Тема занятия № 10. «Физическая химия поверхностных явлений».
Тема занятия № 10. «Физическая химия поверхностных явлений».
Цель: Вам необходимо овладеть учебной программой данного занятия и научиться применять учебный материал в своей будущей профессии.
Сделайте записи в рабочей тетради по плану:
· Дата
· Номер занятия
· Тема занятия
· Основные вопросы темы
· Краткое описание порядка выполнения лабораторных работ.
Учебные вопросы занятия:
1. Особенности энергетического состояния поверхностного слоя. Поверхностная энергия Гиббса и поверхностное натяжение.
2 Виды сорбции, отличия адсорбции от абсорции. Уравнение Гиббса.
3. ПАВ, ПИВ, ПНВ, особенности строения этих веществ, поведение в поверхностном слое. Поверхностная активность, ее изменение в гомологических рядах. Правило Траубе.
4. Изотермы поверхностного натяжения и адсорбции. Структура биомембран, сущность поверхностных явлений, протекающих в биомембранах.
5. Адсорбция газов на твердых телах. Уравнение Ленгмюра.
6. Адсорбция из растворов:
6.1 Из молекулярных растворов. Правило Ребиндера.
6.2 Избирательная адсорбция из ионных растворов по правилу Панета-Фаянса.
6.3 Зависимость адсорбции от различных факторов.
7. Адсорбционные процессы в медицине. Гемосорбция и основные виды хроматографии.
Ваши действия по подготовке к занятию и отработке программы занятия:
При подготовки кзанятию повторите:
· Агрегатное состояние вещества и виды поверхностей раздела фаз;
· Скорость гомогенных и гетерогенных реакций и ее зависимость от разных факторов;
· Строение органических молекул, тип гибридизации и виды химической связи, которые образует атом углерода в органической химии.
· Полярность химической связи, длину, энергию и направленность химической связи.
· Полярные и неполярные растворители, растворимость веществ в растворителях разного типа.
· Закон действующих масс, константу равновесия.
При отработке 1 вопроса обратите внимание на:
• на поведение молекулы в поверхностном слое и внутри жидкости;
• причину возникновения поверхностной энергия и связь поверхностной энергии с поверхностным натяжением;
При отработке 2 вопроса обратите внимание на:
• явление сорбции и её виды(адсорбция, абсорция, хемосорбция);
• уравнение Гиббса, связь величины адсорбции с поверхностной активностью.
При отработке 3 вопроса обратите внимание на:
• строение молекул ПАВ, ПИВ, ПНВ.
• поведение этих молекул в растворах разной природы.
• выражение величины поверхностной активности;
• правило Траубе-Дюкло.
При отработке 4 вопроса обратите внимание на:
• построение изотерм поверхностного натяжения и адсорбции, их анализ.
• строение клеточной мембраны;
• процессы протекающие на поверхности клеточных мембран.
При отработке 5 вопроса обратите внимание на:
• основные положения теории адсорбции Ленгмюра.
• уравнение Ленгмюра, его анализ.
• факторы, от которых зависит процесс адсорбции газов на твердых адсорбентах.
При отработке 6 вопроса обратите внимание на:
• формулировку правила Ребиндера, и его практическое прменение.
• формулировку правила Панета-Фаянса, и его практическое применение.
• факторы, от которых зависит процесс адсорбции из растворов на твердых адсорбентах.
При отработке 7 вопроса обратите внимание на:
• роль процессов адсорбции в жизнедеятельности организма.
• физико-химические основы процесса гемосорбции
• применение метода хроматографии в медико-биологческих исследованиях.
Рекомендуемая литература:
Основная литература:
1. Общая химия. Учебник для медицинских вузов. (В.А. Попков, С.А. Пузаков), 976 с. – М,: «ГЭОТАР-Медиа.», 2009 г.
Дополнительная литература:
1. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов
Учебник для медицинских вузов (Ю.А. Ершов, В.П. Попков, А.С. Берлянд и др. Ред. Ю.А. Ершов), 8 изд., 560 с. – М,: «Высшая шк.», 2010 г.
1. Химия. Основы химии живого. (В.И. Слесарев) 2 изд., 766 с – С-Пб.,: «Химиздат»
Лабораторная работа № 1. Определение желчных кислот в моче.
Желчные кислоты являются поверхностно-активными веществами (ПАВ), резко понижающими поверхностное натяжение мочи иногда до 0,035 н/м вместо 0,057-0,068 Н/м по норме.
На поверхность мочи осторожно насыпают «серный цвет». При поверхностном натяжении 0,05 Н/м и ниже, серный цвет смачивается и падает на дно сосуда; при отсутствии желчных кислот он остается на поверхности. Сделайте вывод по предложенным образцам мочи.
Вывод: сделайте вывод по предложенным образцам мочи.
Приложение 1.
Билет № 1.
Поверхностные явления.
1. Выберите верное утверждение:
1) атомы или молекулы на границе раздела фаз обладают большей энергией по сравнению с атомами или молекулами в глубине фазы;
2) атомы или молекулы на границе раздела фаз обладают меньшей энергией по сравнению с атомами или молекулами в глубине фазы;
3) атомы или молекулы на границе раздела фаз и в глубине фаз обладают одинаковой энергией;
4) нет верного утверждения.
2. Поглощение вещества всей массой адсорбента называется:
1) адсорбцией;
2) абсорбцией;
3) сорбцией;
4) десорбцией.
3. Силикагель лучше адсорбирует вещества из растворов с:
1) полярным растворителем;
2) неполярным растворителем;
3) в одинаковой степени;
4) полярность растворителя не влияет на адсорбцию.
4. Величина адсорбции углем карбоновых кислот из их водных растворов по мере увеличенияи длины гидрофобного радикала:
1) возрастает;
2) уменьшается;
3) не изменяется.
5. Ионы электролитов лучше адсорбируются на:
1) полярных адсорбентах;
2) неполярных адсорбентах;
3) в одинаковой степени;
4) природа адсорбента значения не имеет.
Эталон ответа на билет № 1.
1. Атомы и молекулы на границе раздела фаз обладают большей энергией. Эта энергия способствует удержанию их в поверхностном слое.
Ответ: 1.
2. Поглощение вещества всей массой адсорбента называется абсорбцией.
Ответ: 2.
3. Силикагель — это полярный адсорбент, поэтому лучше адсорбирует вещества из растворов с неполярным растворителем (правило Ребиндера).
Ответ: 2.
4. Величина адсорбции углем карбоновых кислот из водных растворов по мере увеличения длины гидрофобного радикала возрастает, т. к. средство между углем и радикалом карбоновой кислоты возрастает (оба гидрофобны).
Ответ : 1.
5. Ионы электролитов лучше адсорбируются на полярных адсорбентах — правило Панета-Фаянса.
Ответ: 1.
Таким образом: 1 — 1 2 — 2 3 — 2 4 — 1 5 —
Билет № 6.
1. Используя правило П.А. Ребиндера ответьте какой адсорбент лучше извлечет ПАВ, если он: а) находится в неполярном растворители (бензоле)? б) если ПАВ в полярном растворителе (воде)?
а) силикагель;
б) уголь;
в) целлюлоза;
г) сажа.
2. При увеличении концентрации ПАВ в поверхностном слое, что происходит с σ?
а) снижается;
б) не изменяется;
в) увеличивается.
3. Поверхностное натяжение это -
а) изменение количества вещества на единице поверхности;
б) отношениеΔσ/ΔС;
в) поверхностная энергия отнесенная к единице поверхности: σ=F/S.
4. Адсорбция газов на твердых адсорбентах — экзотермический процесс, поэтому величина адсорбции при охлаждении:
а) возрастает;
б) уменьшается;
в) не меняется;
г) одинакова.
5. Чем хуже адсорбат растворяется в данном растворе, тем он:
а) хуже адсорбируется;
б) величина адсорбции на зависит от растворимости адсорбата;
в) лучше адсорбируется.
Эталон ответа на билет № 6.
1. Из неполярного растворителя ПАВ лучше будет адсорбироваться на силикагеле и целлюлозе, а из полярного растворителя ПАВ лучше будет адсорбироваться на угле и саже.
Ответ : а) а и в; б) б и г.
2. При увеличении концентрации ПАВ в поверхностном слое σ-поверхностное натяжение снижается.
Ответ: а.
3. Адсорбция газов на твердых адсорбентах — экзотермический процесс, поэтому величина адсорбции при охлаждении возрастает согласно принципу Ле-Шателье.
Ответ: а.
4. Чем хуже адсорбат растворяется в данном растворителе, тем он лучше адсорбируется согласно правилу Ребиндера.
Ответ: в.
Тема занятия № 10. «Физическая химия поверхностных явлений».
Цель: Вам необходимо овладеть учебной программой данного занятия и научиться применять учебный материал в своей будущей профессии.
Сделайте записи в рабочей тетради по плану:
· Дата
· Номер занятия
· Тема занятия
· Основные вопросы темы
· Краткое описание порядка выполнения лабораторных работ.
Учебные вопросы занятия:
1. Особенности энергетического состояния поверхностного слоя. Поверхностная энергия Гиббса и поверхностное натяжение.
2 Виды сорбции, отличия адсорбции от абсорции. Уравнение Гиббса.
3. ПАВ, ПИВ, ПНВ, особенности строения этих веществ, поведение в поверхностном слое. Поверхностная активность, ее изменение в гомологических рядах. Правило Траубе.
4. Изотермы поверхностного натяжения и адсорбции. Структура биомембран, сущность поверхностных явлений, протекающих в биомембранах.
5. Адсорбция газов на твердых телах. Уравнение Ленгмюра.
6. Адсорбция из растворов:
6.1 Из молекулярных растворов. Правило Ребиндера.
6.2 Избирательная адсорбция из ионных растворов по правилу Панета-Фаянса.
6.3 Зависимость адсорбции от различных факторов.
7. Адсорбционные процессы в медицине. Гемосорбция и основные виды хроматографии.
Ваши действия по подготовке к занятию и отработке программы занятия:
При подготовки кзанятию повторите:
· Агрегатное состояние вещества и виды поверхностей раздела фаз;
· Скорость гомогенных и гетерогенных реакций и ее зависимость от разных факторов;
· Строение органических молекул, тип гибридизации и виды химической связи, которые образует атом углерода в органической химии.
· Полярность химической связи, длину, энергию и направленность химической связи.
· Полярные и неполярные растворители, растворимость веществ в растворителях разного типа.
· Закон действующих масс, константу равновесия.
При отработке 1 вопроса обратите внимание на:
• на поведение молекулы в поверхностном слое и внутри жидкости;
• причину возникновения поверхностной энергия и связь поверхностной энергии с поверхностным натяжением;
При отработке 2 вопроса обратите внимание на:
• явление сорбции и её виды(адсорбция, абсорция, хемосорбция);
• уравнение Гиббса, связь величины адсорбции с поверхностной активностью.
При отработке 3 вопроса обратите внимание на:
• строение молекул ПАВ, ПИВ, ПНВ.
• поведение этих молекул в растворах разной природы.
• выражение величины поверхностной активности;
• правило Траубе-Дюкло.
При отработке 4 вопроса обратите внимание на:
• построение изотерм поверхностного натяжения и адсорбции, их анализ.
• строение клеточной мембраны;
• процессы протекающие на поверхности клеточных мембран.
При отработке 5 вопроса обратите внимание на:
• основные положения теории адсорбции Ленгмюра.
• уравнение Ленгмюра, его анализ.
• факторы, от которых зависит процесс адсорбции газов на твердых адсорбентах.
При отработке 6 вопроса обратите внимание на:
• формулировку правила Ребиндера, и его практическое прменение.
• формулировку правила Панета-Фаянса, и его практическое применение.
• факторы, от которых зависит процесс адсорбции из растворов на твердых адсорбентах.
При отработке 7 вопроса обратите внимание на:
• роль процессов адсорбции в жизнедеятельности организма.
• физико-химические основы процесса гемосорбции
• применение метода хроматографии в медико-биологческих исследованиях.
Рекомендуемая литература:
Основная литература:
1. Общая химия. Учебник для медицинских вузов. (В.А. Попков, С.А. Пузаков), 976 с. – М,: «ГЭОТАР-Медиа.», 2009 г.
Дополнительная литература:
1. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов
Учебник для медицинских вузов (Ю.А. Ершов, В.П. Попков, А.С. Берлянд и др. Ред. Ю.А. Ершов), 8 изд., 560 с. – М,: «Высшая шк.», 2010 г.
1. Химия. Основы химии живого. (В.И. Слесарев) 2 изд., 766 с – С-Пб.,: «Химиздат»