method

4.Титровать раствором трилоном Б исследуемую смесь до изменения окраски раствора от вино-красного до синего.

5.Повторить титрование 3 раза и рассчитать средний объём трилона Б израсходованного на титрование.

6.Общую жесткость воды рассчитать по формуле:

где Vтрилона Б – средний объем трилона Б, израсходованного на титрование, мл; СЭ трилона Б – нормальная концентрация раствора трилона Б, моль∙экв/л; – объём исследуемой воды, мл.

7. Сравнить полученное значение жесткости воды с нормативными показателями общей жесткости водопроводной воды, сделать вывод.

НАБОР ЗАДАНИЙ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ДОСТИЖЕНИЯ КОНКРЕТНЫХ ЦЕЛЕЙ ОБУЧЕНИЯ

Задание 1.

Координационное число – важная характеристика комплексного соединения. Определите это число в соединении K3[Fe (C2O4)3].

A.2;

B.3;

C.6;

D.5;

E.1.

Задание 2.

Устойчивость комплексного соединения [Zn(NH3)4](OH)2 характеризуется константами нестойкости. Выберите выражение этой константы по первой ступени.

A.;

B.;

C.;

D.;

E. .

51

Задание 3.

Комплексный ион [Co(CN)6]4– в растворе диссоциирует ступенчато. Определить заряд центрального атома при полной диссоциации комплексного иона.

A.+3;

B.0;

C.+2;

D.–2;

E.–3.

Задание 4.

Ионы тяжелых металлов (Hg+2, Ag+, Cu+2 и другие) в больших концентрациях блокируют работу ферментов. Объяснение с химической точки зрения действие этих ионов:

A.Взаимодействуют с аминогруппами;

B.Блокируют пептидные связи;

C.Взаимодействуют с SH – группами;

D.Изменяют первичную структуру белков;

E.Взаимодействуют с концевыми карбоксильными группами белков.

Задание 5.

В качестве антидота при отравлении солями тяжелых металлов применяют динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б):

Определите дентантность этого лиганда:

A.6;

B.3;

C.4;

D.5;

E.1.

Задание 6.

При кипячении воды на дне чайника образовался осадок солей. Определите характер образовавшегося осадка.

A.Ca(HCO3)2 + Mg(HCO3)2;

B.CaCO3 + MgCO3;

C.CaCl2 + MgCl2;

D.Na2SO4 + K2SO4;

E.NaCl + KCl.

52

Задание 7.

В санитарно-гигиенической лаборатории определили, что общая жесткость воды равна 10 мг∙экв/л. Какой вывод можно сделать относительно степени жесткости данной воды?

A.Мягкая;

B.Средней жесткости;

C.Жесткая;

D.Очень жесткая;

E.Дистиллированная.

Эталоны ответов:

КРАТКИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ НА ПРАКТИЧЕСКОМ ЗАНЯТИИ:

В начале занятия осуществляется проверка подготовки студентов к самостоятельной работе. Студенты решают учебные задания, разбирают и закрепляют теоретический материал: интерпретируют строение комплексных соединений в соответствии с основными положениями координационной теории Вернера.

После решения обучающих заданий студенты приступают к выполнению самостоятельной работы. Используя инструкцию к лабораторно-практическому занятию, они выполняют лабораторную работу. После окончания ее студенты оформляют протокол лабораторной работы. В протокол записываются уравнения проведенных реакций и внешние эффекты, которые сопровождали данные опыты, рассчитывается общая жесткость водопроводной воды.

После завершения лабораторной работы осуществляется анализ и коррекция знаний студентов путем рассмотрения образования, диссоциации, устойчивости комплексных соединений, структуры полидентантных лигандов, понятия жесткости воды, а также медико-биологического значения комплексонов.

Следующим этапом является проведение тестового контроля знаний студентов то теме «Комплексообразование в биологических системах» с использованием тестов формата А.

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

53

КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕ РАВНОВЕСИЕ В ОРГАНИЗМЕ. ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ:

Все физиологические жидкости организма (желудочный сок, плазма крови, внеклеточная, внутриклеточная и спинномозговая жидкости) представляют собой водные растворы. Компонентами данных систем является катионы и анионы сильных электролитов (K+; Na+; Mg2+; HPO42-; H2PO4-; HCO3-; Cl-), а также органические соединения (глюкоза, полисахариды, белки и др.), являющихся слабыми электролитами. Важными функциями электролитов организма являются: поддержание осмотического давления и значения ионной силы биологических жидкостей, влияние на биоэлектрические потенциалы, свертывание крови и др.

Особенную физиологическую активность проявляют ионы водорода и гидроксид-ионы, которые определяют кислотность внутренних сред организма, влияют на активность ферментов и др. Кислотность биологических жидкостей, количественной характеристикой которой является водородный показатель – рН, является одной из основных физико-химических характеристик жидкостных сред организма, определение которой позволяет сделать вывод относительно физиологического и патологического функционирования организма.

Таким образом, важным этапом в понимании многих физиологических явлений является рассмотрение свойств растворов электролитов и кислотноосновного состояния биологических жидкостей, которые позволяют объяснить механизм поддержания водно-солевого баланса и определить нарушения работы различных систем организма на стадии диагностики заболевания.

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ:

ОБЩАЯ ЦЕЛЬ:

Уметь трактовать свойства растворов электролитов и кислотно-основное равновесие биологических систем организма.

Достижение данной цели обеспечивается решением конкретных целей.

КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ

УМЕТЬ:

1.Интерпретировать понятия слабых и сильных электролитов.

2.Трактовать свойства растворов электролитов.

3.Трактовать теории кислот и оснований Аррениуса, Бренстеда-Лоури и Льюиса.

4.Интерпретировать диссоциацию воды и водородный показатель.

5.Анализировать теорию кислотно-основных индикаторов.

6.Трактовать водно-электролитное состояние и рН биологических систем организма.

54

СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ:

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1.Растворы электролитов. Электролиты в организме человека.

2.Степень и константа диссоциации слабых электролитов. Закон разведения Оствальда.

3.Свойства растворов сильных электролитов. Активность, ионная сила растворов сильных электролитов.

4.Теории кислот и оснований Арениуса, Бренстеда-Лоури, Льюиса.

5.Диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель

рН.

6.Кислотно-основное титрование. Теория кислотно-основных индикаторов.

7.Водно-электролитный баланс организма. Значение рН биологических жидкостей.

55

2. ГРАФ ЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ТЕМЫ:

Кислотно-основное равновесие

Растворы

электролитов

Диссоциация

води

Биологическая роль

56

3. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ: Основная литература:

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

Нова книга, 2006. – С. 129-151, 175-176.

2.Медицинская химия: учебник. Калибабчук В.А., Грищенко Л.И., Галинская В.И. и др. – К.: Медицина, 2008. – С. 141-159.

Дополнительная литература:

3.Биофизическая химия. Л.П. Садовничая, В.Г. Хухрянский, А.Я. Цыганенко. – К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986. – С. 59-71, 75-77.

4.Равич-Щербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия. Учебник для ин-тов. – М.: Высш. школа, 1975. – С. 77-87.

5.Левітін Є.Я., Бризицька А.М., Клюєва Р.Г. Загальна та неорганічна хімія.

Підручник. – Вінниця: Нова книга, 2003. – С. 176-192, 195-196.

ОРИЕНТИРОВАННАЯ ОСНОВА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Инструкция к лабораторно-практическому занятию:

Вариант 1.

Определение концентрации кислоты титриметрическим методом (алкалиметрия).

Принцип метода: метод основан на экспериментальном определении концентрации раствора соляной кислоты методом кислотно-основного титрования.

Материальное обеспечение: колбы для титрования, пипетки мерные, груша, цилиндр, бюретка, фильтровальная бумага; раствор соляной кислоты с неизвестной концентрацией, раствор натрия гидроксида с молярной концентрацией 0,01моль/л, дистиллированная вода, раствор индикатора метилового красного.

Ход работы:

1.При помощи мерной пипетки отмерить раствор соляной кислоты неизвестной концентрации и поместить в колбу для титрования.

2.Отмерить цилиндром приблизительно 10 мл дистиллированной воды и добавить к раствору кислоты.

3.Добавить к полученному раствору 2-3 капли раствора индикатора метилового красного.

4.Наблюдать появление розового окрашивания.

5.Промыть бюретку дистиллированной водой, а затем небольшим количеством раствора щелочи (3 раза).

6.Заполнить бюретку раствором NaOH с молярной концентрацией 0,01моль/л и довести уровень жидкости до нулевого значения.

7.По каплям, при интенсивном перемешивании, к раствору HCl добавлять раствор щелочи до изменения окрашивания (ярко-желтое).

8.Определить объем раствора NaOH, который был использован для титрования.

57

9.Используя пункты 1-4 и 6-8, повторить эксперимент еще два раза.

10.Полученные результаты занести в таблицу:

11.Провести расчет концентрации соляной кислоты и величины рН данного раствора. Результаты занести в таблицу.

12.Сделать вывод относительно выбора индикатора (метилового красного) для алкалиметрического титрования.

Вариант 2.

Определение концентрации щелочи титриметрическим методом (ацидиметрия).

Принцип метода: метод основан на экспериментальном определения концентрации раствора натрия гидроксида методом кислотно-основного титрования.

Материальное обеспечение: колбы для титрования, пипетки мерные, груша, цилиндр, бюретка, фильтровальная бумага; раствор натрия гидроксида с неизвестной концентрацией, раствор соляной кислоты с молярной концентрацией 0,01моль/л, дистиллированная вода, раствор индикатора фенолфталеина.

Ход работы:

1.При помощи мерной пипетки отмерить раствор натрия гидроксида неизвестной концентрации и поместить в колбу для титрования.

2.Отмерить цилиндром примерно 10 мл дистиллированной воды и добавить к раствору щелочи.

3.Добавить к полученному раствору 2-3 капли раствора индикатора фенолфталеина.

4.Наблюдать появление малинового окрашивания.

5.Промыть бюретку дистиллированной водой, а затем небольшим количеством раствора кислоты (3 раза).

6.Заполнить бюретку раствором HCl с молярной концентрацией 0,01моль/л и довести уровень жидкости до нулевого значения.

7.По каплям, при интенсивном перемешивании, к раствора NaOH добавлять раствор кислоты до исчезновения окрашивания.

8.Определить объем раствора HCl, который был использован для титрования.

9.Используя пункты 1-4 и 6-8, повторить эксперимент еще два раза.

10.Полученные результаты занести в таблицу:

58

11.Провести расчет концентрации щелочи и величины рН данного раствора. Результаты занести в таблицу.

12.Сделать вывод относительно выбора индикатора (фенолфталеина) для ацидиметрического титрования.

НАБОР ЗАДАНИЙ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ДОСТИЖЕНИЯ КОНКРЕТНЫХ ЦЕЛЕЙ ОБУЧЕНИЯ

Задание 1.

При экспериментальном определении электролитного состава внутриклеточной жидкости, установлено содержание белков, которое составляет 4,7·10-2 моль/л. Определите тип данного электролита:

A.Сильный;

B.Средней силы;

C.Слабый;

D.Полиэлектролит;

E.Неэлектролит.

Задание 2.

Для проведения биохимических исследований, был приготовлен 0,01моль/л раствор молочной кислоты (КД=1,38·10-4). Определите степень диссоциации и концентрацию ионов Н+ в данном растворе:

A.0,012% и 1,2·10-6М;

B.0,12% и 1,2·10-5М;

C.1,2% и 1,2·10-4М;

D.12% и 1,2·10-3М;

E.12% и 1,2·10-2М.

Задание 3.

С целью моделирования физиологических процессов, которые происходят в плазме крови, необходимо приготовить раствор натрия хлорида с величиной ионной силы 0,15 моль/л. Укажите молярную концентрацию (моль/л), которую должен иметь данный раствор:

A.0,015;

B.0,03;

C.0,15;

D.0,3;

59

E. 1,5.

Задание 4.

Одна из важнейших протолитических реакций организма:

HPO42- + H+ ↔ H2PO4-

происходит в плазме крови. С целью понимания механизма данных процессов,

вприведенном примере, определите кислоту по теории Бренстеда-Лоури:

A.HPO42-;

B.H2PO4-;

C.Н+;

D.–;

E.–.

Задание 5.

Для проведения лабораторного синтеза никотиновой кислоты (витамина РР), необходимо осуществить реакцию алкилирования пиридина (1):

которая происходит только в присутствии катализатора - кислоты Льюиса. Определите вещество, которое может быть использовано:

A.AlCl3;

B.[AlCl4]-;

C.HCl;

D.Cl-;

E.Cl2.

Задание 6.

В лаборатории методом рН-потенциометрии установлена концентрация ионов Н+ в водном растворе альбуминов. Укажите выражение, которое по результатам эксперимента позволяет рассчитать концентрацию ОН--ионов:

A.;

B.;

C.;

D.;

E. .

Задание 7.

При проведении клинических исследований, экспериментально был установлен водородный показатель желудочного сока пациента: рН≈1.

60