Metod_Inorganic_chem_1_pharm_M-1_copy

2.Мета заняття

−знати фактори від яких залежить розчинність речовин;

−знати роль розчинів у життєдіяльності;

−знати способи вираження концентрації розчинів;

−вміти розв’язувати ситуаційні задачі;

−вміти виготовляти розчини з заданою концентрацією.

3.Матеріали доаудиторної самостійної роботи

3.1. Засвоїти матеріал навчальної програми

Суть основних положень: розчини, розчинник, розчинена речовина. Розчинність. Розчини газуватих, рідких та твердих речовин. Вода як один з найпоширеніших розчинників у біосфері і хімічній технології. Роль водних розчинів у життєдіяльності організмів. Неводні розчинники і розчини.

Процес розчинення як фізико-хімічне явище (Д.І. Менделєєв, М.С. Курнаков). Розчинність твердих речовин у рідинах, чинники, що впливають на розчинність. Розчинність газів у рідинах, її залежність від парціального тиску (закон Генрі, Генрі-Дальтона), від температури, концентрації розчинених у воді електролітів (закон Сєчєнова).

Способи вираження складу розчинів. Масова, об’ємна та масо-об’ємна частка розчиненої речовини. Молярна концентрація. Молярна концентрація еквівалента. Моляльність розчину. Мольна частка розчиненої речовини. Титр розчину.

3.2. Література до теми

1.Левітін Є.Я., Бризицька А.М., Клюєва Р.Г. Загальна та неорганічна хімія. – Вінниця: Нова книга, 2003. – 464 с.

2.Практикум з загальної та неорганічної хімії / Є.Я.Левітін, Р.Г.Клюєва, А.М.Бризицька та ін. – Харків: Основа, 1998. – 119 с.

3.Загальна та неорганічна хімія: У 2-х ч./О.М.Степаненко, Л.Г.Рейтер,

В.М.Ледовских, С.В.Іванов. – К.: Пед. Преса, 2002.– Ч. І.– 520 с.;– Ч.ІІ.–

4.Романова Н.В. Загальна та неорганічна хімія. – Київ-Ірпінь, 1998. – Розділ

8, С.151-155.

5.Григор’єва В.В., Самійленко В.М., Сич А.М. Загальна хімія. – К.: Вища школа, 1991. – С.158-167.

6.Глинка Н.Л. Общая химия. – Л.: Химия, 1985. – С. 197-215.

3.3. Матеріали для самоконтролю

а) Дати письмові відповіді на контрольні запитання:

1.Як змінюється енергія Гіббса при розчиненні? Яка її величина для насиченого, ненасиченого, пересиченого розчину? Роль ентальпійного і ентропійного факторів в процесі розчинення.

2.Які фактори впливають на розчинність газів? Сформулюйте закони Генрі і Сєченова.

3.Виходячи з закону Сєченова, пояснити різну розчинність газів (O2, N2,

31

CO2) у воді, плазмі, цільної крові.

4.Які фактори визначають необмежену і обмежену розчинність двох рідин?

5.Для яких речовин значення молярної і молярної концентрації еквівалента збігаються? Навести приклади.

б) Алгоритм розв’ язування типових задач

Задача 1. Знайти молярну і молярну концентрацію еквівалента 49 %-го розчину ортофосфатної кислоти (r = 1,88 г/см3).

Розв’язування 1. Коротко записати умову задачі.

32

5. Знайти V1 і V2:

V1 = m1/r1 = 42,4 : 1,18 = 35,9 мл; V2 = m2/r2 = 70,6 : 1,10 = 64,1 мл.

Задача 3. Яку масу соди потрібно взяти для приготування 250 мл розчину з концентрацією речовини 0,1 моль-екв/л?

Розв’язування

Відповідь: потрібно взяти 3,575 г соди і розчинити у мірній колбі на 250 мл.

б) Задачі для самостійного розв’ язання

1. Який об’єм 38 % розчину (r = 1,19 г/см3) потрібно взяти для приготування 400 мл штучного шлункового соку, який являє собою 0,125 М розчин HCl з пепсином?

Відповідь: 4 см3.

2.Яку масу 30 % і 5 % розчинів глюкози потрібно взяти для приготування 50 г 10 % розчину з густиною 1,1 г/мл. Яка молярна та мілімолярна концентрація одержаного розчину?

Відповідь: 10 г, 40 г, СМ = 0,61 моль/л, 611 ммоль/л.

3.Яку масу гіркої солі MgSO4×7H2O, що використовується як послаблюючий засіб, потрібно розчинити у 150 мл води, щоб одержати 10 % розчин

сульфату магнію?

Відповідь: 38,7 г.

4. Яку масу бури Na2B4O7×10H2O потрібно взяти для виготовлення 250 мл розчину з концентрацією бури 0,1 моль-екв/л? Визначити титр цього розчину.

Відповідь: 4,775 г, 0,0191 г/см .

5. Скільки ммоль хлориду натрію міститься в 100 мл фізіологічного 0,9 % розчину (r = 1 г/мл)?

Відповідь: 15,4 ммоль.

6. Вміст соляної кислоти в шлунковому соці складає 0,4 - 0,5 %. Вирахувати мілімолярну концентрацію кислоти, прийнявши густину соку рівною 1 г/мл.

Відповідь: 109,6 – 137 ммоль/л.

33

7.При 25 оС розчинність NaCl дорівнює 36,0 г у 100 г води. Обчисліть масову частку речовини в насиченому розчині.

4. Матеріал для аудиторної роботи

4.1.Обладнання для проведення заняття

Довідники з хімії.

4.2.Зміст і методика проведення заняття

а) Виклад основних теоретичних положень:

−роль розчинів в життєдіяльності організмів;

−залежність розчинності речовин від різних факторів;

−аналіз газообміну в організмі на основі законів Генрі-Дальтона і Сєченова.

−аналіз формул для обчислення складу розчинів;

б) Перелік практичних вмінь на навичок:

−знати механізм процесу розчинення та фактори, від яких залежить розчинність речовин;

−знати роль розчинів у життєдіяльності організмів;

−знати способи вираження концентрації розчинів;

−вміти розв’язувати ситуаційні задачі;

5.Підведення підсумків та зарахування роботи.

Заняття № 7

Тема: Приготування розчинів заданої концентрації

1. Актуальність теми

Матеріал теми необхідний для вивчення деяких розділів аналітичної, фізколоїдної, фармацевтичної, біологічної хімії, фізіології та фармакології, а також технології ліків.

2.Мета заняття

−знати способи вираження концентрації розчинів;

−вміти розв’язувати ситуаційні задачі;

−вміти виготовляти розчини з заданою концентрацією.

3.Матеріали доаудиторної самостійної роботи

3.1. Засвоїти матеріал навчальної програми

Способи вираження складу розчинів. Масова, об’ємна та масо-об’ємна частка розчиненої речовини. Молярна концентрація. Молярна концентрація

34

еквівалента. Моляльність розчину. Мольна частка розчиненої речовини. Титр розчину. Приготування розчинів із заданим складом.

3.2. Література до теми

1.Левітін Є.Я., Бризицька А.М., Клюєва Р.Г. Загальна та неорганічна хімія. – Вінниця: Нова книга, 2003. – 464 с.

2.Практикум з загальної та неорганічної хімії / Є.Я.Левітін, Р.Г.Клюєва, А.М.Бризицька та ін. – Харків: Основа, 1998. – 119 с.

3.Загальна та неорганічна хімія: У 2-х ч./О.М.Степаненко, Л.Г.Рейтер,

В.М.Ледовских, С.В.Іванов. – К.: Пед. Преса, 2002.– Ч. І.– 520 с.;– Ч.ІІ.–

4.Романова Н.В. Загальна та неорганічна хімія. – Київ-Ірпінь, 1998. – Розділ

8, С.151-155.

5.Григор’єва В.В., Самійленко В.М., Сич А.М. Загальна хімія. – К.: Вища школа, 1991. – С.158-167.

6.Глинка Н.Л. Общая химия. – Л.: Химия, 1985. – С. 197-215.

3.3. Матеріали для самоконтролю

а) Дати письмові відповіді на контрольні запитання:

1.Що виражає концентрація розчину?

2.На які дві групи поділяються способи вираження концентрації? В якому випадку концентрація оцінюється безрозмірними величинами (в частках від одиниці або відсотках)?

3.Що таке масова частка речовини у розчині? В яких одиницях вона виражається?

4.Молярна концентрація розчину. В яких одиницях її вимірюють?

5.Молярна концентрація еквівалента (нормальність розчину). В яких одиницях її вимірюють?

6.Що таке титр розчину? Вивести формулу, яка зв’язує титр і нормальність розчину.

б) Задачі для самостійного розв’ язання

1.Опишіть методику приготування розчину з масовою часткою карбонату натрію 5 %, виходячи із кристалічної соди Na2CO3 ×10H2O.

2.Як приготувати 200 см3 розчину нітратної кислоти з масовою часткою 10 % (густина 1,054 г/см3), виходячи з 21 % розчину кислоти (густина 1,125 г/см3)?

3.Обчисліть масу води, яку необхідно додати до 3 кг розчину пероксиду водню з масовою часткою 30 %, щоб одержати розчин з масовою часткою

3 %.

4.Обчисліть молярну концентрацію розчину хлоридної кислоти з масовою часткою 25 %, якщо його густина складає 1,2 г/мл.

5.Як приготувати 250 см3 0,12 М розчину гідроксиду натрію, виходячи з кристалічного лугу?

35

6.Як приготувати 500 см3 0,2 М розчину гідроксиду натрію, виходячи з 20 % розчину NaOH?

7.Як приготувати 200 см3 розчину сульфату алюмінію з молярною концентрацією еквівалента 0,2 моль/дм3?

4. Матеріал для аудиторної роботи

4.1. Обладнання для проведення заняття

Мірний посуд, терези, реактиви, необхідні для проведення дослідів.

4.2. Зміст і методика проведення заняття

а) Виклад основних теоретичних положень:

−аналіз формул для обчислення складу розчинів;

−приготування розчинів заданої концентрації.

б) Перелік практичних вмінь на навичок:

−знати способи вираження концентрації розчинів;

−вміти розв’язувати ситуайційні задачі;

−вміти готувати розчини заданої концентрації.

4.3.Інструкції по виконанню практичних завдань

4.3.1. Приготування розчинів з заданою масовою часткою, виходячи з більш концентрованого розчину

Визначити аерометром густину вихідного розчину. За таблицею знайти вміст речовини у вихідному розчині. Розрахувати масу вихідного розчину і води (в грамах), які необхідні для приготування розчину заданої концентрації. Знайти об’єм вихідного розчину. Відміряти мірним циліндром необхідний об’єм води і влити в колбу (або хімічний стакан). Відміряти мірним циліндром розрахований об’єм вихідного розчину, влити в колбу з водою і перемішати. Визначити аерометром густину одержаного розчину. За таблицею знайти його масову частку і порівняти з заданою. Визначити точність виконання досліду.

4.3.2. Приготування розчину заданої молярної або молярної концентрації еквівалента з більш концентрованого розчину

Визначити аерометром густину вихідного розчину. За таблицями знайти вміст речовини у вихідному розчині і розрахувати, який об’єм цього розчину треба взяти, щоб приготувати заданий об’єм (V мл) розчину певної концентрації. В мірну колбу влити трохи дистильованої води, додати до неї відміряний піпеткою або мірним циліндром розрахований об’єм вихідного розчину і перемішати. Потім, доливши воду, довести рівень рідини до мітки, щільно закрити колбу корком і декілька разів перемішати, перевертаючи колбу догори дном. Визначити аерометром густину виготовленого розчину, розрахувати його концентрацію і порівняти з заданою. За вказівкою викладача точну полярність або молярну концентрацію еквівалента можна

36

встановити титруванням. Визначити точність виконання досліду.

4.3.3. Приготування розчину заданої концентрації з твердої речовини

Обчислити масу твердої речовини, необхідну для приготування заданого об’му (V мл) розчину заданої концентрації. Зважити необхідну кількість речовини на годинниковому склі на аналітичних терезах. В мірну колбу вставити лійку і перенести в неї наважку речовини. Невеликою кількістю дистильованої води змити з годинникового скла над лійкою речовину в колбу. Поступово добавляючи воду, домогтися повного розчинення речовини. Потім водою довести рівень розчину до мітки. Останні порції води слід додавати краплями з піпетки. Рівень рідини визначають за нижнім рівнем меніску. Щільно закрити колбу і перемішати розчин. Визначити густину приготованого розчину аерометром. З таблиці знайти вміст речовини і розрахувати молярну концентрацію. Порівняти вирахувану концентрацію з заданою. Визначити точність виконання дослідую.

4.3.4. Приготування ізотонічного розчину хлориду натрію

Ізотонічний розчин NaCl – це розчин хлориду натрію з масовою часткою 0,9 %. Для виготовлення 500 мл такого розчину треба відважити 0,9×5 = 4,5 г NaCl, кількісно перенести наважку в мірну колбу на 500 мл і долити дистильованою водою до мітки. Це є масо-об’ємний метод, за допомогою якого готуються всі рідкі лікарські форми в аптеках.

5. Підведення підсумків та зарахування роботи.

Заняття № 8

Тема: Колігативні властивості розчинів

1. Актуальність теми

Знання колігативних властивостей розбавлених розчинів дає можливість аналізувати такі явища як дифузія, осмос, тургор, перехід речовини крізь біологічні мембрани, йонообмін в організмі, гемоліз, мембранна рівновага тощо.

Матеріал даної теми потрібний для вивчення програмного матеріалу з біонеорганічної хімії, а також деяких розділів фізколоїдної та біологічної хімії та фізіології.

2. Мета заняття

-знати колігативні властивості розчинів;

-вміти розв’язувати ситуаційні задачі;

-вміти готувати гіпо-, гіперта ізотонічні розчини та знати їх

37

застосування в медичній та фармацевтичній практиці;

−вміти визначати деякі параметри речовин: молекулярну масу, ступінь електролітичної дисоціації та осмотичний тиск методом кріометрії;

−вміти аналізувати такі явища як плазмоліз, гемоліз, тургор.

3.Матеріали доаудиторної самостійної роботи

3.1. Засвоїти матеріал навчальної програми

Поняття про колігативні властивості розчинів. Залежність «властивість розчину – концентрація». Закони Рауля і Вант-Гоффа. Осмос і осмотичний тиск. Осмолярність розчинів. Концентраційні ефекти осмотичного тиску розчинів електролітів. Ізотонічний коефіцієнт. Гіпо-, гіперта ізотонічні розчини. Роль осмосу і осмотичного тиску в біологічних системах. Плазмоліз, гемоліз, тургор. Кріометрія, ебуліометрія, осмометрія та їх застосування.

3.2. Література до теми:

1.Левітін Є.Я., Бризицька А.М., Клюєва Р.Г. Загальна та неорганічна хімія. – Вінниця: Нова книга, 2003. – 464 с.

2.Практикум з загальної та неорганічної хімії / Є.Я.Левітін, Р.Г.Клюєва, А.М.Бризицька та ін. – Харків: Основа, 1998. – 119 с.

3.Загальна та неорганічна хімія: У 2-х ч./О.М.Степаненко, Л.Г.Рейтер,

В.М.Ледовских, С.В.Іванов. – К.: Пед. Преса, 2002.– Ч. І.– 520 с.;– Ч.ІІ.–

4.Мороз А.С., Ковальова А.Г. Фізична та колоїдна хімія. – Львів: Світ, 1994.

– С. 35-48.

5.Глінка Н.Л. Загальна хімія. – Л., 1985.– С. 215-223.

6.Григор’єва В.В. і спів. Загальна хімія. – К.: Вища школа, 1991. – С. 167174.

7.Романова Н.В. Загальна та неорганічна хімія. – Київ-Ірпінь, 1998. – Розділ

8. – С. 155-160.

3.3. Матеріали для самоконтролю.

а) Дати письмові відповіді на контрольні запитання

1.У чому полягає різниця між дифузією і осмосом? Які фактори впливають на величину осмотичного тиску?

2.Які розчини називають ізо-, гіпер- і гіпотонічними? Чи буде відрізнятися при одній і тій же температурі осмотичний тиск 0,1% розчину глюкози від 0,1% розчину білка і 0,1% розчину NaCl?

3.Поясніть, чому тиск пари над розчином менший від тиску пари над чистим розчинником? Над яким водним розчином неелектроліту – одночи двомолярним – тиск пари більший і у скільки разів?

4.Покажіть графічно, що розчин повинен закипати при вищій і замерзати при нижчій температурі, ніж розчинник. Сформулюйте закони Рауля і запишіть їх математичний вираз.

5.Як можна обчислити осмотичний тиск розчину, якщо відоме пониження температури замерзання?

38

а ступінь дисоціації NaCI α = 0,93 або 93 %.

б) Задачі для самостійного розв’ язання

1.Визначити молекулярну масу неелектроліту, якщо розчин, що містить 45 г цієї речовини у 500 мл води замерзає при –0,93 0С.

Відповідь: 180 г/моль.

2.Осмотичний тиск плазми крові людини за температури 37 0С дорівнює 780 кПа. Яку масу сахарози необхідно взяти для виготовлення 0,25 л розчину, ізотонічного до сироватки крові.

Відповідь: 25,65 г.

3.Кров людини замерзає при –0,56 0С. Чому дорівнює молярна концентрація речовин, що містяться у крові та осмотичний тиск сироватки крові?

Відповідь: 0,3 моль/л, 7,6 атм.

4.При якій температурі почне кипіти 3,6 % розчин саліцилової кислоти

(С7Н6О3) у спирті, якщо чистий спирт закипає при 78,5 0С, а КЕ = 1,22 С/моль?

Відповідь: 78,83 0С.

5.Осмотичний тиск рідини в деяких протопластах дорівнює 5 атм. Яка молярна концентрація водного розчину сахарози, якщо він ізотонічний по відношенню до рідини в цих клітинах за температури 30 0С.

Відповідь: 0,2 моль/л.

6.Чи будуть ізотонічними 3,56 % розчин глюкози і 0,586 % розчин хлориду натрію повністю йонізований?

Відповідь: так.

7.Знайти «уявний ступінь» дисоціації нітрату калію в 1 М розчині, який замерзає при –3,01 0С.

Відповідь: 0,62.

4. Матеріал для аудиторної роботи

4.1.Матеріал для проведення заняття

Кріоскоп і реактиви для проведення дослідів.

4.2.Зміст і методика проведення заняття

а) Виклад основних теоретичних положень:

−суть колігативних властивостей розчинів електролітів і неелектролітів:

−гіпо-, гіперта ізотонічні розчини у фармації та медицині;

−роль осмосу та осмотичного тиску в біологічних системах;

−плазмоліз та гемоліз.

б) Перелік практичних вмінь та навичок:

−знати колігативні властивості розчинів;

−вміти аналізувати закони Вант-Гоффа і Рауля;

−вміти обчислювати осмотичний тиск біологічних рідин за різних умов;

−знати застосування гіпо-, гіперта ізотонічних розчинів у фармації та

40