1. Получение эмульсий с различными эмульгаторами.

Ход работы: взять три пробирки. В первую пробирку пипеткой внести 5 мл воды, во вторую - 5 мл 0,05 М раствора олеата калия, в третью пробирку - 5 мл 0,3 М раствора трехзамещенного фосфата натрия (тринатрийфосфата). Добавить в каждую пробирку по 0,5 мл масла и взболтать смесь. Наблюдать образование эмульсий и определить относительную скорость их разрушения.

Порядок оформления работы: Дать объяснение различной устойчивости полученных эмульсий.

2. Установление типа эмульсии методами смачивания бумаги и растворимости красителей.

Ход работы: для лучшего отличия одну из фаз эмульсии окрашивают. Для этого в нее вносят вещество, избирательно растворяющееся либо в воде, либо в масле. В пробирку с устойчивой эмульсией, полученной в предыдущем опыте внести стеклянной палочкой 2-3 крупинки судана I. Этот краситель растворяется только в масле, окрашивая его в красный цвет. Несколько раз встряхнуть пробирку с эмульсией для ускорения растворения судана I. Затем для установления типа эмульсии выполнить два опыта.

В первом опыте каплю окрашенной эмульсии нанести стеклянной палочкой на полоску фильтровальной бумаги. Капля эмульсии типа М/В

сразу всасывается бумагой. На бумаге появляется жирное окрашенное пятно. Капля эмульсии типа В/М не всасывается бумагой.

Во втором опыте каплю эмульсии поместить на предметное стекло и рассмотреть в микроскопе при небольшом увеличении (7x10).

128

Порядок оформления работы: Зарисовать картину, наблюдаемую в микроскопе. По всасыванию эмульсии в бумагу и по окраске фаз установить тип эмульсии. Дать объяснение полученным результатам.

3. Обращение эмульсии типа "масло/вода" в эмульсию типа "вода / масло".

Ход работы: в 0,5 мл масла растворить 2-3 крупинки судана I. Добавить в пробирку 5 мл 0,05 М раствора олеата калия и тщательно перемешать смесь. Полученную эмульсию разлить поровну в две пробирки.

В одну из пробирок добавить 0,5 мл 2% раствора СаС1₂ и перемешать смесь. После небольшого отстаивания пипеткой осторожно собрать избыток воды (нижний неокрашенный слой) так, чтобы в пробирке остался окрашенный слой масла. Добавить в эту пробирку дополнительно 2 мл масла и перемешать смесь.

Капли обеих эмульсий рассмотреть под микроскопом (увеличение 7x10), как описано в предыдущей работе.

Порядок оформления работы: Определить тип эмульсий по окрашиванию фаз. Зарисовать микроскопическую картину эмульсии типа М/В и эмульсии типа В/М. Записать результаты и объяснить механизм обращения фаз эмульсии типа М/В, стабилизированной олеатом калия, под действием хлористого кальция.

4. Получение и разрушение пены

Ход работы: в две пробирки налить по 1 мл 0,05 М раствора олеата калия и разбавить его водой примерно в 5 раз. Встряхивая пробирки, взбить мыльную пену. Одну из пробирок оставить для сравнения. В другую пробирку по стенке добавить 23 капли октилового спирта. Наблюдать разрушение пены у стенки пробирки, где стекали капли

октилового спирта. Объяснить механизм понижения прочности пены под действием поверхностно-активного вещества (октилового спирта).

Порядок оформления работы: записать ход работы, результаты и их объяснение, сделать выводы.

129

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Задача 1. Эмульсия образована смешиванием 25 мл воды и 75 мл анилина в присутствии порошка мела. Является ли полученная эмульсия концентрированной?

Решение: Полученная эмульсия относится к типу М/В, поскольку порошок мела является гидрофильным эмульгатором. Объемная доля дисперсной фазы (анилина) в полученной эмульсии равна:

φ = V_{анилина}/(V_{анилина} + V_воды) = 75/(75 + 25) = 0,75 (75%)

Ответ: полученная эмульсия относится к высококонцентрированной, так как объемная доля дисперсной фазы больше 74%.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1. Какие системы назвали микрогетерогенными и как их классифицируют? Каковы отличительные признаки микрогетерогенных систем сравнительно с другими дисперсными системами?

2. Что такое аэрозоли? Каковы особенности их физических свойств? Какое значение имеют аэрозоли в технике, в быту, в развитии и при лечении заболеваний?

3. Что такое порошки, каковы их отличительные особенности как дис­персных систем? Чем объясняется слеживаемость и распыляемость порошков? Что обусловливает преобладание какого-то одного из этих свойств?

4. Что такое суспензии, каковы особенности их как дисперсных систем? Какое состояние суспензии называют пастами, и чем оно обусловлено? Как проявляются синерезис, тиксотропия и

дилатансия в суспензиях? Каковы их причины и механизм? Какое практическое и медицинское значение имеют суспензии?

5. Что такое эмульсии, каковы необходимые условия их существования? Какими способами образуются эмульсии?

6. Как классифицируют эмульсии? Как можно определить тип эмульсии?

130

7. После добавления к эмульсии водорастворимого соединения  метиленового голубого при рассматривании ее под микроскопом на голубом фоне видны бесцветные кружки разной величины. Установить тип эмульсии. Обосновать ответ.

8. Как изменяются свойства эмульсий в зависимости от их концентрации?

9. Какие факторы обеспечивают устойчивость эмульсий? Что такое эмульгаторы? Какие вещества, и в каких случаях могут быть эмульгаторами?

10. Что такое обращение фаз эмульсий, какие причины его вызывают и как используется это явление?

11. Каково распространение эмульсий в природе и значение их в технике и в быту? Какие вещества в организме проявляют свойства эмульгаторов? Какое значение в жизнедеятельности имеет образование ими эмульсий? Для чего используют эмульсии в клинической практике?

12. Что такое пены, какие виды их существуют, как они образуются, каков механизм их устойчивости? Каково значение пен в технике, в быту и в медицине?

13. Какие системы называют гелями и как их классифицируют? Какие факторы и почему способствуют образованию гелей? Как протекают химические реакции в гелях и студнях?

Образец билета тестированного контроля по теме “Микрогетерогенные системы“

1. Как называется связанодисперсная микрогетерогенная система, состоящая из твердых частиц и воды?

а) аэрозоль б) пена в) эмульсия г) паста

2. Каким свойством отличаются аэрозоли от других микрогетерогенных систем?

а) наличием у частиц заряда

б) высокой степенью устойчивости

в) наличием броуновского движения у частиц

г) рассеиванием световых лучей

131

3. Что такое синерезис?

а) способность геля или пасты разжижаться при механическом воздействии и восстанавливаться вновь после прекращения воздействия

б) самопроизвольное уменьшение объема и уплотнение геля или пасты с выделением растворителя в виде отдельной фазы

в) увеличение вязкости и упругости суспензии при механическом воздействии

г) потеря текучести коллоидного раствора или суспензии

4. Какие вещества называются эмульгаторами?

а) вещества, которые используются для приготовления растворов высокомолекулярных веществ;

б) вещества, которые используются для приготовления устойчивых эмульсий;

в) вещества, которые используются для разрушения эмульсий;

г) вещества, которые используются для осаждения полимеров из раствора.

5. Как получить эмульсию вода/масло?

а) перемешать масло с избытком воды

б) перемешать воду с избытком масла

в) перемешать воду и масло в присутствии гидрофильного эмульгатора

г) перемешать воду и масло в присутствии гидрофобного эмульгатора

Ответы на задания образца билета ТК:

Номер вопроса	1	2	3	4	5
Код ответа	г	в	б	б	г

Оценка задания. Число правильных ответов:

1, 2. 6 баллов (неудовлетворительно)

3. 7 баллов (удовлетворительно)

4. 8 баллов (хорошо)

5. 9 баллов (отлично)

132

Разделы химии,

необходимые для усвоения и сдачи контрольной работы (Модуль 1):

1. Способы выражения концентрации растворов;

2. Растворы сильных и слабых электролитов;

3. Автопротолиз воды. Ионное произведение. Водородный и гидроксильный показатели. Гидролиз солей;

4. Буферные растворы;

5. Коллигативные свойства растворов;

6. Окислительно-восстановительные реакции;

7. Электродные процессы;

8. Поверхностные явления;

9. Лиофобные коллоидные системы;

10. Системы с самопроизвольным мицеллообразованием;

11. Высокомолекулярные соединения;

12. Микрогетерогенные системы.

Для полготовки к 1 модулю необходимо использовать вопросы соответствующего раздела учебно-методического пособия.

Пример билета из модуля 1

Вариант 1

Тестовые задания

1. Массовая доля растворенного вещества представляет собой:

а) отношение количества вещества компонента раствора к общему количеству всех компонентов

б) отношение массы растворенного вещества к массе раствора

в) отношение объема компонента раствора к общему объему раствора

г) отношение количества вещества компонента раствора к объему раствора

2. Какова молярная концентрация раствора, содержащего 21,6 г FeBr₂ в 2 л раствора:

а) 0,02 моль/л б) 0,05 моль/л в) 0,1 моль/л г) 0,2 моль/л

3. Какое вещество называют сильным электролитом?

а) вещество хорошо растворимое в воде

133

б) соединение, которое в растворе присутствует лишь в виде молекул

в) вещество, которое в растворе полностью распадается на ионы

г) вещество, которое в растворе распадается на ионы лишь частично

4. Какая из буферных систем организма имеет наибольшее значение в поддержании кислотно-основного равновесия?

а) бикарбонатная б) фосфатная в) белковая г) гемоглобиновая

5. Как протекает гидролиз соли FeC1₃?

а) по аниону б) по катиону в) по катиону и аниону г) не происходит

6. рН раствора будет иметь наименьшее значение для раствора

а) NаС1 б) Н₂О в) NH₄C1 г) СН₃СООNа

7. Какой процесс называют диффузией?

а) самопроизвольный процесс выравнивания концентрации раствора вследствие теплового движения молекул растворенного вещества

б) самопроизвольный процесс выравнивания концентрации раствора вследствие теплового движения молекул растворенного вещества и растворителя

в) самопроизвольный процесс переноса молекул растворителя через полупроницаемую мембрану в сторону большей концентрации растворенного вещества

г) самопроизвольный процесс выравнивания концентрации раствора вследствие теплового движения молекул растворителя

8. В каком случае наблюдается гемолиз?

а) в гипертоническом растворе б) в гипотоническом растворе

в) в изотоническом растворе г) в физиологическом растворе

9. Какие вещества называют окислителями?

а) вещества, которые отдают электроны

б) вещества, которые принимают электроны

в) вещества, которые способны как отдавать, так принимать электроны

г) любые вещества, которые меняют степень окисления

10. Определите фактор эквивалентности восстановителя в окислительно-восстановительном процессе, схема которого

Сr₂O₇^2 + I^ → Cr³⁺ + I₂:

а) 1/2 б) 1/4 в) 1/6 г) 1/8

134

11. В каком случае возникает электрический ток?

а) при погружении металла в раствор собственной соли

б) при контакте двух металлов

в) при соприкосновении растворов разных концентраций

г) при замыкании внешней и внутренней цепей переноса зарядов между различными металлами, погруженными в растворы собственных солей

12. Какой из металлов будет иметь наименьшую химическую активность?

а) А1 (Е⁰= 1,66 в) б) Сu (E⁰=+0,34 в)

в) Zn (E⁰= 0,76 в) г) Au (E⁰=+1,77 в)

13.Какой из электродов является ионоселективным в потенциометрическом методе определения рН растворов?

а) хлорсеребряный б) каломельный

в) нормальный водородный г) стеклянный

14. Что такое десорбция?

а) это притяжение, возникающее между твердыми телами и жидкостями при их соприкосновении

б) это самопроизвольное изменение концентрации вещества на границе раздела фаз

в) удаление с поверхности ранее связанного с нею вещества

г) смена граничащей с адсорбентом фазы

15. Поверхностное натяжение можно уменьшить за счет:

а) уменьшения сил сцепления между молекулами растворителя в объеме раствора

б) увеличения втяжения поверхностных молекул данной фазы внутрь

в) накопления на поверхности молекул вещества из прилегающей фазы

г) увеличения площади поверхности контактирующих фаз

16. Какую адсорбцию называют отрицательной?

а) когда вещество накапливается на поверхности раздела фаз

б) когда вещество накапливается внутри фазы

в) когда вещество удаляется с поверхности раздела фаз

г) в случае отсутствия процесса адсорбции

135

17. Во сколько раз изменится поверхностная активность, если вместо раствора валериановой кислоты (СН₃СН₂СН₂СН₂СООН) взять раствор пропионовой кислоты (СН₃СН₂СООН) той же концентрации?

а) увеличится в 6 раз б) уменьшится в 3 раза

в) увеличится в 3 раза г) уменьшится в 9 раз

18. Какие системы называются дисперсными?

а) растворы низкомолекулярных веществ б) однородные смеси

в) неоднородные смеси веществ г) любые растворы

19. Коллоидную систему можно получить:

а) с помощью диализа б) методом ультрацентрифугирования

в) путем химической конденсации г) с помощью нефелометрии

20. Ультрафильтрация это метод:

а) осаждения коллоидных частиц из раствора

б) очищения коллоидных растворов путем диффузии низкомолекулярных примесей через полупроницаемую мембрану

в) очищения коллоидных растворов от низкомолекулярных примесей путем фильтрации через вещества с отверстиями молекулярного размера

г) очищения коллоидных растворов от низкомолекулярных примесей с помощью электрофореза

21. Лучи, какого цвета в меньшей степени рассеиваются в коллоидных системах?

а) синие   380 – 500 нм) б) зеленые   510 – 550 нм)

в) желтые   560 – 580 нм) г) красные   620 – 760 нм)

22. Строение мицеллы хлорида серебра, полученного при взаимодействии нитрата серебра и избытка хлорида калия выражается формулой:

а) {mAgCl^.nAg^+.(nx)NO₃^}^xxNO₃^ б) {mAgCl^.nК^+.(nx)С1^}^xxС1^

в) {mAgCl^.nCl^.(nx)К⁺}^xxК⁺ г) {mAgCl^.nAg^+.(nx)Cl^}^xxNO₃^

23. Строение мицеллы выражается формулой {mAu^.nAuO₂^.(n-x)K⁺}^.xK⁺. Какой из электролитов обладает наибольшей коагулирующей способностью?

а) NaNO₃ б) MgSO₄ в) KС1 г) K₄[Fe(CN)₆]

24. Какой процесс называют солюбилизацией?

136

а) выделение молекул полимера из раствора в отдельную фазу в виде капелек, вследствие частичного слияния их сольватных оболочек под действием ионов солей;

б) обратимое осаждение полимера из раствора вследствие разрушения сольватных оболочек его молекул ионами солей;

в) необратимое осаждение полимера из раствора вследствие химического связывания его с ионами соли в нерастворимое соединение;

г) растворение нерастворимых в данном растворителе веществ под действием добавляемых в раствор коллоидных поверхностно-активных веществ.

25. Методом капиллярного поднятия определяют:

а) скорость седиментации

б) знак заряда гранулы коллоидной частицы

в) вязкость коллоидных растворов

г) осмотическое давление коллоидных растворов

творческие задания

1. Разберите ионно-электронным методом приведенную схему:

Мn²⁺ + C1O₃^  MnO₄^2 + C1^

Назовите окислитель и восстановитель. В какой среде протекает реакция? Чему равна молярная масса эквивалента окислителя?

2. Осмос, осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа. Какое значение имеет осмоса в процессе жизнедеятельности?

3. Какой потенциал называют электродным, как он возникает? Записать уравнение электродного потенциала Нернста, пояснить все значения.

4. Что такое молекулярное давление и свободная поверхностная энергия? Почему возникает молекулярное давление поверхности, от чего зависит его величина?

5. Чем обусловлено броуновское движение частиц в коллоидных системах, от чего зависит его интенсивность и почему?

Оценка модуля

Общая сумма баллов по билету составляет 100 баллов: на тестовую часть приходится 50 баллов – по 2 балла за каждый вопрос; на

137

творческие вопросы 50 баллов – по 10 баллов за каждый вопрос. 7079 баллов соответствует удовлетворительной оценке; 8089 – хорошей; 90100 – отличной.

Вариант 2

1. Автопротолиз воды. Константа автопротолиза. Ионное произведение воды и его физический смысл (5 баллов). Водородный и гидроксильный показатели (5 баллов). При одинаковой молярной концентрации растворы каких электролитов будут иметь меньшее значение рН: а) НС1 или СН₃СООН; б) Н₂SO₄ и КОН; в) NаС1 или СН₃СООNa (10 баллов).

2. Кислотно-основновное равновесие и буферные системы в организме человека (10 баллов)? Какие нарушения кислотно-основного равновесия наблюдаются в организме? Приведите примеры (5 баллов). Вычислите рН раствора, в 500 мл которого содержится 1 г НСООН и 1 г НСООК. К_d = 1,8 10^-4 М (5 баллов).

3. Коллигативные свойства растворов неэлектролитов. Давление насыщенного пара растворителя над разбавленным раствором

неэлектролита (5 баллов). Закон Рауля и его следствия (5 баллов). Какой из растворов будет замерзать при более низкой температуре: 10%-ный водный раствор глюкозы С₆Н₁₂О₆ или 10%-ный водный раствор сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁ (К(Н₂О) = 1,86)? Ответ подтвердите расчетами (10 баллов).

4. Что такое адсорбция, абсорбция, адсорбент, адсорбтив? Какие основные виды адсорбции и адсорбентов различают (5 баллов)? Какие силы могут действовать между молекулами или ионами адсорбента и адсорбтива (10 баллов)? Будет ли происходить адсорбция ионов на частицах сернокислого бария (ВаSО₄) в растворе хлористого натрия? Ответ обосновать (5 баллов).

5. Почему ионы электролитов вызывают коагуляцию коллоидных частиц? Рассмотреть теории коагулирующего действия электролитов

(10 баллов)?

6. Чтобы вызвать коагуляцию к золю Fe(OH)₃, стабилизированному FeOС1 (хлорокисью железа), добавляли электролиты: NaC1, Na₂CO₃, Na₃C₆H₅O₇ (лимоннокислый натрий). Указать какой заряд имеют частицы данного золя, и какой из

138

электролитов будет иметь наименьший порог коагуляции? Ответ обосновать (10 баллов).

Оценка билета

Общая сумма баллов по билету составляет 100 баллов: творческие вопросы оцениваются по 20 баллов за каждый вопрос. Модуль считается сданным при сумме баллов более 70:

70 79 баллов  удовлетворительно;

80 – 89 баллов  хорошо;

90 – 100 баллов  отлично.

ЛИТЕРАТУРА

Основная:

1. Попков В.А., Пузаков С.А. Общая химия. Учебник для студентов, обучающихся по специальностям: лечебное дело, педиатрия, медико-профилактическое дело и стоматология. - М.: Изд-во ГЭОТАР-Медиа, 2007. -976 с.

2. Ершов Ю.А., Попков В.А., Берлянд А.С. и др. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. -М.: Высшая школа, 2007.-560 с.

Дополнительная:

1. Барковский Е.В., Ткачев С.В., Пансевич Л.И., Латушко Т.В., Балбас О.П. Основы биофизической и коллоидной химии. - Минск: Высшая школа, 2009.-413 с.

2. Мушкамбаров Н.Н. Физическая и коллоидная химия: Учебник для студентов медицинских вузов. М.: Геотар-Мед, 2001.-З84 с.

Учебно-методическая литература:

1. Руководство к лабораторно-практическим занятиям по общей химии. Ч.1* Под ред. Никитиной Л.Е., Казань 2005

2. Руководство к лабораторно-практическим занятиям по общей химии. Ч.2*Под ред. Никитиной Л.Е., Казань 2006

3. Тимербаев В.Н. Основы биофизической химии. Избранные лекции: Учебное пособие для медицинских ВУЗов - Казань: Издат. КГМУ.-2005.-114 с.

Сайт в Интернете - http:/www. kazmedchem/ru