Опыт 4. Получение золя канифоли
Ход работы: В пробирку налить 5 мл дистиллированной воды и добавить 2-3 капли 2 % спиртового раствора канифоли и встряхнуть. По образованию конуса Тиндаля убедиться в получении коллоидного раствора.
Вывод: Охарактеризуйте сущность метода.
Опыт 5. Пептизация осадка гидроксида железа (III)
FeCl3 +3 NH4OH ® Fe (OH)3¯+3 NH4CI .
Ход работы: В пробирку налить 5 мл 2% раствора хлорида железа II), добавить небольшими порциями 10 % раствор гидроксида аммония до выпадения осадка. Полученный осадок промыть дистиллированной водой методом декантации до полного удаления избытка электролита. К промытому осадку добавить 15 мл дистиллированной воды, перемешать и получившуюся взвесь разделить поровну по трем пробиркам.
В первую пробирку добавить 2 мл насыщенного раствора хлорида
железа (III), являющегося пептизатором, во вторую - 2 мл 0,1 М раствора
хлороводородной кислоты, которая взаимодействуя с Fe(OH)3 образует стабилизатор FeOCl, а в третью - 2 мл дистиллированной воды (контрольный опыт).
Растворы перемешать и оставить на 10 минут. По истечении времени вписать в таблицу наблюдаемые изменения.
| № | Взвесь осадка, мл | Добавленный электролит | Вид пептизации | Формула мицеллы |
| FeCl3 | ||||
| НС1 | ||||
| Н2О(контроль) |
Вывод: Напишите формулы мицелл образовавшихся золей; укажите тип пептизации, охарактеризуйте сущность метода пептизации.
Опыт 6. «Очистка золя гидрооксида железа (Ш) методом диализа»
Цель: Освоить метод диализа.
Ход работы: В коллолиевый мешок, служащий полупроницаемой мембраной, налить 3 мл свежеприготовленного золя гидроксида железа (Ш) и погрузить его в стакан с дистиллированной водой. Через 15 минут отобрать пробу воды из стакана и определить в ней наличие хлорид-ионов, добавляя несколько капель раствора азотнокислого серебра. Для контроля сравнить с пробой чистой дистиллированной воды, добавив 1-2 капли раствора АgNО3. Написать уравнение реакции.
Вывод: Объяснить сущность метода диализа.
Опыт 7.«Определение знака заряда коллоидных частиц окрашенных золей методом капиллярного анализа»
Цель:Определить знак заряда окрашенных золей.
Сущность метода: Стенки капилляров фильтровальной бумаги в воде, отщепляя ионы водорода, заряжаются отрицательно.
Положительно заряженные коллоидные частицы адсорбируются на стенках капилляров, а вода легко проходит через них. В результате на фильтровальной бумаге образуется небольшое окрашенное пятно с широкой бесцветной зоной воды.
Отрицательно заряженные коллоидные частицы золей отталкиваются от стенок капилляров и образуют на фильтровальной бумаге большое окрашенное пятно с узкой бесцветной зоной воды.
Ход работы: На фильтровальную бумагу на расстоянии 1-2 см с помощью капилляров нанести по одной капле золй гидроокисда железа (Ш), берлинской лазури и 2 % растворов краистелей эозина, метиленовой сини, флуоресцина. По характеру образующихся окрашенных пятен определить знаки их зарядов.
Вывод: Укажите знаки зарядов исследованных золей.
Опыт 8.«Определение порога коагуляции золя гидроксида железа(III)»
Цель:Изучить влияние различных электролитов на коагуляцию золя гидроксида Fe(III), рассчитать по экспериментальным данным их пороги коагуляции.
Ход работы:В две пробирки налить по 1 мл золя гидроксида железа(III), полученного реакцией гидролиза. В первую пробирку медленно по каплям и тщательно перемешивая, добавить раствор сульфата калия до помутнения золя во всем объеме. Во вторую пробирку аналогичным образом добавить раствор гексацианоферрата(II) калия до помутнения золя. Результаты эксперимента занести в таблицу.
Результаты опыта:
Концентрация С(К2SО4)=0,1 моль/л;
Концентрация С(К3[Fe(CN)6])=0,1 моль/л;
Объем 1 капли=0,05 мл.
| Электролит | Объем золя,  , мл | Число капель электролита | Объем золя,  , мл | Порог коагуляции, Сn,ммоль/л | Коагулирующая способность электролита,  , л/ммоль |
| К2SО4 | |||||
| К3[Fe(CN)6] |
Рассчитать:
· пороги коагуляции для электролитов
· коагулирующую способность электролитов:
Написать формулу мицеллы золя гидроксида железа(III).
Вывод:Указать пороги коагуляции электролитов, объяснить различие коагулирующей способности ионов-коагулянтов.
Практическое занятие №9
Тема:Рубежный контроль №1
Цели:
· выявить знания студентов по изученным разделам неорганической, физической и коллоидной химии;
· проконтролировать приобретенные навыки решения задач;
· развивать у студентов мотивацию изучения химии посредством рассмотрения биологического и медицинского значения изученных вопросов;
совершенствовать навыки самостоятельной работы с информацией.
задачи обучения:
· студент сможет показать уровень знаний по темам рубежного контроля;
· студент сможет продемонстрировать уровень понимания сущности и основных закономерностей протекающих в организме процессов с точки зрения термодинамики, кинетики, протолитической теории и пр.;
· студент сможет иллюстрировать усвоение основ электрохимии, основных понятий и поверхностных явлений и хроматографического анализа;
· студент сможет показать знания по вопросам классификации, методов получения, очистки и физико-химических свойств дисперсных систем;
· студент сможет охарактеризовать биологическую роль комплексных соединений, биогенных элементов и применение в медицине их соединений;
· студент сможет пояснить медико-биологический аспект всех перечисленных выше тем.
Основные вопросы темы:
1. Основы химической термодинамики
2. Химическая кинетика и катализ
3. Растворы. Коллинативные свойства растворов
4. Биогенные элементы и их соединения
5. Равновесия в водных растворах электролитов
6. Строение атома. Комплексные соединения
7. Протолитические равновесия. Буферные растворы
8. Окислительно-восстановительные процессы. Потенциометрия
9. Поверхностные явления. Адсорбция
10. Дисперсные системы. Коллоидные растворы
Методы обученияи преподавания:
Комбинированный:
- письменный опрос;
- собеседование.
Литература:
Основная:
1. Веренцова Л.Г., Нечепуренко Е.В. Неорганическая, физическая и коллоидная химия. [Текст]: Учеб.пос./ Алматы: Эверо, 2009.- 214 с.
Дополнительная:
1. Веренцова Л.Г., Нечепуренко Е.В. Неорганическая, физическая и коллоидная химия [Текст]:: Проверочные тесты / КазНМУ им.Асфендиярова.- Алматы: Эверо, 2009. -222 с.
2. Веренцова Л.Г., Нечепуренко Е.В. Неорганическая, физическая и коллоидная химия [Текст]:: Сборник задач и упражнений / КазНМУ им.Асфендиярова.- Алматы: Эверо, 2013.-304 с.
3. Равич-Щербо, Новиков М.И. Физическая и коллоидная химия [Текст] /.- Изд.3-е, испр. и доп.- М., 2001.- 255с.
Вспомогательная:
1. Ленский А.С. Введение в бионеорганическую и биозизическую химию [Текст] /.-М: Высшая школа, 1989,-255 с.
На английском языке:
1. Morris Hein, Scott Pattison, Susan Arena. Introduction to General, Organic, and Biochemistry [Text]: Book / 10th Edition.-USA: John Wiley&Sons, Inc, 2012.-1091 p.
КОНТРОЛЬ
Оцениваемые компетенции:
- Знание
- Коммуникативные навыки
Методы контроля:
- выполнение тестовых заданий или карт. контроль
- собеседование
Контрольные вопросы:
1. Основные понятия теории растворов. Способы выражения состава растворов: массовая доля, молярная концентрация, молярная концентрация эквивалента, мольная доля, моляльная концентрация, титр раствора.
2. Коллигативные свойства разбавленных растворов неэлектролитов и электролитов. Первый закон Рауля. Следствия из закона Рауля. Осмос. Осмотическое и онкотическое давление. Закон Вант-Гоффа. Осмолярность и осмоляльность биологических жидкостей. Роль осмоса в биологии и медицине.
3. Электролитическая диссоциация. Теория электролитической диссоциации Аррениуса. Протолитическая теория Бренстеда - Лоури. Водородный показатель рН как характеристика кислотности среды. Закон разведения Оствальда.
4. Электролиты в живом организме. рН различных жидкостей человеческого организма в норме и при патологии. Необходимость поддержания кислотно-основнго гомеостаза в организме.
5. Буферные системы. Определение, классификация, состав. Расчет рН буферных растворов (уравнение Гендерсона-Гассельбаха). Механизм буферного действия гидрокарбонатной, гемоглобиновой, белковой и фосфатной буферных систем. Буферная емкость.
6. Буферные системы крови, их биологическая роль в обеспечении нормальной жизнедеятельности организма. Сравнительная характеристика мощности буферных систем крови. Ацидоз. Алкалоз.
7. Термодинамическая система. Классификация термодинамических систем. Состояния термодинамической системы. Первый закон термодинамики.
8. Термохимия. Тепловой эффект химической реакции. Термохимические уравнения. Закон Лавуазье-Лапласа. Закон Гесса и следствия из него. Принципы расчета калорийности пищевых продуктов.
9. Второе начало термодинамики. Энтропия. Свободная энергия Гиббса как критерий самопроизвольного протекания процессов. Энтальпийный и энтропийный фактор.
10. Особенности термодинамики живых систем. Характеристика стационарного состояния термодинамической системы. Принцип энергетического сопряжения. Принцип Пригожина.
11. Скорость химической реакции. Средняя и истинная скорость. Факторы, влияющие на скорость реакции. Закон действующих масс. Правило Вант-Гоффа.
12. Молекулярность реакции и порядок реакции. Кинетические уравнения реакций различных порядков. Определение порядка реакции.
13. Ферментативный катализ. Особенности ферментативного катализа. Уравнение Михаэлиса-Ментен.
14. Состояние химического равновесия. Константа химического равновесия. Принцип Ле-Шателье. Принцип адаптивных перестроек.
15. Биогенные элементы. Классификации биогенных элементов. Особенности строения строение атомов биогенных элементов.
16. Биогенные s-, p-, d- элементы, их свойства, биологическая роль и применение соединений в медицине. Влияние экологических факторов на здоровье человека
17. Природа химической связи в комплексных соединениях. Строение, изомерия и номенклатура комплексных соединений. Устойчивость комплексных соединений. Константа нестойкости комплексного иона. Комплексные соединения живого организма.
18. Медико-биологическая роль комплексных соединений. Метало-лигандный гомеостаз в живом организме и его нарушения. Строение и свойства хелатов. Хелатотерапия.
19. Гетерогенные равновесия в растворах. Растворимость. Константа растворимости (произведение растворимости). Ионное произведение. Факторы, влияющие на образование и растворение осадка. Примеры гетерогенных равновесий в организме.
20. Электрод. Электродный потенциал. Уравнение Нернста. Классификация электродов: электроды I и II рода, электроды определения и сравнения, редокс-электроды, ионоселективные электроды.
21. Гальванический элемент. Электродвижущая сила гальванического элемента.
22. Механизм возникновения диффузионного и мембранного потенциалов. Их биологическая роль.
23. Поверхностные явления. Адсорбция на подвижной поверхности раздела фаз. Уравнение Гиббса. Поверхностно-активные вещества.
24. Адсорбция на неподвижной поверхности раздела фаз. Уравнения Лэнгмюра и Фрейндлиха. Основные закономерности адсорбции из растворов. Ионообменная адсорбция. Применение в медицине.
25. Основы хроматографического метода анализа. Применение в биологии и медицине.
26. Дисперсные системы. Классификация дисперсных систем. Методы получения коллоидных растворов. Строение мицеллы.
27. Свойства дисперсных систем: молекулярно-кинетические, электрокинетические, оптические. Электрофорез. Электроосмос. Применение в медицине.
28. Методы очистки коллоидных растворов: диализ, электродиализ, ультрафильтрации. Применение диализа в медицине.
29. Устойчивость и коагуляция коллоидных систем. Коллоидная защита. Роль в организме.
30. Грубодисперсные системы: аэрозоли, суспензии, эмульсии. Применение в медицине.
Задачи:
Все типы задач, рассмотренные на практических занятиях
Практическое занятие №10
Тема:Реакционная способность гомофункциональных производных углеводородов. Качественные реакции спиртов, фенолов, аминов, альдегидов, кетонов.
Цель:
1. Научиться применять знания о закономерностях строения, классификации и химических свойствах спиртов, тиолов, аминов и карбонильных соединений при написании схем реакций.
2. Формировать навыки демонстрации химических свойств и качественных реакций на спирты, тиолы, амины и карбонильные соединения для обнаружения их в растворах и навыки обоснования полученных результатов.
Задачи обучения:
Обучающийся будет способен:
1) Определять в молекуле реакционный центр и устанавливать их характер: кислотный, основной, электрофильный или нуклеофильный и оценивать реакционную способность органических соединений.
2) Сопоставлять реакционную способность спиртов, тиолов, аминов и карбонильных соединений в зависимости от их строения.
3) Делать выводы по результатам качественных реакций на многоатомные спирты, альдегиды, кетоны, используя знания о химических свойствах этих соединений.
4) Изображать схему реакции с гомофункциональными соединениями, предложенные преподавателем.
Основные вопросы темы:
1) Кислотность и основность органических соединений по теории Бренстеда.
2) Химические свойства спиртов и тиолов.
3) Химические свойства аминов.
4) Химические свойства альдегидов и кетонов.
Методы обучения и преподавания:
Метод - комбинированный:
1) комбинированный опрос (устный опрос, работа в малых группах, письменный опрос).
2) проверка домашнего задания.
Средства обучения: учебные таблицы, рисунки по теме, тестовые задания или билеты.
Работа в малых группах:
Студенты делятся на две - три группы, каждой группе дается задание по лабораторной работе, предложенные преподавателем.
Перед выполнением задания со студентами на устном опросе разбирается тема занятия.
Задания обсуждаются в малых группах, а затем ответ озвучивается одним из студентов. Группа, выполнившая все задания по лабораторной работе, считается лучшей. Во время обсуждения преподавать контролирует и корректирует работу студентов.
Литература:
Основная:
1. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия [Текст]: Учебник /.- Изд.5-е, стереотип. - М.: Дрофа, 2006.- с.154-171, 182-194, 221-232.
2. Под ред.проф. Н.А. Тюкавкиной. Биоорганическая химия: руководство к практическим занятиям [Текст]: Учебное пособие.- М.: ГОЭТАР-МЕДИА, 2012.-168 с.
Дополнительная:
1. Алмабекова, А.А. Сборник заданий в тестовой форме по органической химии. [Текст]: учебное пособие. / А.А. Алмабекова.- Алматы.: Эверо, 2009.- 306 с.
Вспомогательная:
1. Асанбаева, Р.Д. Учебно-методическое пособие биоорганической химии для самостоятельной работы студ-в 1 курса лечебного, педиатр., сан.-гигиенич., стоматол. фак-в [Текст]: Ч.1. / Р.Д. Асанбаева; КазНМУ им. С.Д.Асфендиярова.- Алматы, 2004.- 128с.
На английском языке:
1. Morris Hein, Scott Pattison, Susan Arena. Introduction to General, Organic, and Biochemistry [Text]: Book / 10th Edition.-USA: John Wiley&Sons, Inc, 2012.-1091 p.
Лабораторные работы:
Студенты оформляют протоколы (химизм реакции, наблюдения и основные выводы). Преподаватель контролирует работу студентов для того, чтобы научить их практическим навыкам.
Р а б о т а № 1. Растворимость спиртов и фенолов в воде.
Реактивы: спирты: этиловый, изоамиловый, глицерин; фенол.
В разные пробирки внесите 2-3 капли этилового спирта, изоамилового спирта, глицерина, 1-2 кристаллика фенола (осторожно! Руками не брать!). Затем в каждую добавьте по 5-6 капель воды и встряхните. В пробирках с этиловым спиртом и глицерином образуется прозрачный раствор, а с изоамиловым спиртом и фенолом – наблюдается помутнение вследствие образования эмульсии. Гидроксильные производные углеводородов образуют водородные связи с молекулами воды
Химизм реакции:
Вследствие этого низкомолекулярные спирты хорошо растворяются в воде. Увеличение радикала понижает их растворимость. С увеличением числа гидроксильных групп в молекуле растворимость возрастает. Сохраните пробирки с этиловым спиртом, глицерином и фенолом для проведения последующих работ.