Методичні вказівки 2

Методичні вказівки уклали: доценти Гасс Р.С., Голос І.Я.,

Драпак І.В., Кленіна О.В., Огурцов В.В., Роговик В.Й., Роман О.М., асистенти Бурун Л.О., Мирко І.І., Сулима М.І., Чабан Т.І., Тимкевич О.З

За загальною редакцією: доцента Огурцова В.В.

Методичні вказівки обговорені і схвалені до друку цикловою методичною комісією з фізико-хімічних дисциплін (протокол № 3 від 31 серпня 2016 р.).

Рецензенти:

проф. В. П. Музиченко – професор кафедри фармацевтичної, органічної і біоорганичної хімії ЛНМУ імені Данила Галицького.

доц. И. И. Галькевич – завідувач кафедри токсикологічної та аналітичної хімії ЛНМУ імені Данила Галицького.

2

ВСТУП

Дані методичні розробки пропонуються студентам спеціальності 222 «Медицина» з метою методичного забезпечення самостійної роботи при підготовці до практичних занять і виконанні лабораторних робіт з дисципліни «Медична хімія».

Кожна методична розробка починається з висвітлення актуальності теми і навчальних цілей заняття. Наведений необхідний матеріал для доаудиторної самостійної роботи студента, включаючи текст програмного матеріалу, для повного опрацювання якого студент повинен використати конспект лекцій та рекомендовану літературу. У блоку інформації наведена коротка узагальнена інформація з теми, що вивчається. Для самоконтролю підготовки наведені контрольні питання, вправи та задачі, на які студент повинен дати письмові відповіді, провести розв’язання, використовуючи наведені в розробці алгоритми.

У підрозділі «Матеріал для аудиторної роботи» описані методики виконання дослідив передбачених для виконання в навчальній лабораторії, наведено зміст дослідів і техніку їх виконання.

3

Інформація про організацію навчального процесу вивчення дисципліни “ Медична хімія”

Медична хімія як навчальна дисципліна структурована на 4 змістові модулі (16 практичних занять):

Змістовий модуль 1. Розчини. Властивості розчинів. Хімія біогенних елементів. Комплексоутворення в біологічних рідинах

Змістовий модуль 2. Кислотно– основні рівноваги в біологічних рідинах Змістовий модуль 3. Термодинамічні та кінетичні закономірності

перебігу процесів та електрохімічні явища в біологічних системах Змістовий модуль 4. Фізико-хімія поверхневих явищ. Ліофобні та ліофільні

дисперсні системи

Студенти на практичних заняттях оформляють протоколи проведених досліджень, де зазначають мету досліду і коротко описують хід роботи, результати досліджень та висновки.

Засвоєння теми контролюються на практичних заняттях у відповідності з конкретними цілями. Контроль рівня підготовки студентів здійснюється зі застосовуванням таких засобів: тестові завдання, розв’язування ситуаційних задач, проведення лабораторних досліджень і трактування та оцінка їх результатів, контроль практичних навичок.

Підсумковим контролем засвоєння дисципліни «Медична хімія» в цілому є іспит.

Оцінювання успішності навчання студентів при вивчені «Медичної хімії»

Поточний контроль здійснюється на кожному практичному занятті відповідно конкретним цілям, під час індивідуальної роботи викладача зі студентом для тих тем, які студент опрацьовує самостійно і вони не входять до структури практичного заняття.

Застосовуються такі засоби діагностики рівня підготовки студентів: тестування, розв’язування ситуаційних задач, проведення лабораторних досліджень і трактування та оцінка їх результатів, контроль практичних навичок.

На кожному практичному занятті студент відповідає на 20 запитань (тести за темою практичного заняття, стандартизовані питання, знання яких необхідно для розуміння поточної теми, питання лекційного курсу і самостійної роботи, які стосуються поточного заняття; демонструє знання і вміння практичних навичок відповідно до теми практичного заняття).

Критерії оцінювання поточної навчальної діяльності студента

На кожному практичному занятті знання студента оцінюються за чотирибальною системою ( «5», «4», «3», «2») згідно з критеріями оцінювання поточної діяльності студента.

Тестовий контроль теоретичної підготовки проводиться шляхом

4

написання тесту довжиною 20 питань, правильна відповідь на 1–18 питання оцінюється в 1 бал, питання 19 і 20 оцінюються в 2 бали. Максимальна сума балів за весь тест становить 22 бали, мінімальна кількість балів, яку студент повинен набрати для зарахування теоретичної частини практичного заняття дорівнює 9 балам (50 % правильних відповідей).

Контроль проведення лабораторних досліджень і засвоєння практичних навичок здійснюється після виконання лабораторної роботи, шляхом оцінки якості і повноти її виконання, здатності трактувати одержані результати. За практичну частину заняття студент може набрати:

4 бали, якщо лабораторна робота виконана в повному обсязі і студент вільно і правильно пояснює проведені дослідження та дає їм оцінку;

2 бали, якщо лабораторна робота виконана з деякими помилками, студент не може в повному обсязі пояснити проведені дослідження та дати їм оцінку; 0 балів, якщо лабораторна робота не виконана або студент не може

пояснити проведені дослідження та дати їм оцінку.

Підсумкова оцінка за заняття визначається за сумою результатів тестового контролю і виконання лабораторної роботи таким чином:

Матеріал для самостійної роботи студентів, який передбачений в темі практичного заняття одночасно із аудиторною роботою, оцінюється під час поточного контролю теми на відповідному аудиторному занятті. Оцінювання тем, які виносяться на самостійне опрацювання і не входять до тем аудиторних навчальних занять, контролюються під час іспиту.

Схема нарахування та розподіл балів, які отримують студенти за

поточну навчальну діяльність

Максимальна кількість балів, яку може набрати студент за поточну навчальну діяльність для допуску до екзамену становить 120 балів.

Мінімальна кількість балів, яку повинен набрати студент за поточну навчальну діяльність для допуску до екзамену становить 72 бали.

Розрахунок кількості балів проводиться на підставі отриманих студентом оцінок за 4-ри бальною (національною) шкалою під час вивчення дисципліни, шляхом обчислення середнього арифметичного (СА), округленого до двох знаків після коми. Отримана величина конвертується у бали за багатобальною шкалою таким чином:

5

СА 120

5

Для зручності наведено таблицю перерахунку за 200-бальною шкалою:

Методика та засоби стандартизованого оцінюванняпри складані

підсумкового контролю

Формою підсумкового контролю при вивченні «Медичної хімії» є семестровий іспит, до якого допускаються студенти, які виконали всі види робіт, передбачені начальною програмою, відпрацювали усі навчальні заняття та при вивчені модуля набрали кількість балів, не меншу за мінімальну.

Форма проведення іспиту є стандартизованою, включає контроль теоретичної та практичної підготовки та складається із таких етапів:

I етап - письмова відповідь на тестові завдання формату А (бланковий з комп'ютерною перевіркою).

Студент відповідає на пакет тестів. Кожний пакет містить 66 тестів формату А з тем кожного змістового модуля, і оцінюється в 1 бал за кожну правильну відповідь.

II етап - письмова відповідь на 7 ситуаційних задач, на які студент повинен відповісти письмово. Кожна правильна відповідь оцінюється у 2 бали.

Максимальна кількість балів, яку може набрати студент при складанні екзамену становить 80.

Мінімальна кількість балів при складанні екзамену - не менше 50.

Визначення кількості балів, яку студент набрав з дисципліни

Оцінка з дисципліни «Медична хімія» визначається, як сума балів за

6

поточну навчальну діяльність (не менше 72) та балів за іспит (не менше 50). Бали з дисципліни незалежно конвертуються як в шкалу ECTS, так і в 4-

бальну (національну) шкалу. Бали шкали ECTS у 4-бальну шкалу не конвертуються і навпаки.

Бали студентів, які навчаються за однією спеціальністю, з урахуванням кількості балів, набраних з дисципліни ранжуються за шкалою ECTS таким чином:

Ранжування з присвоєнням оцінок „ А”, „ В”, „ С”, „D”, „ Е” проводиться для студентів даного курсу, які навчаються за однією спеціальністю і успішно завершили вивчення дисципліни. Студенти, які одержали оцінки FX, F («2») не вносяться до списку студентів, що ранжуються. Студенти з оцінкою FX після перескладання автоматично отримують бал „ Е”.

Бали з дисципліни для студентів, які успішно виконали програму, конвертуються у традиційну 4-ри бальну шкалу за абсолютними критеріями, які наведено нижче у таблиці:

Оцінка ECTS у традиційну шкалу не конвертується, оскільки шкала ECTS та чотирибальна шкала незалежні.

Об’єктивність оцінювання навчальної діяльності студентів перевіряється статистичними методами (коефіцієнт кореляції між оцінкою ECTS та оцінкою за національною шкалою).

7

Змістовий модуль 3. Термодинамічні та кінетичні закономірності перебігу процесів та електрохімічні явища в біологічних системах

Змістовий модуль 4. Фізико-хімія поверхневих явищ. Ліофобні та ліофільні дисперсні системи

8

Заняття № 9

Тема: Теплові ефекти хімічних реакцій в розчинах. Направленість процесів

1. Актуальність теми

Більшість хімічних процесів супроводжуються помітним виділенням або вбиранням енергії у вигляді теплоти, що пояснюється руйнуванням одних хімічних зв’язків і утворенням інших. Розділ хімії, в якому вивчаються теплові ефекти (енергетика) хімічних реакцій, називають термохімією.

Хімічна термодинаміка вивчає закономірності перетворення різних видів енергії при хімічних процесах. Вона має велике теоретичне і практичне значення, тому що дає змогу визначити теплові ефекти хімічних реакцій, енергії утворення зв’язків, дати оцінку стабільності хімічних сполук, енергетичної цінності різних видів палива, калорійності харчових продуктів, а також передбачити ймовірність, напрямленість та межі перебігу хімічних та біохімічних реакцій.

На основі класичної термодинаміки базується біоенергетика, яка описує закономірності перетворення енергії у живих системах.

2.Навчальні цілі:

−знати основні поняття та закони термохімії;

−вміти проводити термохімічні розрахунки для оцінки калорійності харчових продуктів;

−вміти теоретично розраховувати та експериментально визначати теплові ефекти хімічних реакцій і процесів;

−знати основні поняття і закони хімічної термодинаміки, вміти застосовувати їх для визначення напрямленості і глибини перебігу хімічних процесів;

−вміти на сучасному рівні пояснити особливості організації живих систем і основні процеси перетворення енергії в них.

3.Матеріали доаудиторної самостійної роботи

3.1. Засвоїти матеріал навчальної програми

Предмет хімічної термодинаміки. Основні поняття хімічної термодинаміки: термодинамічна система (ізольована, закрита, відкрита, гомогенна, гетерогенна), параметри стану (екстенсивні, інтенсивні), термодинамічний процес (оборотний, необоротний). Живі організми – відкриті термодинамічні системи. Необоротність процесів життєдіяльності.

Перший закон термодинаміки. Ентальпія. Термохімічні рівняння. Стандартні теплоти утворення та згорання. Закон Гесса. Метод калориметрії. Енергетична характеристика біохімічних процесів. Термохімічні розрахунки для оцінки калорійності продуктів харчування та складання раціональних та лікувальних дієт.

9

Самодовільні і несамодовільні процеси. Другий закон термодинаміки. Ентропія. Термодинамічні потенціали: енергія Гіббса, енергія Гельмгольца. Термодинамічні умови рівноваги. Критерії направленості самодовільних процесів.

Застосування основних положень термодинаміки до живих організмів. АТФ як джерело енергії для біохімічних реакцій. Макроергічні сполуки. Енергетичні супряження в живих системах: екзергонічні та ендергонічні процеси в організмі/

3.2.Блок інформації

Мірою руху та взаємодії матеріальних систем є енергія, як невід’ємна властивість системи. Повна енергія системи складається з кінетичної та потенціальної енергії системи як цілого та її внутрішньої енергії.

У хімічні йтермодинаміці широко використовують таку термодинамічну функцію як ентальпія Н. Ентальпія – це енергія, якою володіє система за сталого тиску; ентальпія чисельно дорівнює сумі внутрішньої енергії U і потенціальної енергії pV:

Н = U + pV.

Для хімічних реакцій важливо знати зміну ентальпії H, яку виражають у Дж/моль і визначають за рівнянням:

H = H2 – H1.

Форму передачі енергії від однієї системи до іншої внаслідок неупорядкованого (хаотичного) руху молекул називають теплотою, яку позначають символом Q і вимірюють у Дж. Теплота Q за сталого тиску дорівнює зміні ентальпії Н, взятій з протилежним знаком, тобто:

Qp = – Hр.

З точки зору енергетики, всі хімічні реакції поділяють на екзотермічні, які

виділяється або вбирається під час перебігу хімічної реакції, називають її тепловим ефектом.

Кількість енергії (теплоти), що виділяється або вбирається при утворенні одного моля хімічної сполуки з простих речовин, називають теплотою утворення цієї сполуки. Цю фізичну величину позначають Q у термохімічній системі, а у термодинамічній системі користуються ентальпією утворення Нутв. Теплота Q за постійного тиску Р дорівнює зміні ентальпії Н, взятій з протилежним знаком, тобто:

Qp = H2 – H1 = – Hр

Ентальпії утворення речовин, виміряні за стандартних термодинамічних умов (температура 298 К (25 оС), тиск 101325 Па (1 атм)), називають

стандартними ентальпіями утворення і позначаються H o298 або скорочено

Hо. Значення цієї функції для деяких хімічних сполук наводиться у таблицях (див. табл. 3 у додатках).

10