Министерство здравоохранения Республики Беларусь

Учреждение образования

«Гомельский государственный медицинский университет»

Кафедра общей и биоорганической химии

Обсуждено на заседании кафедры 31.08.2016 Протокол № 11

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

для проведения занятия со студентами I курса

лечебного факультета и ФПСЗС по общей химии

Тема: Коллигативные свойства растворов

Время: 3 часа

1. УЧЕБНЫЕ И ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ ЦЕЛИ:

Сформировать представления о коллигативных свойствах растворов электролитов и неэлектролитов.

МОТИВАЦИЯ ДЛЯ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ:

Изучение коллигативных свойств растворов веществ позволяет сформировать представление о процессах массопереноса в организме человека, а также о свойствах растворов, применяемых в медицине.

ТРЕБОВАНИЯ К ИСХОДНОМУ УРОВНЮ ЗНАНИЙ:

а) понятие о растворах;

б) способы выражения состава растворов;

в) ТЭД, теории слабых и сильных электролитов.

В результате проведения занятия студент должен:

1) знать:

• Законы, описывающие коллигативные свойства растворов электролитов и неэлектролитов.

2) уметь:

• решать расчетные задачи на определение коллигативных свойств растворов различных веществ;

• определять молярные массы неэлектролитов криоскопическим методом;

• определять изотонический коэффициент и кажущуюся степень диссоциации электролитов криоскопическим методом.

2. СВЯЗЬ СО СМЕЖНЫМИ ДИСЦИПЛИНАМИ:

Полученные знания, умения навыки потребуются студентам медико-диагностического факультета при анализе биологических объектов, при изучении аналитической химии, медицинской физики, фармакологии и биохимии.

3. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ:

3.1 Коллигативные свойства растворов электролитов и неэлектролитов;

3.2 Понижение давления пара над раствором – I Закон Рауля;

3.3 Криоскопический закон Рауля;

3.4 Эбуллиоскопический закон Рауля;

3.5 Осмос и осмотическое давление.

4. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЗАНЯТИЯ:

Лабораторная работа № 1

Криоскопическое определение молярной массы неэлектролита

Оснащение занятия: кристаллизатор, стакан на 200-250 мл, мерные цилиндры на 25 мл и 50 мл, термометр с делениями на 0,1-0,2^оС, мешалка, металлический штатив, охлаждающая смесь, раствор глюкозы.

Методика проведения опыта: Определение молярной массы вещества по понижению температуры замерзания его раствора по сравнению с чистым растворителем выполняется с помощью криоскопа. Схема упрощенного криоскопа представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Упрощенный криоскоп

1 – кристаллизатор

2 – стакан

3 – мешалка

4 – термометр

Приготовьте в кристаллизаторе (1) охлаждающую смесь из мелких кусочков льда и поваренной соли. Температура охлаждающей смеси не должна опускаться ниже –6^оС. В стакан (2) на 200-250 мл налейте 25 мл раствора глюкозы с известной массовой долей – плотность раствора 1 г/мл (раствор получите у лаборанта). Поместите стакан в охлаждающую смесь и накройте крышкой с отверстием для термометра. Термометр с делениями на 0,1-0,2^оС закрепите в лапке штатива и опустите в стакан так, чтобы шарик с ртутью был погружен в раствор.

Наблюдайте за понижением температуры раствора в стакане, перемешивая раствор при помощи мешалки. Отметьте температуру появления первых кристаллов льда (Т₂), являющуюся температурой замерзания раствора в условиях данного опыта.

Запись экспериментальных данных

Масса глюкозы в растворе m₁

Масса воды (растворителя) m₂

Температура замерзания воды, ^оС Т₁ (Т₁ = 0^oC)

Температура замерзания раствора, ^оС Т₂

Понижение температуры замерзания ΔТ= Т₁ – Т₂

Используя математическое выражение криоскопического закона Рауля:

, (1)

рассчитайте молярную массу глюкозы. Криоскопическая константа воды К = 1,86. Зная, что истинное значение молярной массы глюкозы 180,1 г/моль, рассчитайте абсолютную и относительную ошибки определения.

Лабораторная работа № 2

Определение изотонического коэффициента и кажущейся

степени диссоциации натрий хлорида криоскопическим методом

Методика проведения опыта: Соберите криоскоп, описание которого приведено выше. В стакан налейте 25 мл гипертонического раствора натрий хлорида с известной массовой долей (плотность раствора 1 г/мл) и опустите стакан в кристаллизатор с охлаждающей смесью. Определите температуру замерзания раствора по появлению первых кристаллов льда в исследуемом растворе.

Запись экспериментальных данных

Масса натриq хлорида m₁

Масса воды m₂

Температура замерзания воды, ^оС Т₁ = 0^оС

Температура замерзания раствора, Т₂

Понижение температуры раствора, ^оС ΔТ = Т₁ – Т₂

Определите изотонический коэффициент Вант-Гоффа по уравнению:

(2)

ΔТ_теор. рассчитывается по уравнению:

(3)

Рассчитайте кажущуюся степень диссоциации натрий хлорида по уравнению:

(4)

где n – число частиц, на которое распадается электролит (для NaCl n = 2).

Чему равна истинная степень диссоциации натрий хлорида? Объясните, почему кажущаяся степень диссоциации значительно меньше истинной?

5. вопросы ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ:

5.1 Коллигативные свойства растворов электролитов и неэлектролитов;

5.2 Понижение давления пара над раствором – I Закон Рауля;

5.3 Криоскопический закон Рауля;

5.4 Эбуллиоскопический закон Рауля;

5.5 Осмос и осмотическое давление.

Задачи:

1) Рассчитайте молярную массу витамина С, если известно, что его раствор, содержащий 22,0 г витамина в 100 г воды, замерзает при температуре –2,33°C.

Ответ: 175,6 г/моль

2) Кровь рыб изотонична морской воде; она замерзает при температуре –2,30°C. Рассчитайте осмотическое давление крови при 15°C?

Ответ: 2961 кПа

3) Осмотическое давление плазмы крови человека равно 7,7 атм. при 37^оС. Какую навеску сахарозы следует взять для приготовления 0,5 л раствора, изотоничного крови?

Ответ: 51,8 г

4) Изотонический коэффициент водного раствора соляной кислоты равен 1,66 (ω = 6,8%). Вычислите температуру замерзания этого раствора.

Ответ: –6,15°С

6. ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНАЯ:

1. Конспект лекций;

2. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: Учеб. для мед. спец. вузов /Ю.А. Ершов, В.А. Попков, А.С. Берлянд и др.; Под ред. Ю.А. Ершова. – М.: Высш. шк., 2005. – C. 66-77;

3. Ленский, А.С. Введение в бионеорганическую и биофизическую химию: Учебн. пособие для студ. мед. вузов /А.С. Ленский. − М.: Высш. шк, 1989. – C. 112-125.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ:

1. Суворов, А.В. Общая химия. /А.В. Суворов, А.Б. Никольский. – СПб: Химия, 1994 г. – C. 134-139.

Авторы: Зав. кафедрой, доцент, к.х.н. Лысенкова А.В., доцент, к.х.н. Филиппова В.А., ст. преподаватели Чернышева Л.В., Одинцова М.В., Довнар А.К., ассистенты Перминова Е.А., Прищепова И.В., Зыкова Е.Л.

31.08.2016

5