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: Термодинамика растворов. Гетерогенные равновесия

Время: 3 часа

1. Учебные и воспитательные цели:

Сформировать представление о процессе растворения различных веществ в воде, а также о влиянии различных факторов на процессы растворимости. Изучить гетерогенные равновесия в системе труднорастворимый электролит – его насыщенный раствор.

МОТИВАЦИЯ ДЛЯ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ:

Изучение свойств растворов дает возможность будущему врачу сформировать представление о многогранной роли растворов и гетерогенных равновесий в жизнедеятельности организма.

ТРЕБОВАНИЯ К ИСХОДНОМУ УРОВНЮ ЗНАНИЙ:

а) понятие о растворах;

б) способы выражения состава растворов;

в) растворимость;

г) ТЭД, теории слабых и сильных электролитов.

В результате проведения занятия студент должен:

1) знать:

• основные положения теории растворов,

• классификация растворов;

• факторы, влияющие на растворение;

• особенности процесса растворения газов, жидкостей и твердых веществ в воде.

2) уметь:

• объяснять причины изменения растворимости различных веществ в воде;

• предсказать тепловой эффект растворения веществ различного агрегатного состояния в воде;

• определять условия образования и растворения осадков на основании значении константы растворимости;

• оценивать влияние добавок различных веществ на устойчивость насыщенных растворов химических соединений и их осадков;

• приводить уравнения химических реакций образования минеральной части костной ткани;

• объяснять причины нарушения образования костной ткани человека с химической точки.

2. СВЯЗЬ СО СМЕЖНЫМИ ДИСЦИПЛИНАМИ:

Умения и навыки, приобретенные при изучении физических свойств растворов, потребуются при изучении медицинской физики и биологии, общей и клинической фармакологии, клинической и лабораторной диагностики.

3. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ:

3.1 Растворы, растворимость, термодинамика растворения.

3.2 Растворимость газов в воде. Влияние температуры, давления и растворенных электролитов на растворимость газов. Сравнение растворимости газов в воде и плазме крови. Условия возникновения кессонной болезни.

3.3 Растворимость жидкостей друг в друге. Закон распределения Нернста-Шилова как теоретическая основа экстракции.

3.4 Растворимость твердых веществ в воде. Гетерогенное равновесие «труднорастворимый электролит–его ионы в насыщенном растворе». Константа растворимости. Условия формирования осадка труднорастворимого электролита. Гетерогенные равновесия при образовании костной ткани и формирование конкрементов при мочекаменной и желчнокаменной болезнях.

4. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Лабораторная работа № 1

Получение труднорастворимых сульфатов щелочноземельных

металлов и сравнение их растворимости

Оснащение опыта: пробирки, штативы; растворы кальций хлорида, стронций хлорида, барий хлорида, серной кислоты и органический растворитель (ацетон, бензол или толуол).

Серная кислота и все растворимые в воде сульфаты образуют при взаимодействии с растворами солей кальция, стронция и бария белые кристаллические осадки сульфатов:

CaCl₂ + H₂SO₄ → CaSO₄ ↓ + 2 HCl

Ca²⁺ + SO₄²ˉ → CaSO₄ ↓

SrCl₂ + H₂SO₄ → SrSO₄ ↓ + 2 HCl

Sr²⁺ + SO₄²ˉ → SrSO₄ ↓

BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ ↓ + 2 HCl

Ba²⁺ + SO₄²ˉ → BaSO₄ ↓

Методика проведения опыта: Внесите в три пробирки по 5-6 капель растворов солей, содержащих ионы Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺ и добавьте по 2-3 капли раствора серной кислоты. Отметьте скорость появления осадков. Пользуясь значениями констант растворимости, объясните, почему осадок BaSO₄ выпадает практически мгновенно, осадок SrSO₄ – спустя некоторое время, а осадок CaSO₄ может выделиться только из концентрированных растворов солей кальция.

Добавьте в пробирку с раствором соли кальция 1-2 капли органического растворителя (бензола, этилового спирта или ацетона). Что наблюдаете? Почему добавление органических растворителей способствует выпадению осадка кальций сульфата?

ФОРМА ОТЧЕТА:

1. Напишите молекулярные и молекулярно-ионные уравнения взаимодействия солей кальция, стронция и бария с серной кислотой. Укажите аналитические эффекты выполненных реакций.

2. Сделайте вывод о растворимости сульфатов кальция, стронция и бария в воде на основании данных о значении Кs.