Указания к лабораторной работе №6

Тема: Потенциометрическое измерение рН исследуемых растворов.

Приборы и реактивы: рНметр, стаканы, исследуемые растворы: NaOH, HCl, раствор аспирина, дистиллированная вода, фильтровальная бумага.

Выполнение работы:

1. Ознакомиться с описанием и правилами пользования рН-метром (по паспорту прибора).

2. Включить в сеть прибор рН-метр. Выбрать строку рН нажатием MODE.

3. Налить в стаканчик 25,00 см³ исследуемого раствора

4. Погрузить в стаканчик с исследуемым раствором индикаторный стеклянный электрод и электрод сравнения (хлорсеребряный), предварительно промытые дистиллированной водой и осушенные фильтровальной бумагой. Нажать кнопку ON.

5. Стеклянный электрод должен находиться на высоте не менее 1,5-2 см от дна стакана.

6. Мигание десятичного разряда предупреждает о неустойчивости измерения. Подождите, пока на дисплее не появятся постоянные цифры. Снять показания рН-метра и записать в таблицу.

Исследуемые растворы	рН практ.	рОН
Н2О (дист)
Н2О (водопроводная)
NaOH
HCl
Аспирин

7. Закончив измерение рН, нажать кнопку OFF и отключить прибор от электросети. Электроды промыть дистиллированной водой и поместить в стакан с 3-4 М раствором КCl.

8. Оформить отчет по работе. Сделать вывод.

9. Рабочее место сдать дежурному.

6. Литература:

Основная литература:

1. Биоорганическая химия: учебник. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. 2014г.
2. Сейтембетов Т.С. Химия : учебник - Алматы : ТОО"ЭВЕРО", 2010. - 284 с
3. Болысбекова С. М. Химия биогенных элементов : учебное пособие - Семей, 2012. - 219 с. : ил
4. Веренцова Л.Г. Неорганическая ,физическая и коллоидная химия : учебное пособие - Алматы : Эверо, 2009. - 214 с. : ил.
5. Физическая и коллоидная химия /Под ред.А.П.Беляева.- М.: ГЭОТАР МЕДиа, 2008
6. Веренцева Л.Г. Неорганическая, физическая и коллоидная химия,(проверочные тесты) 2009

Дополнительная литература:

1. Равич-Щербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия. М. 2003.
2. Слесарев В.И. Химия. Основы химии живого. С-Пб.: Химиздат, 2001
3. Ершов Ю.А. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. М.: ВШ, 2003.
4. Асанбаева Р.Д., Илиясова М.И. Теоретические основы строения и реакционной способности биологически важных органических соединений. Алматы, 2003.
5. Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии под ред. Н.А. Тюкавкиной. М., Дрофа,2003.
6. Глинка Н.Л. Общая химия. М.,2003.
7. Пономарев В.Д. Аналитическая химия ч.1,2 2003

7. Контроль:

Задачи и упражнения:

№1. Вычислить потенциал медного электрода при 18⁰С, погруженного в раствор своей соли с концентрацией 0,1 моль/л. е⁰_Сu= +0,34 В.

№2. Вычислить на сколько изменится потенциал цинкового электрода, если 1 М раствор ZnSO₄ разбавить в 10 раз. е⁰_Zn = - 0,76 В.

№3. Записать схему медно-свинцового гальванического элемента при стандартных условиях е⁰_Сu = +0,34 В. е⁰_Рb= -0,13 В.

№4. Вычислить при 25⁰С потенциал водородного электрода погруженного в дистиллированную воду.

№5. Определить ЭДС медно–цинкового гальванического элемента при 18⁰С, если концентрация ионов меди равна 0,1 моль/л, концентрация ионов цинка равна 0,001 моль/л, нормальный потенциал меди равна 0,34 B, нормальный потенциал цинка равен –0,76 В.

Тестовые задания:Электродные потенциалы. Окислительно–восстановительные потенциалы. Потенциометрия в медицинской практике.

1. Нормальный (стандартный) потенциал любого электрода равен Э.Д.С. элемента составленного из данного электрода, в растворе которого активность ионов металла равна 1 моль/л и

1. насыщенного каломельного электрода

2. нормального водородного электрода, в растворе которого а(Н⁺) =1

3. насыщенного хлорсеребряного электрода

4. любого металлического электрода, в растворе которого а(Меⁿ⁺) =1

5. хингидронного электрода

2. Потенциометрический метод определения рН основан на том, что измеряют Э.Д.С. элемента, состоящего из вспомогательного электрода с известным потенциалом, и электрода,

1. потенциал которого зависит от концентрации водородных ионов

2. потенциал которого не зависит от концентрации водородных ионов

3. потенциал которого не зависит от температуры и рН раствора

4. потенциал которого зависит от температуры, но не зависит от рН раствора

5. выполненного из активного металла, например натрия

3. Укажите, какой заряд может быть на металлической пластине, погруженной в раствор своей соли

1. только отрицательный

2. только положительный

3. только равным нулю

4. положительным, отрицательным и равным нулю

5. заряд на пластине при погружении её в раствор соли не возникает

4. От концентрации водородных ионов в растворе не зависит потенциал

1. хингидронного электрода

2. водородного электрода

3. стеклянного электрода

4. каломельного электрода

5. правильного ответа нет

5. Укажите электрод, потенциал которого зависит от рН среды электрода

1. каломельного

2. цинкового

3. хлорсеребряного

4. медного

5. стеклянного

6. Деполяризацией электродов называется процесс

1. возникновения потенциала на электроде

2. устранения поляризации электрода

3. возникновения потенциала за счет изменения химической природы электрода

4. изменения потенциала, вызванный изменением концентрации ионов в растворе

5. изменения потенциала за счет изменения химической природы среды

7. В методе потенциометрического титрования для определения концентрации кислот и щелочей производят измерение

1. электропроводности раствора

2. сопротивления раствора

3. эквивалентной электропроводности раствора

4. электродвижущей силы гальванического элемента, состоящего из электрода сравнения и электрода определения

5. удельной электропроводности раствора

8. Укажите неправильное суждение о водородном электроде. Водородный электрод

1. - это стеклянный сосуд, в который впаяна платиновая пластина

2. имеет платиновую пластинку, покрытую мелкодисперсной или губчатой

платиной и опущенную в раствор серной кислоты с N = 1 моль/л

3. - это сосуд, заполненный раствором серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента равной 1 моль/л

4. при стандартных условиях имеет электродный потенциал равный нулю

5. можно использовать только в паре с каломельным электродом

9. Уравнение это

1. уравнение для определения электродвижущей силы гальванического элемента

2. математическая запись правила Вант-Гоффа

3. уравнение Нернста для определения потенциала окислительно-восстановительного электрода

4. формула для расчета массы эквивалента окислителя и восстановителя

5. формула для расчета степени окисления элементов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций

10. При контакте двух растворов, которые отличаются концентрацией или природой растворенного вещества,

1. образуется буферный раствор

2. возникает осмотическое давление

3. возникает диффузионный потенциал

4. образуется комплексное соединение

5. происходит взаимная коагуляция

11. При погружении металла в чистую воду, на металле возникает заряд

1. отрицательный

2. положительный

3. равный нулю

4. в зависимости от активности металла: положительный, отрицательный или равный нулю

5. заряд на металле, погруженном в воду не возникает

12. Скачок потенциала на границе между различными по составу или по концентрации растворами называется

1. стандартным потенциалом

2. водородным электродом

3. диффузным потенциалом

4. мембранным потенциалом

5. электродвижущей силой гальванического элемента

13. Методы потенциометрического титрования по реакциям нейтрализации, осаждения, окисления-восстановления и комплексообразования основаны

1. на плавном изменении потенциала вблизи эквивалент­ной точки

2. на резком изменении потенциала вблизи эквивалент­ной точки

3. на прямой зависимости потенциала от активности потенциалобразующего иона

4. на полной независимости потенциала от активности потенциалобразующего иона.

5. на изменении окраски титранта вблизи эквивалент­ной точки

14. Укажите, в каких случаях в уравнениях для расчета величины электродного потенциала можно вместо активности использовать величину концентрации

1. в любом случае

2. в сильно концентрированных растворах

3. в разбавленных растворах

4. нельзя никогда при вычислениях пользоваться концентрацией вместо активности

5. при стандартных условиях

15.Дифференциальные кривые потенциометрического титрования строятся

1.в том случае, когда проводится титрование по реак­циям нейтрализации, где в эквивалентной точке ска­чок потенциала практически мало различим

2.в любом случае потенциометрического титрования для более точного определения точки эквивалентности

3.только при проведении титрования по реакциям комплексообразования

4.при титровании по реакциям окисления-восстановления

5.только при проведении титрования по методу осаждения

16.Укажите, как изменяется потенциал металлического электрода, погруженного в раствор своей соли, если концентрацию соли увеличить

1.не изменяется

2. уменьшается

3. увеличивается

4. сначала уменьшается, а затем увеличивается

5. принимает значение равное нулю и далее не изменяется

17.Металл, погруженный в раствор электролита, например, в раствор своей соли, представляет собой токопроводящую систему, которую в электрохимии называют

1.индикатором

2. электродом

3. электролитической ячейкой

4. адсорбентом

5. катарометром

18. При погружении в раствор своей соли отдавать катионы в раствор и заряжаться отрицательно способны

1. все металлы независимо от их активности

2. только металлы, стоящие в ряду напряжений после водорода

3. только химически активные металлы 4. водород и пассивные металлы

5. металлы способны заряжаться только положительно

19. Укажите, в каких реакциях водородный электрод служит индикаторным электродом

1. в реакциях окисления-восстановления

2. в реакциях нейтрализации

3. в реакциях осаждения

4. в реакциях комплексообразования

5. во всех перечисленных типах реакций

20. Укажите электрод, потенциал которого не зависит от рН среды

1. хингидронный

2. водородный

3.каломельный

4.стеклянный

5.нет правильного ответа

21. Укажите процесс, который протекает на аноде в элементе Даниэля-Якоби

(-)Zn|ZnSO₄||Cu SO₄|Cu(+), где е⁰ (Zn⁰ /Zn²⁺) = -0,76 В, е⁰ (Cu⁰ /Cu²⁺= +0,34 В,

1. Zn²⁺ + 2 → Zn⁰
2. 2. Cu²⁺ + 2 → Cu⁰
3. 3. Zn⁰ - 2 → Zn²⁺

4. Cu⁰ - 2 → Cu²⁺

5. Zn⁰ + → Zn^-

22.Укажите, в каких случаях в уравнениях для расчета величины электродного потенциала можно вместо активности использовать величину концентрации

1. в любом случае

2. в сильно концентрированных растворах

3. в разбавленных растворах

4. нельзя никогда пользоваться концентрацией вместо активности

5. при стандартных условиях

23. Укажите процесс, который протекает на катоде в элементе Даниэля-Якоби

(-)Zn|ZnSO₄||Cu SO₄|Cu(+), где е⁰ (Zn⁰ /Zn²⁺) = -0,76 В, е⁰ (Cu⁰ /Cu²⁺= +0,34 В,

1. Zn²⁺ + 2 → Zn⁰
2. Cu²⁺ + 2 → Cu⁰
3. Zn⁰ - 2 → Zn²⁺

4. Cu⁰ - 2 → Cu²⁺

5. Zn⁰ + → Zn^-

24. У малоактивных металлов (ртуть, серебро, золото) при погружении в раствор их солей идет осаждение катионов соли из раствора на металл, в результате заряжается

1. металл – положительно, раствор – отрицательно

2. металл - отрицательно, раствор – положительно

3. металл – положительно, раствор – положительно

4. металл - отрицательно, раствор - отрицательно

5. и металл, и раствор приобретают заряд равный нулю

25. Потенциал каломельного электрода, обратимого относительно аниона, определяют по уравнению:

1.

2.

3.

4.

5.

26. Электродные потенциалы железа и меди соответственно равны -0,44 В и +0,34 В. Электродвижущая сила гальванического элемента из этих электродов равна:

1. -0,78 B

2. +0,10 В

3. +0,78 В

4. -0,10 В

5. +1,29 В

27. Стандартные электродные потенциалы магния и меди соответственно равны -2,36 В и +0,34 В. Электродвижущая сила медно-магниевого гальванического элемента при данных условиях равна:

1. -2,02 В

2. +2,70 В

3. +2,02 В

4. -2,70 В

5. нет правильного ответа

28. ЭДС элемента, составленного из насыщенного каломельного электрода и водородного: заполненного исследуемым раствором, при 18⁰С равна 0,2528В. Потенциал насыщенного каломельного электрода равен 0,2483В. рН исследуемого раствора равен:

1. 1,0766

2. 0,0776

3. 2,0776

4. 1,1776

5. 2,1776

29. ЭДС гальванического элемента составленного из водородного и насыщенного каломельного электродов, при 25⁰ С равна 0,760 В. Потенциал насыщенного каломельного электрода при 25⁰С равен 0,2438 В. Водородный показатель раствора равен:

1.8,744

2. 9,744

3. 7,744

4. 0,760

5. 0,2438

30. Электродвижущая сила гальванического элемента составленного из цинкового и ртутного электродов равна 1,62 В. Стандартный электродный потенциалы ртути равен:

1. -0,86 В

2. +0,76 В

3. -1,62 В

4. +0,86 В

5. +1,62 В

1. Тема №7:Поверхностные явления на границе раздела фаз. Хроматография, применение медицинской практике.

2. Цель: Изучить теоретические основы поверхностных явлений и установить их значение в биологии и медицине. Познакомиться с методами хроматографии и их применением в медицинской практике.

3. Задачи обучения:Научить проводить хроматографическое разделение смеси веществ методом колоночной и бумажной хроматографии.

4. Основные вопросы темы:

1.Свободная поверхностная энергия. Поверхностное натяжение. Факторы влияющие на величину поверхностного натяжения.

2. Сорбция и ее виды.

3. Поверхностно-активные вещества. Правило Траубе-Дюкло.

4. Поверхностно-инактивные вещества.

5. Уравнение Гиббса. Изотерма поверхностного натяжения Гиббса.

6. Ориентация молекул в поверхностном слое. Частокол Ленгмюра.

7. Уравнение Ленгмюра. Изотерма адсорбции Ленгмюра.

8. Адсорбция на твердых адсорбентах. Избирательная ионная адсорбция

(правило Панета-Фаянса-Гана)

9. Хроматографический анализ, его сущность. Классификация методов хроматографии.

10.Биологическая роль поверхностных явлений, их значение в биологии и медицине.

5. Методы обучения и преподавания:

Определение входного уровня знаний, беседа по теме занятия, работа в парах - выполнение лабораторной работы, оформление отчета. Итоговый контроль знаний – защита отчета по лабораторной работе.

Указания к лабораторной работе №7:

Тема:Поверхностные явления на границе раздела фаз. Хроматография.

Опыт 1. Обнаружение желчных кислот в моче.

1. Налить в две пробирки по 5 мл мочи (1- патологическая моча; 2- нормальная моча) и осторожно насыпать в них «серный цвет».

2. Наблюдать в течение нескольких минут, что произойдет с «серным цветом»; останется ли он на поверхности жидкости или упадет на дно пробирки.

3. Из наблюдаемого сделать вывод о присутствии желчных кислот в моче. Объяснить наблюдаемое явление.

Опыт 2. Адсорбционные свойства угля (демонстрационный)

Налить в две пробирки по 5 мл 0,5% раствора красителя метиленового голубого. Внести в одну из пробирок навеску активированного угля (0,3 г). Пробирку закрыть пробкой и несколько раз энергично встряхнуть. Затем содержимое пробирки отфильтровать через фильтр. Сравнить цвет фильтрата и исходного раствора. Объяснить, почему фильтрат стал бесцветным.

Опыт 3. Адсорбционная хроматография на колонках.

Взять хроматографическую колонку (стеклянная трубка), заполненную на 2/3 адсорбентом. В колонку внести 1 мл смеси, содержащей ионы соли железа (III) и соли меди (II). Происходит свободная фильтрация раствора. Наблюдайте образование окрашенных зон в колонке. Укажите, какой из ионов обладает большей адсорбционной способностью. Хроматограмму зарисовать.

Сделайте вывод из наблюдений.

Опыт 4.Разделение катионов методом бумажной хроматографии.

Налить в один стакан исследуемый раствор, содержащий смесь ионов Fе³⁺ и Сu²⁺, в другой - дистиллированной воды высотой 1 см, в широкую пробирку или стакан налить раствор К₄[Fe(CN)₆]. Нанести на полоску хроматографической бумаги длинной 12-15 см и шириной 1 см три метки: первую метку на расстоянии 1 см от края полоски, вторую - на 1 см от первой, и третью - на 5 см от второй.

Опустить полоску фильтровальной бумаги до первой метки в стакан с исследуемым раствором и держать в вертикальном положении, не касаясь стенок сосуда до тех пор, пока жидкость не поднимется до второй метки. Затем полоску перенести в стакан с водой, погрузить её в воду до первой метки и держать так до тех пор, пока жидкость не поднимется до третьей метки или еще выше.

После этого полоску фильтровальной бумаги вынуть из воды и погрузить в стакан с раствором К₄[Fe(CN)₆]. Наблюдать появление цветных зон на бумаге и сделать вывод о причине расположения ионов Fе³⁺ и Сu²⁺ на хроматограмме. Записать уравнения реакций между определяемыми ионами и раствором К₄[Fe(CN)₆].

Сделать вывод об адсорбционной способности ионов Сu²⁺ и Fе³⁺. Хроматограмму зарисовать.

6. Литература:

Основная литература:

1. Биоорганическая химия: учебник. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. 2014г.
2. Сейтембетов Т.С. Химия : учебник - Алматы : ТОО"ЭВЕРО", 2010. - 284 с
3. Болысбекова С. М. Химия биогенных элементов : учебное пособие - Семей, 2012. - 219 с. : ил
4. Веренцова Л.Г. Неорганическая ,физическая и коллоидная химия : учебное пособие - Алматы : Эверо, 2009. - 214 с. : ил.
5. Физическая и коллоидная химия /Под ред.А.П.Беляева.- М.: ГЭОТАР МЕДиа, 2008
6. Веренцева Л.Г. Неорганическая, физическая и коллоидная химия,(проверочные тесты) 2009

Дополнительная литература:

1. Равич-Щербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия. М. 2003.
2. Слесарев В.И. Химия. Основы химии живого. С-Пб.: Химиздат, 2001
3. Ершов Ю.А. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. М.: ВШ, 2003.
4. Асанбаева Р.Д., Илиясова М.И. Теоретические основы строения и реакционной способности биологически важных органических соединений. Алматы, 2003.
5. Руководство к лабораторным занятиям по биоорганической химии под ред. Н.А. Тюкавкиной. М., Дрофа,2003.
6. Глинка Н.Л. Общая химия. М.,2003.
7. Пономарев В.Д. Аналитическая химия ч.1,2 2003

7. Контроль:

№1. Среди перечисленных веществ, укажите поверхностно-активные вещества: хлорид натрия, масляная кислота, пентанол–1, глюкоза, холестерин, стеарат натрия.

№2. Расположите в порядке увеличения адсорбционной способности в поверхностном слое следующие нормальные спирты: гексанол, этанол, метанол, октанол, додеканол–1 (С₁₂Н₂₅ОН или лауриновый спирт).

№3. Расположите в порядке увеличения адсорбционный способности на каолине ионы: Nа⁺ , Сr³⁺, Ni²⁺.

№4. Укажите среди перечисленных веществ дифильные молекулы: уксусная кислота, олеат натрия, хлорид кальция, стеариновая кислота, глюкоза.

№5. Пользуясь правилом Траубе–Дюкло, вычислить во сколько раз поверхностная активность масляной кислоты С₃Н₇СООН больше поверхностной активности уксусной кислоты СН₃СООН. (Ответ 10 раз.)