Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Владивостокский государственный медицинский университет

Министерства здравоохранения и социального развития»

Кафедра фармацевтической химии и фармакогнозии с курсом ФПК и ППС

Комплект учебно-методических материалов к учебно-методическому комплексу: «Аналитическая химия»

Для специальности: 060108 «Фармация»,

Курс 2

Cеместр III

Методические указания

по подготовке к лабораторному занятию №5

(для студентов)

Составитель:

В.И.Пластун, к.х.н., доц., доцент кафедры

фармацевтической химии и фармакогнозии

с курсом ФПК и ППС

Рецензент:

Л.Н.Сонина, к.б.н., ассистент кафедры

фармацевтической химии и фармакогнозии

с курсом ФПК и ППС

Утверждены

на учебно-методическом совещании

кафедры

от 17 ноября 2008г.

Протокол № 18

Владивосток

2008

ГОУ ВПО «Владивостокский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и

социальному развитию»

Кафедра фармацевтической химии и фармакогнозии с курсом ФПК и ППС

Комплект учебно-методических материалов к

Учебно-методическому комплексу (аналитическая химия)

Методические указания

по подготовке к лабораторному занятию №5

(для студентов)

060108 «Фармация», 2 курс, III семестр

Утверждены

на методическом совещании кафедры

от 17 ноября 2008г.

Протокол № 18

Составитель: Пластун В.И.

Рецензент: к.б.н. Сонина Л.Н.

Владивосток 2008

Лабораторное занятие №5. Аналитические реакции шестой группы.

Мотивация (создание потребности в изучении): изучение теории практики аналитической химии необходимо студентам для последующего изучения специальных дисциплин специальности: фармацевтической химии, фармакогнозии и токсикологии. Качественный химический анализ катионов и анионов широко применяется в повседневной практике определения подлинности лекарственных препаратов при контроле их качества.

Цели обучения, воспитания и развития: 1) научиться определять направление процесса, используя термодинамические характеристики равновесий разного типа; научиться применять полученные знания при характеристике химических процессов; изучить аналитические реакции катионов VI группы, составить анализ смеси катионов VI группы и составить схему анализа смеси катионов I - VI аналитических групп

Задачи обучения, воспитания и развития:

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (Студент должен знать):

1. Знать общую характеристику аналитической группы катионов, применение соединений изучаемых катионов и анионов в медицине, качественные реакции на отдельные катионы.

2. Принципы качественного анализа. Качественный анализ основных классов неорганических и органических веществ. Использование современных физических и физико-химических методов в качественном анализе.

3. Использование современных физических и физико-химических методов анализа в качественном анализе.

ПРАКТИЧЕСКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (Студент должен уметь):

1. Владеть техникой выполнения основных аналитических операций при качественном анализе вещества.

2. Работать с основными типами приборов, используемых в анализе (микроскопы, фотоэлектроколориметры, флуориметры, спектрофотометры, потенциометры, установки для кулонометрии, хроматографы и др.).

3. Оформлять протоколы анализов.

Этапы проведения занятия.

1. Организация занятия 15 мин

2. Пояснение преподавателя по теме занятия 15 мин

3. Контроль исходных знаний, умений навыков 30мин

4. Практическая работа 135 мин

5. Оформление протокола, подведение итогов занятия 30 мин

1.1. Константа равновесия и направление химических реакций.

В зависимости от вида химической реакции различают четыре основных типа изолированных равновесий:

кислотно-основное или протолитическое, в котором имеет место передача Н⁺;

гетерогенное, в результате которого образуется осадок;

лигандообменное, в котором имеет место образование комплексного соединения;

окислительно-восстановительное или редокс-равновесие, в котором имеет место перенос электронов между реагирующими частицами.

Каждое из перечисленных выше равновесий характеризуется соответствующей термодинамической константой:

протолитическое – K_a, K_b (константа ионизации соответственно кислоты и основания);

гетерогенное – K_s (константа растворимости);

лигандообменное – K_н (константа нестойкости);

редокс-равновесие – K_red/ox, E⁰.

Первые три термодинамические константы характеризуют прочность веществ (константы ионизации кислот и оснований, малорастворимых осадков и комплексных ионов), а, следовательно, и направление процесса. Их численные значения приведены в соответствующих справочниках.

В реальных системах возможны не только однотипные, но и разнотипные совмещенные равновесия. При этом сочетание равновесий может быть самым разным:

протолитическое (1)

п ротолитическое гетерогенное (2)

лигандообменное (3)

окислительно-восстановительное (4)

гетерогенное гетерогенное (5)

лигандообменное (6)

окислительно-восстановительное (7)

л игандообменное лиганднообменное (8)

окислительно-восстановительное (9)

(1,5,8) – однотипные равновесия;

(2-4,6,7,9) – разнотипные равновесия.

Совмещением можно считать конкуренцию компонентов нескольких равновесий за один и тот же объект, например:

в протолитическом – конкуренция 2-х сопряженных оснований за Н⁺;

в гетерогенном – конкуренция анионов за катион или катионов за анион с образованием осадка;

в лигандообменном – конкуренция лигандов за комплексообразователь или комплексообразователей за лиганд;

в окислительно-восстановительном – конкуренция окислителей за электрон.

Направление процесса в этом случае определяется по правилу: при условии образования однотипных соединений в конкурирующих процессах образуется более прочное вещество, характеризующееся наименьшим значением термодинамической константы.

1. Для объяснения любого типа совмещенного равновесия (однотипного или разнотипного) используют теорию совмещенных равновесий, которая основана на термодинамике и позволяет прогнозировать направление любого процесса.

Данная теория используется и для объяснения процессов, происходящих в организме человека, а всякая патология рассматривается как появление нового непредусмотренного природой совмещения. Действия фармпрепаратов тоже рассматриваются с этой точки зрения.

По теории совмещенных равновесий для того, чтобы ответить на вопрос: «идет процесс или нет?», необходимо:

1. составить систему частных равновесий данного процесса; к каждому равновесию, записать выражение для соответствующей термодинамической константы;

2. составить общее уравнение процесса, исключив объект конкуренции; записать К_равн. общего процесса по закону действующих масс;

3. рассчитать К_равн. общего процесса из термодинамических констант частных равновесий;

4. по значению К_равн. общего процесса сделать вывод о направлении процесса:

К_равн. > 1 реакция осуществима

К_равн. < 10 ^{- 4} реакция не осуществима (Пономарев «Аналитическая химия», ч. 1);

1 > K > 10^-4 (смещение равновесия можно достигнуть, например, за счет избытка реактива).