Заняття 1. Біогенні елементи; біологічна роль, застосування в медицині.

Мета (знати, вміти):

– засвоїти правила техніки безпеки в хімічній лабораторії;

– мати уявлення про теорію електронної будови атомів;

– знати періодичний закон и періодичну систему Д.І. Менделєєва;

– трактувати взаємозв'язок між біологічною роллю біогенних s-, p-, d-елементів та формою знаходження їх в організмі;

– аналізувати взаємозв'язок між хімічними властивостями сполук s-, p-, d-елементів та їх застосуванням у медичній практиці.

Основні поняття теми заняття: хімічний елемент, s-, p-, d-елементи, біогенні елементи, електронна конфігурація, хімічний зв'язок, електронегативність, ступінь окислення, хімічна реакція. 

Література:

1. Медична хімія: Підр. для ВНЗ/В.О. Калібабчук, І.С Чекман, В.І. Галинська та інш.; Під ред. В.О. Калібабчук.- К.: ВСВ Медицина, 2013 – 390 с. [11-44; 278-314]

2. Медична хімія: Підр. для вузів/В.О. Калібабчук, Л.І. Грищенко, В.І. Галинська та інш.; Під ред. В.О. Калібабчук.- К.: Інтермед, 2006 – 460 с. [12-41; 326-448]

Теоретичні питання:

Загальні відомості про біогенні елементи. Якісний та кількісний вміст біогенних елементів в організмі людини. Макроелементи, мікроелементи та домішкові елементи. Органогени. Вчення В.І. Вернадського про біосферу та роль живої речовини (живих організмів). Зв’язок між вмістом біогенних елементів в організмі людини та їх вмістом в оточуючому довкіллі. Ендемічні захворювання, їх зв’язок з особливостями біогеохімічних провінцій (районів з природним дефіцитом або надлишком певних хімічних елементів в літосфері). Проблеми забруднення та очищення біосфери від токсичних хімічних сполук техногенного походження.

Електронна структура та електронегативність s- і p-елементів. Хімічні властивості s- та p-елементів та їх сполук (реакції без зміни ступеня окиснення). Зв’язок між місцезнаходженням s- та p-елементів в періодичній системі та їх вмістом в організмі. Застосування в медицині. Токсична дія сполук.

Якісні реакції на іони CO₃^2-, SO₄^2-, NO₂^-, S₂O₃^2-.

Метали життя. Електронна структура та електронегативність d-елементів.Типові хімічні властивості d-елементів та їх сполук (реакції зі зміною ступеня окиснення, комплексоутворення). Біологічна роль. Застосування в медицині. Токсична дія d-елементів та їх сполук

Якісні реакції на іони MnO₄^-, Fe³⁺, Cu²⁺, Ag⁺.

Тести та вправи до самостійної роботи:

1. Електронегативність – це:

а) енергія, яка потрібна для відщеплення електрона від атома, що знаходиться в основному стані;

б) відносна здатність атомів притягати до себе електрони;

в) здатність атомів елемента приєднувати певне число інших атомів;

г) енергія, що виділяється чи поглинається внаслідок приєднання електрона до ізольованого атома.

2. Валентність – це:

а) енергія, яку потрібно затратити, щоб відщепити електрон від ізольованого атома;

б) відносна здатність атомів притягати до себе електрони;

в) здатність атомів елемента приєднувати певне число інших атомів;

г) енергія, що виділяється чи поглинається внаслідок приєднання електрону до ізольованого атома.

3. Ступінь окиснення – це:

а) число нуклонів у ядрі атома;

б) умовний заряд атома в сполуці;

в) порядковий номер елемента в періодичній системі;

г) число структурних одиниць, яке міститься в 1 моль речовини.

4. Іон – це:

а) атом (чи група атомів), що має надлишок або нестачу електронів;

б) атом (чи група атомів), що має непарні електрони;

в) найменша частинка речовини, здатна до самостійного існування, що зберігає хімічні властивості цієї речовини;

г) вид атомів з однаковим зарядом ядра.

5. У якому ряду елементи розташовані у порядку зменшення їх електронегативності:

а) Li, Be, B, C; б) C, B, N, O;

в) N, P, O, S; г) Li, Na, K, Rb?

6. Чому дорівнює ступінь окиснення хлору в сполуці калій гіпохлорит?

а) -1; б) +1; в) +5; г) +7.

7. Чому дорівнює ступінь окиснення оксигену в сполуці гідроген пероксид ?

а) –2; б) +2; в) –1; г) 0.

8. Електронна конфігурація 1s² 2s² 2p² відповідає атому:

а) нітрогену; б) карбону; в) оксигену; г) фтору.

9. У якому ряду записані тільки р-елементи:

а) Li, Be, B, C; б) K, Ca, Cl, F;

в) Si, P, S, Cl; г) Sr, O, Al, N?

10. У якому ряду записані р-елементи у порядку зменшення їх атомних радіусів:

а) Cl, S, Br, F; б) F, Cl, Br, I;

в) I, Br, Cl, F; г) B, C, Al, Si?

11. У якому ряду записані формули тільки кислот:

а) NаOH, HCI, NaHSO₄ ; б) HF, H₂C₂O₄ , CH₃COOH ;

в) KHCO₃, NH₃, H₂SO₄ ; г) HNO₃, HNO₂ , NH₃?

12. У якому ряду записані формули тільки солей:

а) CH₃COOH, C₆H₁₂O₆ , NH₃; б) K₂CO₃, Na₂C₂O₄, NH₄Cl;

в) Na₂O , (NH₄)₃PO₄, HCI; г) C₂H₄, Cа(OH)₂, AlCl₃?

13. У якому ряду записані формули тільки основ:

а) NаOH, Mg(OH)₂, NH₄Cl; б) NаOH, Ca(OH)₂, Sr(OH)₂;

в) Ba(OH)₂, Be(OH)₂, CaC₂O₄; г) LiOH, KNO₃, NH₄OH?

14. У якому ряду записані формули тільки оксидів:

а) Nа₂O, CaO, Cl₂O; б) Nа₂O₂ , NH_{3 ,} P₂O₅;

в) KNO₃, BaO, N₂O₅ ; г) NH₃ Cl₂O, SO₂?

15. В якому ряду записані формули кислот, що можуть утворювати тільки кислі солі:

а) HCl, HNO₃, H₂SO₄ ; б) H₂SO₃ , H₂CO₃ , H₃ PO₄;

в) HClO, H₃PO₄ , CH₃COOH; г) HBr, NH₃, H₂SO₄?

16. Електролітична дисоціація – це:

а) процес розщеплення електролітів на іони під дією полярних розчинників;

б) обмінна взаємодія речовин з водою;

в) взаємодія основи з кислотою;

г) процес переходу речовини із однієї кристалічної форми в іншу.

17. Ступінь дисоціації – це:

а) відношення числа молекул, що розщепились на іони, до числа розчинених молекул;

б) умовний заряд атома в молекулі;

в) відношення числа молекул, що зазнали гідролізу, до числа розчинених молекул;

г) число структурних одиниць, які містяться в 1 моль речовини.

18. Слабкі електроліти – це:

а) електроліти, що повністю дисоціюють на іони;

б) електроліти, що частково дисоціюють на іони;

в) речовини, розчини яких проводять електричний струм;

г) речовини, що вступають у обмінну реакцію з водою.

19. У якому ряду записані формули тільки електролітів:

а) C₆H₂O₆ , H₂C₂O₄, H₂CO₃; б) KI, O₂, KNO₃ ;

в) C₆H₆, H₂SO₄, KCl; г) Na₂S₂O₃, Аl (NO₃)₃, HCl?

20. При складанні іонних рівнянь у вигляді іонів записують:

а) тільки ті електроліти, що добре розчиняються;

б) тільки всі солі, що добре розчиняються;

в) тільки ті електроліти, що добре розчиняються та одночасно добре дисоціюють;

г) всі електроліти.

21. Яке з наведених рівнянь є рівнянням реакції дисоціації ?

а) CH₃COOH + Н₂О D CH₃COO^- + H₃O⁺;

б) CH₃COO^– + Н₂О D CH₃COOH + OH^-;

в) CH₃COOH + OH^- = CH₃COO^- + Н₂О;

г) 2CH₃COOH + CO₃^2– = 2CH₃COO^– + Н₂О + CO₂?

22. Гідроліз – це:

а) процес розщеплення електролітів на іони під дією полярних розчинників;

б) обмінна реакція речовин з водою, що супроводжується утворенням малодисоційованих сполук, зміщенням рівноваги дисоціації води та зміною рН;

в) взаємодія основи з кислотою;

г) процес переходу речовини із однієї кристалічної форми в іншу.

23. Яка з солей гідролізує за катіоном :

а) амоній сульфат; б) натрій карбонат;

в) калій гіпохлорит; г) кальцій хлорид ?

24. У водному розчині якої солі реакція середовища лужна:

а) амоній сульфат; б) амоній хлорид;

в) натрій хлорид; г) натрій карбонат?

25. При розчиненні якої солі у воді гідроліз відбувається , але реакція середовища майже не змінюється:

а) барій ацетат; б) амоній хлорид;

в) калій нітрат; г) магній ацетат?

26. В іонному рівнянні гідролізу Pb(NO₃)₂ пропущена формула одного з продуктів:

Pb²⁺ + Н₂О = ? + Н⁺. Написати формулу продукту.

27. Знайти загальну суму коефіцієнтів у рівнянні реакції повної нейтралізації сульфатної кислоти амоніаком:

а) 3; б) 4; в) 5; г) 6.

28. Встановити відповідність між формулою солі та іонним рівнянням гідролізу цієї солі.

Сіль: Іонні рівняння гідролізу:

1. K₂СO₃; а) CH₃COO^– + НОH D CH₃COOH + OH^–;

2. NH₄CH₃COO; б) CH₃COO^– + NH₄⁺ +HOH D CH₃COOH + NH₄OH;

3. NaCH₃COO. в) CО₃^2– + НОH D HCO₃^– + OH^– ;

г) NH₄⁺ + НOH D NH₃∙Н₂O + H⁺.

29. Окиснення – це:

а) процесс віддавання електронів частинками речовини;

б) процесс приєднання електронів частинками речовини;

в) процес розщеплення електролітів на іони;

г) процес накопичення однієї речовини на поверхні іншої.

30. Відновник – це:

а) атом чи група атомів, що має надлишок електронів;

б) атом чи група атомів, що має нестачу електронів;

в) частинка, що приєднує електрони;

г) частинка, що віддає електрони.

31. Окисно-відновними називають реакції, перебіг яких супроводжується:

а) виділенням теплоти;

б) поглинанням теплоти;

в) зміною ступеня окиснення атомів;

г) утворенням слабкого електроліту.

32. Яка з реакцій, за наведеними нижче схемами, є окисно-відновною:

а) MnO₂ + KOH  K₂MnO₃ + H₂O; б) MnO₂ + HCl  MnCl₂ + Cl₂ + H₂O;

в) MnCO₃  MnO + CO₂; г) MnCl₂ + NaOH  Mn(OH)₂ + NaCl.

Розставити коефіцієнти у обраному рівнянні реакції.

33. При виготовленні ліків, що містять КІ, необхідно враховувати його окисно-відновні властивості. З якою із перелічених сполук КІ несумісний:

а) KCl; б) K₂S; в) KMnO₄; г) CaCl₂?

34. Елементи-органогени записані у ряді:

а) N,P,K,Mg,Cl; б) C,H,O,N,P,S;

в) C,H,O,Ca,F,Br; г) N,P,S,Ba,O,F.

35. Яку з галогенідних кислот містить шлунковий сік:

а) фторидну ; б) хлоридну; в) бромідну; г) йодидну?

36. Дефіцитом якого елементу в організмі зумовлюється виникнення карієсу зубів та який метод профілактики використовують:

а) хлору, хлорування води;

б) фтору, додавання фторидів до зубної пасти;

в) йоду, додавання йодидів до харчової солі;

г) брому, додавання бромідів до питної води?

37. Кістки та зуби містять такі сполуки фосфору:

а) Сa₃ (PO₄)₂ ; б) Сa(H₂PO₄)₂;

в) Сa₅(PO₄)₃OH; Ca₅(PO₄)₃F; г) Сa(HPO₄).

38. Внутрішньоклітинними катіонами є іони, записані у парі :

а) K⁺, Mg²⁺ ; б) K⁺, Na⁺;

в) Na⁺, Mg²⁺ ; г) K⁺, Ca²⁺.

39. У передачі нервових імпульсів через мембрану найбільшу участь беруть іони, записані у ряду :

а) K⁺, Na⁺, Cl^–; б) K⁺, Fe²⁺, Zn²⁺;

в) Mg²⁺, Ba²⁺, I^–; г) Ca²⁺, Cl^– , Cu²⁺.

40. H₂S є токсичним для живого організму тому, що:

а) блокує перенесення електронів у дихальному ланцюзі;

б) утворює кислі солі;

в) більшість сульфідів не розчинні у воді;

г) при взаємодії з киснем утворює сульфур.

Лабораторна робота №1