Краткие методические указания к работе на практическом занятии

В начале занятия осуществляется проверка уровня подготовки студентов к занятию с помощью фронтальной беседы и тестовых заданий, представленных в методических рекомендациях.

После определения уровня подготовки к занятию, студенты решают учебные задачи по теме «Химическая кинетика. Химическое равновесие. Катализ». Следующим этапом является выполнение лабораторной работы с использованием приведенной инструкции. После завершения практической части, студенты оформляют протокол, в который вносят уравнения проведенных реакций и аналитические эффекты, которые наблюдали при проведении опытов.

После завершения лабораторной работы, осуществляется анализ и коррекция знаний студентов путем рассмотрения понятий скорости химической реакции, порядка и молекулярности реакций, факторов, влияющих на скорость химической реакции, теории активных столкновений, типов катализа, а также закона действующих масс для состояния химического равновесия и принципа Ле-Шателье.

Следующим этапом является проведение тестового контроля знаний студентов по теме «Химическая кинетика. Химическое равновесие. Катализ» с применением тестов формата А.

Занятие заканчивается подведением итогов работы и оцениванием знаний студентов. Преподаватель озвучивает результаты тестового контроля и осуществляет проверку протоколов выполненной лабораторной работы.

Тепловые эффекты химических реакций. Химическая термодинамика.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

Все химические реакции сопровождаются энергетическими эффектами: выделением или поглощением тепла, света, энергии. Термодинамика изучает взаимные превращения различных видов энергии, отвечает на вопрос о возможности и направлении процессов, рассчитывает их тепловые эффекты.

Превращение энергии в биологических системах изучает биоэнергетика – раздел химической термодинамики, базирующийся на положениях, согласно которым ко всем живым системам возможно применять законы термодинамики. Живая клетка организма в целом является открытой термодинамической системой, в которую беспрерывно поступают и выводятся вещества, а также осуществляется обмен энергии с окружающей средой. Ведь процессы обмена веществ в жизнедеятельности клетки связаны с преобразованием энергии. Актуальным является также рассмотрение термодинамических основ таких физиологических явлений, как устойчивость и надежность организмов, их реакции на внешние и внутренние сигналы, адаптации организмов к изменяющимся условиям среды, к заболеваниям и к применяемым при этом лекарственным препаратам.

В последние годы методы биоэнергетики применяются при исследовании таких биохимических процессов, как тканевое дыхание, фотосинтез, гликолиз, а так же при изучении некоторых физиологических процессов на клеточном уровне. Сравнение биоэнергетики здоровых и больных клеток позволяет изучать различные патологические явления, разрабатывать диагностику и методы лечения некоторых заболеваний на ранних стадиях.

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

ОБЩАЯ ЦЕЛЬ:

Уметь трактовать химические и биохимические процессы с позиции тепловых эффектов и использовать термодинамические функции для определения направления процессов.

КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ:

УМЕТЬ:

1. Интерпретировать термодинамические процессы, энергетику химических и фазовых преобразований; термодинамические понятия: система, состояние, свойства, параметры и функции состояния.

2. Трактовать законы термодинамики (I, II законы, закон Гесса).

3. Трактовать понятия функций состояния и их изменение, как условие и

критерий протекания самопроизвольного процесса.

4. Использовать термохимические расчеты для энергетической

характеристики и направления протекания биохимических процессов.

5. Трактовать роль химической термодинамики и энергетики в фармацевтической практике и биологических системах.

СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Термодинамический процесс. Термодинамические системы, параметры и функции состояния. Энергетика химических и фазовых преобразований.

2. Внутренняя энергии. I закон термодинамики. Тепловой эффект изохорного и изобарного процессов.

3. Энтальпия. Закон Гесса и следствия из него. Термохимические уравнения.

4. II закон термодинамики. Энтропия, как мера беспорядка системы. Уравнение Больцмана.

5. Термодинамические потенциалы: энергия Гиббса, энергия Гельмгольца как критерий самопроизвольного протекания химических реакций.

6. Значение химической термодинамики для энергетической характеристики химических и биохимических процессов, а также для оценки калорийности продуктов питания.