method

Задание 5.

Растительные и животные организмы, многие объекты неживой природы, продукты питания и т.д. – все это дисперсные системы различной степени организации. Укажите метод, который можно применять для получения коллоидных растворов:

A.электрофорез;

B.электроосмос;

C.диализ;

D.электродиализ;

E.диспергирование.

Задание 6.

Аппарат «искусственная почка» предназначена для временной замены функции почек при острой почечной недостаточности. Укажите, какой из методов очистки золей лежит в основе аппарата «искусственная почка»:

A.электродиализ;

B.ультрафильтрация;

C.электроосмос;

D.нефелометрия;

E.компенсационный диализ.

Задание 7.

Коллоидные растворы всегда содержат примеси электролитов и других низкомолекулярных веществ. Укажите, каким методом можно очистить коллоидный раствор от примесей электролитов:

A.электрический метод Бредига;

B.электрический метод Фарадея;

C.дисперсионный метод;

D.диализ;

E.конденсационный метод.

Задание 8.

Для коллоидных растворов также как и для истинных растворов характерны некоторые молекулярно – кинетические явления. Укажите одно из них:

A.растворение;

B.диффузия;

C.опалесценция;

D.дифракция;

E.рефракция.

Задание 9.

Ученый Д. Релей вывел уравнение для интенсивности рассеянного золями света. Укажите формулу этого уравнения:

A. ;

111

B.;

C.;

D.;

E..

Задание 10.

Взвесь глины в воде представляет собой гетерогенную систему. Укажите тип данной дисперсной системы:

A.суспензия;

B.эмульсия;

C.аэрозоль;

D.истинный раствор;

E.пена.

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 поведении опытов аналитические сигналы. После выполнения лабораторной работы, студенты выполняют самостоятельную работу путем решения ситуационных задач по теме: «Дисперсные системы. Получение, очистка и свойства коллоидных растворов».

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

Следующим этапом проводится тестовый контроль знаний студентов по теме: «Дисперсные системы. Получение, очистка и свойства коллоидных растворов» 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.

112

ЛИОФОБНЫЕ ЗОЛИ И ИХ СВОЙСТВА. КОАГУЛЯЦИЯ. КОЛЛОИДНАЯ ЗАЩИТА.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

К лиофобным дисперсным системам относятся золи благородных металлов, ряда неорганических соединений, коллоидные растворы крахмала, желатина . Эти системы характеризуются относительно слабым взаимодействием между частичками дисперсной фазы и дисперсионной среды.

Основной структурной единицей лиофобных золей является мицелла. В соответствии с современными представлениями, мицелла является образованием со сложной структурой: состоит из электронейтрального ядра и ионогенной части. Явление мицеллообразования играет большую роль в жизнедеятельности организма. Мицеллы способны образовывать нерастворимые в воде твердые вещества. Так, например, содержание карбонатов и фосфатов кальция в крови значительно превышает их растворимость в воде, поэтому часть их присутствует в крови в виде мицелл. В таком же состоянии находится в крови нерастворимый в воде холестерин.

Стабилизации этих гидрофобных систем способствуют защитные соединения крови (белки, полисахариды), которые обеспечивают коллоидную защиту. При различных патологических состояниях наблюдается снижение уровня коллоидной защиты жидких сред организма, что приводит к коагуляции фосфатов, карбонатов кальция, холестерина, которые образуют осадки на внутренней поверхности кровеносных сосудов. Вскипание крови, слипание эритроцитов и так называемые «монетные столбики» - процессы аналогичные коагуляции. Растворы некоторых лекарственных препаратов, например, протаргола и колларгола – гидрофобные золи серебра, защищенные белком.

Таким образом, знания свойств лиофобных золей, механизмов коагуляции и «коллоидной защиты» необходимы для изучения ряда общемедицинских и клинических дисциплин, таких как терапия, фармакология, биохимия, клиническая лабораторная диагностика, кардиология.

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ:

ОБЩАЯ ЦЕЛЬ:

Уметь интерпретировать строение и свойства лиофобных золей, явления коагуляции и коллоидной защиты применительно к биологии и медицинской практике.

Достижение данной цели обеспечивается решением конкретных целей.

КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ

УМЕТЬ:

1.Трактовать понятие лиофобных золей, а также основные положения мицеллярной теории строения лиофобных золей.

2.Трактовать виды устойчивости коллоидных растворов, факторы устойчивости мицеллы лиофобного золя, а также понятие электрокинетического потенциала.

113

3.Интерпретировать электрокинетические явления в лиофобных золях (электрофорез и электроосмос) применительно к биологии и медицинской практике.

4.Интерпретировать влияние электролитов на физико-химическое состояние коллоидного раствора, исходя из понятий порога коагуляции, коагулирующей способности электролитов, правила Шульце-Гарди.

5.Интерпретировать применение лиофильных систем с целью стабилизации коллоидных растворов и коллоидной защиты в биологических системах и медицинской практике.

СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ:

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1.Понятие лиофобных золей. Мицеллярная теория строения лиофобных золей (мицелла, ядро, ионогенная часть, гранула).

2.Агрегативная и кинетическая устойчивость коллоидных растворов. Факторы устойчивости мицеллы лиофобного золя. Электрокинетический потенциал.

3.Электрокинетические явления в золях. Электрофорез. Электроосмос.

4.Коагуляция золей под влиянием электролита. Седиментация. Порог коагуляции, коагулирующая способность электролитов. Правило ШульцеГарди.

5.Коллоидная защита, стабилизация коллоидных растворов. Биомедицинское значение коллоидной защиты.

114

2. ГРАФ ЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ТЕМЫ:

Лиофобные золи

Мицелла

115

3. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ: Основная литература:

1.Мороз А.С., Луцевич Д.Д., Яворська Л.П. Медична хімія. – Вінниця: Нова книга, 2006. – С. 646-674.

2.Медицинская химия: учебник. Калибабчук В.А., Грищенко Л.И., Галинская В.И. и др. – К.: Медицина, 2008. – С. 267-304.

Дополнительная литература:

3.Биофизическая химия. Л.П. Садовничая, В.Г. Хухрянский, А.Я. Цыганенко. – К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986. – С. 210-237.

4.Равич-Щербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия. Учебник для ин-тов. – М.: Высш. школа, 1975. – С. 175-187.

5.Ершов Ю.А., Попков В.А., Берлянд А.З. Общая химии. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. Учебник для ВУЗов. – М.: Высшая школа,

1993. – С. 491 – 523.

ОРИЕНТИРОВАННАЯ ОСНОВА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Инструкция к лабораторно-практическому занятию:

Исследование коагуляции золя под влиянием электролитов.

Принцип метода: метод основан на способности ионов электролитов обладать различным коагулирующим действием, которое зависит от величины заряда коагулирующего иона.

Материальное обеспечение: термостойкая колба (V=250 мл), штатив с пробирками, градуированные пипетки, газовая горелка, дистиллированная вода, раствор хлорида железа (ІІІ)(5%), раствор хлорида натрия (NaCl) (2 моль× экв/л), раствор сульфата калия (1/2K2SO4) (0,1 моль× экв/л), раствор гексацианоферрата (ІІІ) калия (1/3K3Fe(CN)6) (0,0005 моль× экв/л).

Ход работы:

1.В термостойкую колбу поместить 100 мл дистиллированной воды (колба должна быть чистой).

2.Нагреть до кипения.

3.Добавить постепенно, при перемешивании в кипящую воду из пипетки 10 мл 5% раствора хлорида железа (ІІІ).

4.Налить в 4 пробирки по 5 мл полученного золя и поставить в штатив.

5.Оставить первую пробирку для контроля.

6.Добавить во вторую пробирку по каплям из градуированной пипетки раствор хлорида натрия NaCl (2 моль× экв/л) до помутнения, встряхивая пробирку после добавления каждых 3-4 капель.

7.Отметить количество электролита, необходимого для слабого помутнения золя.

8.Добавить в третью пробирку по каплям из градуированной пипетки

раствор сульфата калия (1/2 K2SO4) (0,1 моль× экв/л) до помутнения, встряхивая пробирку после добавления каждых 3-4 капель.

9.Отметить количество электролита, необходимого для слабого помутнения золя.

116

10.Добавить в четвертую пробирку по каплям из градуированной пипетки

раствор гексацианоферрата (ІІІ) калия (1/3K3Fe(CN)6) (0,0005 моль× экв/л) до помутнения, встряхивая пробирку после добавления каждых 3-4 капель.

11.Отметить количество электролита, необходимого для слабого помутнения золя.

12.Полученные результаты внести в таблицу:

13.Составить мицеллярную формулу полученного золя.

14.Сделать вывод относительно коагулирующего действия ионов различных электролитов.

15.Оформить протокол лабораторной работы.

НАБОР ЗАДАНИЙ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ДОСТИЖЕНИЯ КОНКРЕТНЫХ ЦЕЛЕЙ ОБУЧЕНИЯ

Задание 1.

При смешивании растворов двух электролитов в неэквивалентных соотношениях произошло образование коллоидных частиц. Указать условие, отвечающее начальной стадии данного процесса:

A.Высокая растворимость вещества ядра;

B.Малая растворимость вещества ядра;

C.Малая растворимость реагентов;

D.Высокая растворимость реагентов;

E.Присутствие электролита.

Задание 2.

Лиофобный коллоидный раствор PbSO4 образован в результате смешивания раствора концентрированной серной кислоты с разбавленным раствором Pb(NO3)2, взятом в избытке. Определить ионы, которые вследствие адсорбции на поверхности ядра, будут сообщать заряд мицелле:

A.NO3-;

B.Pb2+;

C.SO42-;

D.H+;

E.OH-.

117

Задание 3.

Гидрозоль BaSO4 получен смешиванием 5 мл 1М раствора H2SO4 c 80 мл 0,1М раствора BaCl2. Определить, какие ионы входят в состав диффузного слоя мицеллы:

A.Ва2+;

B.SO42-;

C.Cl-;

D.H+;

E.OH-.

Задание 4.

Увеличение концентрации электролита-стабилизатора способствует повышению агрегативной устойчивости мицеллярных систем за счет возрастания зарядов диффузного и адсорбционного слоёв. Как при этом изменяются размеры данных слоёв?

A.Уменьшаются;

B.Увеличиваются;

C.Не изменяются;

D.Диффузного – увеличивается, адсорбционного – уменьшается;

E.Диффузного – уменьшается, адсорбционного – увеличивается.

Задание 5.

Перемещение твердых частиц лекарственных препаратов относительно жидких сред организма успешно используется в лечении многих заболеваний (ожоговые раны, ревматизм, нервные заболевания). Дать название процессу, лежащему в основе данного лечения.

A.Электроосмос;

B.Электрофорез;

C.Электродиализ;

D.Ультрацентрифугирование;

E.Виви-диализ.

Задание 6.

В медицине для очистки лечебных сывороток применяется способ, в котором осуществляется перемещение жидкой среды относительно твердой фазы под действием электрического тока. Дайте название этому процессу.

A.Электроосмос;

B.Электрофорез;

C.Электродиализ;

D.Ультрацентрифугирование;

E.Виви-диализ.

Задание 7.

Коагулирующая способность электролитов описывается правилом ШульцеГарди. Используя это правило, укажите правильный лиотропный ряд.

118

A.Ti+4 > Ca+2 > Fe+3;

B.Fe+3 > Ca+2 >Ti+4;

C.Ca+2 > Fe+3 >Ti+4;

D.Fe+3 > Ti+4 > Ca+2;

E.Ti+4 > Fe+3 > Ca+2.

Задание 8.

Электрофоретическим методом установлено, что золь AgI обладает отрицательным зарядом. Среди перечисленных электролитов-коагулянтов укажите тот, который следует добавить в минимальном количестве для начала коагуляции.

A.LiCl;

B.NaCl;

C.KCl;

D.RbCl;

E.CsCl.

Задание 9.

Коллоидной характеристикой защитного действия является защитное число, которое определяется количеством биополимера, предотвращающего коагуляцию лиофобного золя. Какой объём золя при этом защищается от коагуляции?

A.0,1 мл;

B.1 мл;

C.10 мл;

D.100 мл;

E.1000 мл.

Задание 10.

Фармацевтический препарат колларгол – коллоидный раствор серебра, в состав которого входит высокомолекулярное соединение. Определить функцию данного соединения:

A.Снижает агрегативную устойчивость;

B.Уменьшает степень дисперсности;

C.Увеличивает степень дисперсности;

D.Повышает агрегативную устойчивость;

E.Способствует седиментации.

119

КРАТКИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ НА ПРАКТИЧЕСКОМ ЗАНЯТИИ:

В начале занятия осуществляется проверка уровня подготовки студентов к занятию путем фронтальной беседы.

После проверки уровня подготовки к занятию студенты решают обучающие задачи по теме «Лиофобные золи и их свойства. Коагуляция. Коллоидная защита».

Следующим этапом является выполнение лабораторной работы с использованием приведенной инструкции. После завершения практической части студенты оформляют протокол лабораторной работы. В протокол лабораторной работы вносится таблица с результатами опытов, мицеллярная формула золя, выводы относительно коагулирующего действия ионов различных электролитов.

Далее осуществляется анализ и коррекция знаний студентов путем рассмотрения основных положений мицеллярной теории строения лиофобных золей, их свойств, явления коагуляции золей, а также возможностей коллоидной защиты применительно к биологии и медицине.

Следующим этапом занятия является проведение тестового контроля студентов по теме «Лиофобные золи и их свойства. Коагуляция. Коллоидная защита» 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.

120