Изучение влияния электролитов на величину набухания желатина.
Принцип метода: метод основан на влиянии природы анионов на процесс набухания биополимера.
Материальное обеспечение: сухие пробирки, стеклянная палочка, желатин, миллиметровая бумага, раствор Na2SO4, раствор NaSСN, пипетки, дистиллированная вода.
Ход работы:
1. Взять три сухих пробирки и пронумеровать их.
2. В каждую из пронумерованных пробирок поместить одинаковое количество сухого желатина (приблизительно 0,5 см по высоте пробирки).
3. С помощью полоски миллиметровой бумаги измерить толщину пласта сухого желатина до набухания в каждой из пробирок.
4. Затем в пробирку № 1 внести 5 мл дистиллированной воды, в пробирку № 2 – 5 мл раствора Na2SO4, в пробирку № 3 – 5 мл раствора NaSСN.
5. Через 1-2 минуты содержимое пробирок осторожно перемешать стеклянной палочкой и оставить на 20 минут.
6. По истечении времени измерить толщину набухшего пласта желатина и результаты занести в таблицу:
| № | Электролит | Высота слоя сухого желатина, ho мм | Высота слоя набухшего желатина h в мм | Степень набухания  |
| 1. | Дистиллированная вода | |||
| 2. | Раствор Na2SO4 | |||
| 3. | Раствор NaSСN |
7. Рассчитать степень набухания желатина в каждой пробирке.
8. Результаты занести в таблицу.
9. Сделать вывод о влиянии анионов на степень набухания желатина.
Опыт №2.
Изучение влияния электролитов на застудневание раствора желатина.
Принцип метода: метод основан на влиянии природы анионов на процесс застудневания биополимера.
Материальное обеспечение: водяная баня, сухие пробирки, пипетки, 6% раствор желатина, раствор КСI, раствор КNO3, раствор CH3COOК, раствор К2SO4, раствор КCNS, дистиллированная вода.
Ход работы:
1. Взять шесть сухих пробирок и пронумеровать их.
2. В каждую из пронумерованных пробирок поместить по 1 мл растворов электролитов, в последовательности определенной в таблице.
3. На водяной бане подогреть 6% раствор желатина до жидкого состояния.
4. В каждую из шести пробирок добавить по 1 мл подогретого 6% раствора желатина.
5. Пробирки поместить в горячую водяную баню на 10 минут.
6. По истечении времени пробирки охладить под струей холодной воды.
7. Отметить время застудневания и результаты занести в таблицу:
| № пробирки | ||||||
| Электролит | КСl | КNO3 | CH3COOК | К2SO4 | КCNS | Н2О |
| Время застудневания |
8. По полученным результатам составить лиотропный ряд анионов.
9. Сделать вывод о степени влияния электролитов на процесс застудневания.
10. Сравнить полученные данные с лиотропным рядом Гофмейстера, приведенным в учебнике.
Вопросы к итоговому занятию по медицинской химии.
1. Периодический закон Д.И. Менделеева, его современная формулировка. Структура периодической системы с точки зрения строения атома. Периодичность изменения свойств атомов: энергия ионизации, электроотрицательность, энергия сродства к электрону. Основные классы химических соединений. Классификация биогенных элементов. Качественное и количественное содержание макро- и микроэлементов в организме человека. Элементы - органогены.
2. Биогенные s- элементы. Связь между электронным строением s- и р- элементов и их биологическими функциями. Биохимическая роль и медико-биологическое значение биогенных s- элементов (водород, литий, натрий, калий, кальций, магний). Соединения s- элементов в медицине.
3. Биогенные р- элементы. Связь между электронным строением р- элементов и их биологическими функциями. Биохимическая роль и медико-биологическое значение биогенных р- элементов (углерод, азот, фосфор, кислород, сера, хлор, бром и йод). Соединения р- элементов в медицине.
4. Биогенные d- элементы. Связь между электронным строением d- элементов и их биологическими функциями. Роль d- элементов в комплексообразовании в биологических системах (железо, медь, цинк, кобальт, марганец, молибден).
5. Комплексные соединения. Классификация комплексных соединений по заряду координационной сферы. Координационная теория А.Вернера. Понятия об ионе комплексообразователе, лигандах, координационном числе. Биологические комплексы железа, кобальта, меди, цинка, их роль в процессах жизнедеятельности.
6. Основные положения теории растворов: раствор, растворитель, растворенное вещество. Классификации растворов. Факторы, определяющие растворимость. Способы выражения концентрации растворов: массовая доля, молярность, молярная концентрация эквивалентов. Растворы газообразных веществ: законы Генри, Дальтона. Растворимость газов в присутствии электролитов – закон Сеченова. Роль растворов в жизнедеятельности организма.
7. Колигативные свойства разбавленных растворов. Диффузия. Относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором (первый закон Рауля). Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов по сравнению с растворителем (второй закон Рауля). Криометрия, эбулиометрия, их применение в медико-биологических исследованиях.
8. Осмос, осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа для разбавленных растворов электролитов и неэлектролитов. Изотонический коэффициент. Поведение живой клетки в гипо-, гипер-, изотонических растворах. Роль осмоса и осмотического давления в биологических системах. Осмотическое давление крови, онкотическое давление крови.
9. Растворы электролитов. Электролиты в организме человека. Растворы слабых электролитов, теория Аррениуса. Понятия о константе диссоциации и степени диссоциации. Закон разбавления Оствальда. Теории кислот и оснований Аррениуса, Бренстеда –Лоури, Льюиса.
10. Диссоциация воды, ионное произведение воды.рН растворов. Водно-электролитный баланс в организме человека. рН биологических жидкостей.
11. Буферные растворы, классификация буферных растворов. Механизм буферного действия.рН буферных растворов. Уравнение Хендериксона-Хоссельбаха для буферных растворов кислотного и основного типов.
12. Буферные растворы. Буферная емкость. Буферные системы в организме человека, их роль в поддержании гомеостаза рН. Буферные системы крови.
13. Основные понятия термодинамики: термодинамическая система, термодинамические параметры, функции состояния. Классификация термодинамических систем. Понятия о внутренней энергии и энтальпии. Первый закон термодинамики. Классификация термодинамических процессов.
14. Тепловые эффекты химических реакций. Закон Гесса и следствия из него. Термодинамические расчеты для энергетической характеристики биохимических процессов и оценки калорийности продуктов питания.
15. Второй закон термодинамики. Понятие энтропии. Энтропия как мера неупорядоченности вселенной. Термодинамические потенциалы. Энергия Гиббса. Критерии направленности процессов. Экзэргонические и эндэргонические процессы.
16. Основные понятия химической кинетики. Скорость химической реакции, факторы ее определяющие. Константа скорости химической реакции. Понятие о порядке реакции. Кинетические уравнения реакций нулевого, первого и второго порядков.
17. Зависимость скорости химической реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа. Температурный коэффициент химических и биохимических процессов. Понятие об энергии активации.
18. Обратимые и необратимые реакции. Константа равновесия. Принцип Ле-Шателье.
19. Поверхностные явления. Поверхностное натяжение жидкостей. Поверхностно-активные и поверхностно-неактивные вещества. Правило Дюкло-Траубе. Сорбционные процессы: адсорбция, абсорбция, хемосорбция.
20. Адсорбция на поверхности раздела жидкость-газ и жидкость-жидкость. Уравнение Гиббса. Ориентация молекул в поверхностном слое. Представления о структуре биологических мембран.
21. Адсорбция на поверхности раздела твердое вещество-газ. Факторы, определяющие адсорбцию на поверхности твердого тела. Уравнение Ленгмюра. Физическая и химическая адсорбция.
22. Адсорбция на поверхности раздела твердое вещество-жидкость. Молекулярная адсорбция. Ионная адсорбция: селективная и ионообменная. Правило Паннета-Фаянса. Физико-химические основы адсорбционной терапии (гемосорбция, плазмосорбция, энтеросорбция, аппликационная терапия).
23. Дисперсные системы. Классификация дисперсных систем по степени дисперсности. Коллоидное состояние. Лиофильные и лиофобные коллоидные системы.
24. Методы получения лиофобных коллоидов: методы диспергирования и конденсации. Методы очистки золей: фильтрация, ультрафильтрация, ультрацентрифугирование. Диализ, электродиализ, компенсационный диализ. Гемодиализ, аппарат ”искусственная почка”.
25. Свойства дисперсных систем: молекулярно кинетические (броуновское движение, диффузия, колигативные свойства), оптические свойства (эффект Тиндаля) Электро-кинетические свойства коллоидных систем. Электроосмос и электрофорез. Их применение в медико-биологических исследованиях.
26. Понятие о лиофобных золях. Мицелярная теория строения лиофобных золей.
27. Устойчивость коллоидных систем. Агрегационная и седиментационная устойчивость. Коагуляция. Коагуляция под действием сильных электролитов. Порог коагуляции. Правила Шульца-Гарди. Коллоидная защита.
28. Классификация высокомолекулярных соединений. Сравнительная характеристика растворов ВМС, коллоидных и истинных растворов. Основные классы биополимеров: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды. Глобулярная и фибриллярная структура белков. Изоэлектрическое состояние. Изоэлектрическая точка белка. Электрофорез.
29. Факторы термодинамической устойчивости растворов ВМС. Методы осаждения белков. Особенности высаливания биополимеров из растворов. Коацервация и денатурация белков.
30. Физико-химические свойства растворов ВМС: набухание, студнеобразование, вязкость, осмотическое давление. Роль ВМС в процессах жизнедеятельности организма. Применение биополимеров в медицине и фармации.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Основная литература
1. Медицинская химия: учебник. Калибабчук В.А., Грищенко Л.И., Галинская В.И. и др. – К.: Медицина, 2008. – 400с.
Дополнительная литература
1. Мороз А.С., Луцевич Д.Д., Яворська Л.П. Медична хімія. – Вінниця: Нова книга, 2006. – 776с.
2. Мороз А. С., Ковальова А. Г. Фізична та колоїдна хімія. Л. «Світ», 1994. – 280с.
3. 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. – 131с.
4. Медицинская химия: учебник / под ред. В. А. Калибабчук. - К.: Медицина, 2008. - 400с.
5. Садовничая Л.П., Хухрянский В.Г., Цыганенко А.Я. Биофизическая химия.- К., «Высшая школа» - 1986.-272с.
6. Равич-Щербо М.И., Новиков В.В., Физическая и коллоидная химия.- М., - 1976.-255с.
Информационные ресурсы
1. Сайт кафедри. www.chemistry.dsmu.edu.ua
2. ХиМик. Сайт о химии. http://www.xumuk.ru/
3. Химия и токсикология. http://chemister.da.ru/
4. База данных различных понятий. http://chemister.da.ru/Database/words.php
5. Книги по химии. http://www.y10k.ru/books/subcat352.html
6. Полезная информация по химии. http://www.alhimikov.net
7. Словари и энциклопедии на Академике. http://dic.academic.ru