Самостійна позааудиторна робота

1.Йонний добуток води, його суть.

2.Види кислотно-основних реакцій, що використовуються в аналітичній хімії (йонізація, нейтралізація, гідроліз). Написати відповідні реакції.

3.Показник водневих (рН) та гідроксильних (рОН) йонів.

4.Як впливає концентрація водневих йонів на протікання реакцій в аналітичній хімії? Навести і записати приклади цього впливу при аналізі суміші катіонів IV-ї аналітичної групи.

5.Груповий реагент на катіони IV-ї аналітичної групи. Відношення осадів гідроксидів катіонів цієї групи до надлишку реактиву.

6.Чи можна використати для відділення катіонів IV-ї аналітичної групи амонію гідроксид? Відповідь обґрунтувати і записати.

7.Чи можна катіони IV-ї аналітичної групи виявляти у лужному середовищі?

8.Амфотерні сполуки. Використання явища амфотерності в аналізі катіонів IV-ї аналітичної групи.

Контрольні питання

1.Гідроліз солей. Константа і ступінь гідролізу. Фактори, що впливають на ступінь гідролізу.

2.Взаємозв’язок процесів осадження і розчинення.

3.Як розчиняються в кислотах важкорозчинні у воді солі сильних і слабких кислот? Написати відповідні рівняння реакцій.

4.Використання добутку розчинності в хімічному аналізі. Залежність його величини від температури.

5.Вплив однойменних та різнойменних йонів на розчинність осадів. Напишіть відповідні рівняння реакцій.

6.Вплив рН, амфотерності, комплексоутворення, оксидників, відновників на розчинність йонів.

7.Систематичний і дробний аналіз.

8.Які помилки можуть виникати в аналізі, якщо йони амонію видалені з розчину не повністю?

9.Вплив температури на величину добутку розчинності.

10.Які характерні реакції можна використати для виявлення катіонів IV-ї аналітичної групи у попередніх пробах? Напишіть рівняння відповідних реакцій.

11.Запишіть реакції виявлення йонів Al³⁺, Zn²⁺, Cr³⁺.

12.Чому катіони Алюмінію та Хрому не утворюють осадів сульфідів при взаємодії з сірководнем? Відповідь обґрунтувати.

13.Застосування катіонів ІV-ї аналітичної групи в фармацевтичній і медичній практиці.

Біологічна роль і медичне застосування сполук IV-ї аналітичної групи катіонів

Цинк і Хром належать до біогенних елементів, біологічна роль Алюмінію вивчена недостатньо. Цинк – один з найпоширеніших елементів в організмі, його вміст становить приблизно 1,4-2,3 г. У сполуках виявляє сталий ступінь окиснення і характеризується високою здатністю до координації з амінними та сульфгідрильними групами, що й реалізується в біосистемах під час утворення металоферментів. Цинк входить до складу активних центрів понад 40 різних ферментів.

Важливим ферментом, що містить Цинк, є карбоксипептидаза, що прискорює реакцію розщеплення білків до амінокислот, з яких у клітинах синтезуються нові білки. Іншим важливим ферментом, що містить йони Zn²⁺ є карбоангідраза, функція якої пов'язана з процесом дихання. Карбоангідраза каталізує реакцію взаємодії карбону (ІV) оксиду з водою до утворення гідрогенкарбонат-йону НСО₃^- (у клітинах) та розкладання його на вуглекислий газ і воду (в альвеолах легень).

Біологічна роль Цинку значною мірою пов'язана з функціонуванням залоз внутрішньої секреції, в яких він концентрується. Вважають, що передміхурова залоза добре функціонує при достатній кількості Цинку в організмі. Крім того, йони Цинку істотно впливають на здатність інсуліну знижувати рівень глюкози в крові.

Цинк відіграє важливу роль у діяльності клітин головного мозку, тому його й використовують для лікування психічних захворювань. Він також сприяє загоєнню ран, завдяки чому цинкові мазі (на основі цинку оксиду ZnO) вже здавна застосовують у дерматології. Розчин цинку сульфату ZnSO₄ використовують для лікування різних очних хворіб.

Хром - необхідний елемент для функціонування численних біосистем. Він впливає на обмін вуглеводів, ліпідів та нуклеїнових кислот, активує дію інсуліну, входить до складу ферментів трипсину і трансферину. Поліпшуючи загальний обмін речовин, Хром сповільнює процеси старіння організму. У медичній практиці вже використовують препарат під назвою "Хром піколінат" для лікування діабету. Крім того, сполуки Хрому входять до складу деяких комплексних вітамінних препаратів.

З усіх мікроелементів йон Сr (III) є найменш отруйним, однак сполуки шестивалентного хрому (хромати і дихромати) – токсичні.

Алюміній відносять до незамінних мікроелементів (загальний вміст 10^-5% за масою). Він надходить в організм з продуктами харчування та частково з водою, добова потреба в ньому становить 45-50 мг. Алюміній накопичується в кістках, печінці, легенях, нирках, головному мозку. Він сприяє розвитку й регенерації епітеліальної, сполучної та кісткової тканин, бере участь в обміні фосфоровмісних сполук.

При підвищеному вмісті в організмі сполук Алюмінію спостерігаються значні порушення рівноваги реакцій, пов'язаних з енергообміном. Крім того, надлишок сполук Алюмінію в організмі впливає на функцію центральної нервової системи, порушуючи процес передачі нервових імпульсів.

Сполуки Алюмінію мають кровоспинні, протизапальні та антацидні властивості, завдяки чому їх здавна використовують у медицині. Наприклад, алюмінію гідроксид Аl(ОН)₃ застосовують при підвищеній кислотності шлункового соку як у чистому вигляді, так і в суміші з магнію оксидом MgO (алмагель) або з Мg(ОН)₂ (маалокс). У вигляді паст, мазей, присипок калію-алюмінію сульфату додекагідрат КАl(SO₄)₂•12Н₂О (калієво-алюмінієвий галун) використовують під час запальних захворювань слизових оболонок і шкіри. Препарат алюгастрин NаАl(ОН)₂СО₃ призначають при виразковій хворобі шлунка.

Арсен в мікроскопічних кількостях знаходиться у всіх тваринних і рослинних організмах. Всі сполуки Арсену є дуже отруйними. Роль його в організмі не вияснена. Сполуки Арсену використовують в медицині, вони мають сильну токсичну дію на збудників деяких хвороб. Арсену (III) оксид As₂O₃ застосовують зовнішньо у вигляді паст в зуболікувальній практиці та при деяких шкірних захворюваннях, внутрішньо у вигляді таблеток при малокрів’ї.

Сполуки Стануму виявлені в різних тканинах і органах людини. Щоденно з їжею людина засвоює близько 17 мг Стануму. Сполуки його в якості лікарських препаратів застосування поки що не знаходять.