчинів будь-якої кислоти та будь-якого лугу. Дати назви сполукам, що утворюються в наслідок проходження цих реакцій за сучасною і систематичною номенклатурою та привести графічні формули цих сполук.

14.  Обчислити в грамах масу

а) 1 атома Цинку

б) 1 атома Ауруму

в) 1 атома Неону

г) 1 атома Аргентуму

д) 1 молекули Оксигену

е) 1 молекули Гідрогену

ж) 1 молекули Нітрогену

15. Скільки молекул і атомів міститься в:

а) 0,01 моль кисню

б) 0,01 моль азоту

в) 0,01 моль водню

г) 0,01 моль неону

д) 0,01 моль хлору

е) 0,01 моль озону

ж) 0,01 моль аргону

з) 0,01 моль натрію

и) 0,025 моль сірки (S₈)

           к) 0,01 моль фосфору (Р₄)

16. Визначити абсолютну масу Плюмбуму.

17. Абсолютна маса атома Оксигену дорівнює 2,667  10–26 кг. Знайти відносну атомну масу атома.

18. Обчислити кількість структурних одиниць, що містяться у молекулярному озоні масою 480 г.

19. Знайти масу елемента Силіцію, що знаходиться у каоліні (Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O) масою 516,4 г.

20. Знайти масову частку Оксигену в ацетаті кальцію.

21. Обрахуйте відносну молекулярну масу хлорної кислоти HClO₄.

22. Визначте середню масу атома Флуору (у кг), якщо відомо, що маса ізотопу Карбону 12 становить 1,993·10–26 кг.

23. Обрахуйте число молекул Br₂ у бромі масою 6,4 г.

24. Обрахуйте об’єм, що займе при н.у. бромоводень масою 48,6 г.

25. При спалюванні 1,84 г органічної речовини утворилось 1,344 дм³ вуглекислого газу (н.у.) і 1,44 г води. Визначте молекулярну формулу даної речовини.

26. До розчину, що містить нітрат срібла масою 25,5 г долили розчин, що містить сульфід натрію масою 7,8 г. Яка маса осаду утвориться при цьому.

Студент повинен знати:

1.      Предмет, завдання та методи хімії.

2.      Умовні позначення ступеня чистоти. Теоретичні основи очищення речовин.

3.      Атомно-молекулярне вчення. Поняття про атом та його основні характеристики. Ізотопи.

4.      Поняття про молекулу її структуру та властивості.

5.      Типи хімічних формул та хімічні рівняння. Стехіометрія. Розрахунки за хімічними рівняннями.

6.      Основні класи неорганічних сполук. Їх класифікацію та номенклатуру.

Студент повинен вміти:

1.                 Проводити очистку суміші методом фільтрування з допомогою простого і складчастого фільтрів.

2.                 Проводити очистку суміші методом перекристалізації.

3.                 Проводити очистку суміші методом сублімації.

4.                 Експериментально визначати молекулярну масу речовин.

Джерела інформації:

а) Основні:

1. Левітін Є.Я., Бризицька А.М., Клюєва Р.Г. Загальна та неорганічна хімія. – Вінниця: Нова книга, 2003. – 464 с.

2. Романова Н.В. Загальна та неорганічна хімія: Підруч. Для студ. вищ. навч. закл. –ВТФ «Перун», 2004. – 480 с. 

3.      Рейтер Л.Г. Степаненко О.М., Басов В.П. Теоретичні розділи загальної хімії: Навчальний посібник. – К.: Каравела, 2003. – 344 с.

4.      Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая шк., 2003. – 743 с.

5. Загальна та неорганічна хімія: У 2-х ч./О.М.Степаненко, Л.Г.Рейтер, В.М.Ледовских, С.В.Іванов. – К.: Пед. Преса, 2002.– Ч. І.– 520 с.

6. Каличак Я.М., Кінжибало В.В., Котур Б.Я. та ін. Хімія. Задачі, вправи, тести: Навчальний посібник. – Львів: Світ, 2001. – 176 с.

7. Державна Фармакопея України / Державне підприємство «Науковий-експертний фармакопейний центр». – 1-е вид. – Харків: РІРЕГ, 2001.– 556 с.

8. www.tdmu.edu.te.ua/education.php.

б) Додаткові:

1.      В. Гомонай, С. Мільович Біонеорганічна хімія. – Ужгород: ВАТ «Патент», 2006. – 200 с.

2.      Телегус В.С., Бодак О.І., Заречнюк О.С., Кінжибало В.В. Основи загальної хімії – За ред. В.С. Телегуса: Підручник – Львів: Світ, 2000 – 424 с.

3.      Ершов Ю.А. Попков А.С. Берлянд А.З. Книжник А.З. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. – М.: Высш. шк., 2000. – 560 с.

Автор: к.х.н., доц. Демид А.Є.

 

Обговорено і затверджено на засіданні кафедри

_____     ________2013 р. протокол № ___

 

Переглянуто на засіданні кафедри

_____     ________20__ р. протокол № ___