method

3. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ: Основная литература:

1.Мороз А.С., Луцевич Д.Д., Яворська Л.П. Медична хімія. – Вінниця:

Нова книга, 2006. – С. 562-593.

2.Медицинская химия: учебник. Калибабчук В.А., Грищенко Л.И., Галинская В.И. и др. – К.: Медицина, 2008. – С. 217-242.

Дополнительная литература:

3.Биофизическая химия. Л.П. Садовничая, В.Г. Хухрянский, А.Я. Цыганенко. – К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986. – С. 166-182.

4.Равич-Щербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия. Учебник для ин-тов. – М.: Высш. школа, 1975. – С. 153-167.

ОРИЕНТИРОВАННАЯ ОСНОВА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Инструкция к лабораторно-практическому занятию:

Определение поверхностного натяжения этилового спирта сталагмометрическим методом.

Принцип метода: метод основан на определении массы капли, вытекающей из сталагмометра, в момент ее отрыва.

Материальное обеспечение: сталагмометр, этиловый спирт различных концентраций: 0,1М, 0,25М, 0,5М, 0,75М, дистиллированная вода, стеклограф, пробирки, груша, фильтровальная бумага.

Ход работы:

1.Поставить стеклографом граничные метки на сталагмометре.

2.Сталагмометр заполнить водой до верхней метки.

3.Дать воде вытекать из капилляра по каплям.

4.Считать капли от верхней до нижней метки.

5.Опыт повторить трижды.

6.Рассчитать среднее значение числа капель (nо).

7.Повторить пункты 2-6 для водных растворов этилового спирта разных концентраций.

8.Экспериментальные данные внести в таблицу:

9. Рассчитать поверхностное натяжение растворов спирта σ по формуле:

101

где σo – поверхностное натяжение воды = 7,3·10-2дж/м2; no и ρo – плотность и число капель воды;

n и ρ – плотность и число капель спирта;

ρ и ρв – принимаем приблизительно равными 1 г/см3.

10.Построить график зависимости: σ = f(С) при Т = const.

11.Оформить протокол лабораторной работы

НАБОР ЗАДАНИЙ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ДОСТИЖЕНИЯ КОНКРЕТНЫХ ЦЕЛЕЙ ОБУЧЕНИЯ

Задание 1.

Из термодинамики известно, что всякая система стремиться обладать минимальным запасом энергии. Укажите, каким путем можно уменьшить свободную поверхностную энергию гетерогенной системы:

A.Уменьшить поверхностное натяжение;

B.Уменьшить концентрацию растворенных веществ;

C.Увеличить поверхность раздела фаз;

D.Увеличить поверхностное натяжение;

E.Прокипятить раствор.

Задание 2.

Поверхностно-активными свойствами обладают многие органические соединения. Укажите какие из указанных соединений имеют наиболее высокую поверхностную активность:

A.Трилон-Б;

B.Стеариновая кислота;

C.Бутанол;

D.Уксусная кислота;

E.Фосфорная кислота.

Задание 3.

Поверхностно-активные вещества обычно обладают низким поверхностным натяжением. Укажите характерную особенность строения молекул ПАВ:

A.Дифильность;

B.Малое сродство к воде;

C.Хорошая растворимость в воде;

D.Отрицательная адсорбция;

E.Наличие двух ковалентных связей.

Задание 4.

Среди процессов происходящих на поверхности раздела фаз в гетерогенных системах большое значение имеют сорбционные явления. Укажите название вещества являющееся поглотителем:

A.Сорбент;

B.Сорбтив;

C.Адсорбтив;

102

D.Абсорбтив;

E.Десорбция.

Задание 5.

Всякая поверхность характеризуется запасом энергии, называемой поверхностной энергией. Укажите от чего зависит эта энергия:

A.От природы растворителя;

B.От природы растворенного вещества;

C.От величины площади раздела фаз;

D.От величины поверхностного натяжения;

E.От диэлектрической проницаемости.

Задание 6.

Адсорбция – это изменение концентрации компонентов в поверхностном слое по сравнению с объемной фазой. Укажите, что происходит при адсорбции на границе раздела фаз:

A.Происходит установление адсорбционного равновесия между неподвижной и подвижной фазами;

B.Происходит удаление адсорбированных веществ с адсорбентов при помощи растворителей;

C.Происходит накопление одного вещества на поверхности другого;

D.Происходит взаимодействие адсорбента и адсорбтива;

E.Поглощаемое вещество диффундирует вглубь поглотителя и распределяется по всему объему.

Задание 7.

Чем больше радиус иона, тем выше поляризуемость и тем лучше они адсорбируются. Укажите ион, обладающий наибольшей адсорбционной способностью:

A.Na+;

B.Cs+;

C.K+;

D.Ca2+;

E.Al3+.

Задание 8.

Поверхностно-инактивные вещества хорошо растворимы в воде и взаимодействие их с растворителем сильнее, чем между молекулами растворителя. Укажите поверхностно-инактивное вещество:

A.Пропановая кислота;

B.Метиламин;

C.Уксусная кислота;

D.Бутанол;

E.Сернал кислота.

103

Задание 9.

Процесс очистки воды при помощи ионитов широко используется в промышленности. Укажите, от каких ионов можно очистить воду при помощи анионитов:

A.Ca2+;

B.Na+;

C.H3O+;

D.HNO2;

E.Cl-.

КРАТКИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ НА ПРАКТИЧЕСКОМ ЗАНЯТИИ:

Вначале занятия осуществляется определение уровня подготовки студентов

кзанятию при помощи фронтальной беседы.

Следующим этапом является выполнение лабораторной работы с использованием приведенной инструкции. После завершения практической части, студенты оформляют протокол, в который вносят уравнения проведенных реакций и наблюдаемые при проведении опытов аналитические сигналы.

После выполнения лабораторной работы, студенты выполняют самостоятельную работу путем решения ситуационных задач по теме: «Сорбция биологически-активных веществ на границе раздела фаз. Адсорбция на поверхности жидкости».

Далее происходит анализ и коррекция знаний студентов путем рассмотрения теоретических вопросов решения обучающих задач.

Следующим этапом проводится тестовый контроль знаний студентов по теме: «Сорбция биологически-активных веществ на границе раздела фаз. Адсорбция на поверхности жидкости» с использованием тестов формата А.

Занятие заканчивается подведением итогов работы и оцениванием знаний студентов: объявляются результаты тестового контроля и осуществляется проверка протоколов выполненной лабораторной работы.

104

ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ. ПОЛУЧЕНИЕ, ОЧИСТКА И СВОЙСТВА КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ:

Окружающий мир – растительные и животные организмы, объекты неживой природы, продукты питания и т.д. – это дисперсные системы разной степени организации. Изучение свойств и закономерностей процессов, характерных для дисперсных систем, дает возможность познавать саму жизнь. Коллоидное, надмолекулярное и высокомолекулярное состояние организации материи реализуется в процессе эволюции всего живого.

Белки – основа существования живой материи в клетках живых организмов находятся в виде коллоидно – дисперсных систем. Отдельная клетка – это сложная дисперсная система, в которой определенные вещества – минеральные и органические (белки, нуклеиновые кислоты, моно-, ди-, полисахариды, липиды, витамины, гормоны) – с разной степенью дисперсности формируют цито – и кариоплазму, а также органеллы и включения. Среди биологических объектов с разными размерами частичек к дисперсным системам можно отнести: эритроциты крови человека, клиническую палочку, вирус гриппа. Размеры частичек в этих системах отличаются на несколько порядков

Коллоидные системы присутствуют в крови, лимфе спинномозговой жидкости. В коллоидном состоянии находятся также соли кальция, магния, силикаты, жиры, фосфаты, а также холестерин и другие малорастворимые вещества, которые присутствуют в биологических системах.

Электрокинетическое явление такое как электрофорез широко применяется в медицине для разделения и анализа белков, для разделения смесей аминокислоты, антибиотиков, ферментов, антител, форменных элементов крови, бактериальных клеток, для определения чистоты белковых препаратов. С помощью электрофореза осуществляет транспорт лекарственных препаратов через кожу. Введение лекарственных препаратов через кожу создает депо, которое продолжительное время влияет на организм больного человека электрофорез используют в фармацевтической промышленности для очистки различных лекарственных препаратов. Для очистки лекарственных сывороток используют электроосмос.

Диализ используют для очистки растворов белков (ферментов) от примесей низкомолекулярных соединений. По принципу компенсационного диализа работает аппарат «искусственная почка».

Исследование оптических свойств дисперсий имеет большое значение для изучения их структуры, определения концентрации, размеров и формы частичек.

Знания физико – химических свойств коллоидных систем необходим для изучения последующих дисциплин: биохимии, фармакологии, физиологии, терапии, а также в практической деятельнояти врача.

105

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ:

ОБЩАЯ ЦЕЛЬ:

Уметь идентифицировать явления диализа, ультрафильтрации, компенсационного и вивидиализа, как основы понятия физико – химических процессов, которые происходят в коллоидных системах для изучения биологии и медицины.

Достижение данной цели обеспечивается решением конкретных целей.

КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ

УМЕТЬ:

1.Трактовать понятие «дисперсные системы» и их классификацию.

2.Трактовать методы получения дисперсных систем

3.Трактовать методы очистки

4.Интерпретировать молекулярно-кинетические и оптические свойства.

5.Трактовать понятия: аэрозоли, эмульсии, суспензии.

6.Трактовать роль дисперсных систем в биологии и медицине.

СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ:

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1.Дисперсные системы, их классификация по степени дисперсности: Лиофильные и лиофобные коллоидные системы.

2.Методы получения и очищения золей. Диализ, электродиализ, ультрафильтрация, компенсационный диализ. Вивидиализ. Гелеодиализ и аппарат «Искусственная почка».

3.Свойства дисперсных систем:

−молекулярно – кинетические (Броуновское движение, диффузия, осмотическое давление, седиментация);

−оптические (опалесценция, уравнение Релея, конус Тиндаля).

4.Классификация аэрозолей, методы получения и свойства.

5.Суспензии, методы получения и свойства. Пасты, их медицинское использование.

6.Эмульсии, методы получения и свойства. Типы эмульсий. Эмульгаторы. Применение эмульсий в клинической практике. Биологическая роль эмульсий и суспензии.

106

2. ГРАФ ЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ТЕМЫ:

ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ

Классификация

кинетические свойства

Применение эмульсий, суспензий, аэрозолей, порошков, паст в медицине

107

3. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ: Основная литература:

1.Мороз А.С., Луцевич Д.Д., Яворська Л.П. Медична хімія. – Вінниця:

Нова книга, 2006. – С. 603-615; 618-641; 730-740; 749-758.

2.Медицинская химия: учебник. Калибабчук В.А., Грищенко Л.И.,

Галинская В.И. и др. – К.: Медицина, 2008. – С. 252-267; 304-311.

Дополнительная литература:

3.Биофизическая химия. Л.П. Садовничая, В.Г. Хухрянский, А.Я. Цыганенко. – К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986. – С. 187-210.

4.Равич-Щербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия. Учебник для ин-тов. – М.: Высш. школа, 1975. – С. 132-152.

ОРИЕНТИРОВАННАЯ ОСНОВА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Инструкция к лабораторно-практическому занятию:

Опыт №1.

Получение гидролиза гидроксида железа III

Принцип метода: основан на химической конденсации.

Материальное обеспечение: колба, горелка, дистиллированная вода, пипетка, раствор хлорида железа (III) (2%), цилиндр.

Ход работы:

1.В колбу термостойкую цилиндром внести 50 мл дистиллированной

воды.

2.Нагреть воду до 80-900 С.

3.Быстро по каплям, прилить 10 мл (2%) хлорида железа (III)

4.Наблюдать окраску золя

5.Написать уравнение реакции получения золя железа (III)

6.Определить тип реакции метода химической конденсации.

Опыт №2.

Получение гидролиза канифоли.

Принцип метода: основан на применении физической конденсации. Материальное обеспечение: колба, горелка, дистиллированная вода,

пипетка, цилиндр, воронка, бумажный фильтр, стаканчик, пробирка. Ход работы:

1.В термостойкую колбу цилиндром внести 20 мл воды.

2.Нагреть воду до появления пара.

3.Влить в колбу 1 мл (1%) спиртового раствора канифоли.

4.Наблюдать образование золя.

5.Вложить бумажный фильтр в воронку профильтровать золь от примесей грубодисперсных частиц.

6.Пробирку с золем поместить на пути луча света.

7.Наблюдать конус Тиндаля.

8.Указать метод и тип реакции получения золя.

108

Опыт №3.

Получение гидрозоля серы.

Принцип метода: метод основан на применении метода химической конденсации.

Материальное обеспечение: колба, пипетка, раствор тиосульфата натрия 0,05 М, фосфорная кислота разбавленная.

Ход работы:

1.В колбу поместить 10 мл. раствора тиосульфата натрия 0,05 М

2.Добавить 3-4 мл фосфорной кислоты разбавленной

3.Написать уравнение реакции образования гидрозоля серы

4.Колбу с раствором оставить на 20-30 мин.

5.Наблюдать изменение окраски полученного золя

Опыт №4.

Получение гидрозоля сернокислого бария.

Принцип метода: метод основан на применении метода химической конденсации.

Материальное обеспечение: пробирка, раствор серной кислоты, раствор хлорида бария (2%)

1.В пробирку поместить 2 мл серной кислоты.

2.Добавить 1-2 капли раствора хлорида бария.

3.Наблюдать цвет образовавшегося золя.

4.Написать уравнение реакции.

Опыт №5.

Пептизация осадка (Fe(OH)3) гидроксида железа (III) раствором FeCl3.

Принцип метода: метод основан на применении метода пептизации. Материальное обеспечение: колба, воронка, фильтровальная бумага,

раствор хлорида железа (10%) пипетка, раствор аммиака (5%) дистиллированная вода.

Ход работы

1.В колбу поместить 30 мл дистиллированной воды.

2.Добавить 1 мл (10%) раствора хлорида железа (III).

3.К полученному раствору добавить каплями раствор аммиака (5%).

4.Наблюдать появление хлопьев в растворе.

5.Добавить еще немного аммиака, если жидкость над осадком окрашена.

6.Написать уравнение реакции.

7.Наблюдать выпадение осадка.

8.В воронку поместить фильтровальную бумагу и отфильтровать осадок.

9.Осадок на фильтре обработать раствором хлорида железа (III).

10.Наблюдать фильтрацию золя гидроксида железа (III).

109

НАБОР ЗАДАНИЙ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ДОСТИЖЕНИЯ КОНКРЕТНЫХ ЦЕЛЕЙ ОБУЧЕНИЯ

Задание 1.

Большинство биологических водных растворов представляют собой системы, в которых одно вещество, находящееся в раздробленном виде, равномерно распределено в общей массе другого. Дайте название данному понятию:

A.Дисперсная фаза;

B.Дисперсионная среда;

C.Истинный раствор;

D.Дисперсная система;

E.Коллоидный раствор.

Задание 2.

Укажите метод, который используется для диспергирования более крупных частиц до желаемой степени дисперсности:

A.Метод, в основе которого лежит реакция гидролиза;

B.Использование коллоидных и шаровых мельниц;

C.Метод, в основе которого лежит ОВР;

D.Диализ;

E.Метод замены растворителя.

Задание 3.

Укажите, какой метод может быть использован для получения золя канифоли:

A.Коагуляция;

B.Денатурация;

C.Пептизация;

D.Седиментация;

E.Метод замены растворителя.

Задание 4.

Метод пептизации нашел применение в биохимии в работах по расщеплению сложных белков (пептидов) с помощью фермента пептин. Дайте определение понятию – пептизация:

A.размельчение частиц осадка до отдельных коллоидных частиц при добавлении электролита;

B.укрупнение коллоидных частиц при пропускании электрического тока;

C.разделение дисперсной фазы и дисперсной среды под действием центробежной силы;

D.коагуляция золей в пептизаторе при нагревании;

E.получение пептидов заданного состава из набора аминокислот.

110