Методична вказівка для студентів 1 курсу

(медичний факультет)

 

ЗАНЯТТЯ № 3 (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.

 

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 (V_Н2О) 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)

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.

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 0,1246 г хлориду кальцію приготували 100 мл розчину. На титрування 10 мл цього розчину пішло в середньому 1,92 мл розчину трилону Б з нормальністю 0,05533 н. Розрахувати масову частку СаС1₂ в наважці.

 

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. Музиченко В.П. Медична хімія Медицина (Київ). –  2010. –  496 с.

2. Миронович Л.М. Медична хімія: Навчальний посібник. – Київ: Каравела, 2008. – 159 с.

3. 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.

4. Миронович, Л. М. Медична хімія : навч. посібник / Л. М. Миронович, О. О. Мардашко. – К. : Каравела, 2007. – 168 с.

5.     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.

6. Галинська та ін.; Під ред. В.О. Калібабчук.— K.: інтермед, 2006 — 460 с

7. Мороз А.С. Медична хімія : підручник /, Д.Д. Луцевич, Л.П. Яворська. – Вінниця : Нова книга, 2006. – 776 с.

8. Порецький А.В., Баннікова-Безродна О.В., Філіппова Л.В. Медична хімія: Підручник. — К.: ВСВ “Медицина”, 2012. — 384 с.

9. 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  .