Занятие №1

Тема: Введение в практикум. Основные законы химии. Классификация и номенклатура неорганических соединений. Способы выражения концентрации растворов. Основы количественного анализа.

Значение темы:

Изучение темы будет способствовать формированию способности анализировать социально-значимые проблемы и процессы, использовать на практике методы естественнонаучных, медико-биологических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности, способности реализовать этические и деонтологические аспекты врачебной деятельности в общении с коллегами, способности выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, использовать для их решения соответствующий физико-химический и математический аппарат, способности к формированию системного подхода к анализу медицинской информации, основанной на поиске решений с использованием теоретических знаний и практических умений в целях совершенствования профессиональной деятельности, способности использовать нормативную документацию, принятую в здравоохранении, терминологию, международные системы единиц (СИ), действующие международные классификации.

Цель занятия: Студент должен

Знать:

ü Правила техники безопасности и работы в физических, химических, биологических лабораториях с реактивами, приборами, животными;

ü Физико-химическую сущность процессов, происходящих в живом организме на молекулярном, клеточном, тканевом, органном уровнях;

ü Свойства воды и водных растворов;

ü Способы выражения концентрации веществ в растворах, способы приготовления растворов заданной концентрации;

ü Физико-химические методы анализа в медицине (титриметрический, электрохимический, хроматографический, вискозиметрический);

Уметь:

ü Пользоваться учебной, научной, научно-популярной литературой, сетью Интернет для профессиональной деятельности;

ü Пользоваться физическим, химическим и биологическим оборудованием;

ü Классифицировать химические соединения, основываясь на их структурных формулах;

Вопросы для изучения темы

1.Техника безопасности и правила работы в химической лаборатории. Меры оказания первой помощи и правила поведения при несчастных случаях. Предмет и задачи химии. Место химии в системе естественных наук Связь химии с медициной. Основные этапы развития химии. Вклад отечественных и зарубежных ученых в развитие химии.

2.Способы выражения концентрации растворов: а)массовая доля; б)молярная концентрация; в)молярная концентрация эквивалента; г)молярная доля растворенного вещества; д) моляльная концентрация; е) титр вещества. Формулы перехода от одних способов выражения концентрации к другим. Закон эквивалентов. Виды мерной химической посуды и приемы работы с ними.

3.Задачи количественного анализа. Классификация методов количественного анализа. Разновидность количественного анализа – титриметрический анализ. Классификация титриметрического анализа по типу химической реакции (кислотно-основное, осадительное, окслительно-востановительное, комплексонометрическое); по типу титранта. Теоретические основы, сущность алкалиметрического, ацидиметрического, перманганатометрического, иодометрического титрования. Используемые титранты, концентрация, способы их приготовления, стандартные вещества, способы фиксирования точки эквивалентности, индикаторы. Индикаторы метода кислотно-основного титрования. Интервал перехода окраски индикаторов. Оборудование в титриметрическом анализе. Правила работы с оборудованием. Расчетные формулы, используемые в титриметрическом анализе согласно системы СИ.

Вопросы для самоконтроля знаний

1. Заполните таблицу перехода от одного способа выражения концентрации вещества к другому.

Пример: По какой формуле можно рассчитать молярную концентрацию раствора, если известна его массовая доля?

Решение: С(х) = n(x) /V_р-ра, моль/л, n(x) = m(x) / M(x), мольТогда С(х) = m(x) / M(x) ^.V_р-ра, моль/л. Объем переводят в мл: С(х) = m(x) ^.1000 / M(x)^.V, моль/л и выражают массу m(x) = C(x) ^. M(x)^.V / 1000, г

w% = m(x)^.100% / m (р-ра), m (р-ра) = r _р-ра ^.V_р-ра, тогда m(x) = w% ^. r _р-ра ^. V_р-ра / 100%

Поскольку масса растворенного вещества при разных способах выражения концентрации одна и та же m(x) = C(x) ^.M(x)^.V_р-ра /1000 = w% ^.r _р-ра ^.V _р-ра /100%, C(x) = w% ^.r ^.10 /M(x), моль/л. Выведенное выражение заносят в таблицу.

2. Молярная концентрация вдвое меньше молярной концентрации эквивалента для раствора:

а) ZnSO₄ б) HCl в) KNO₃ г) AlCl₃

3. В растворе гидроксида натрия V=2 л и С(х) =0,5 моль/л содержится ____ г растворённого вещества:

а) 80 г б) 40 г в) 20 г г) 60 г

4. Массовая доля сахарного раствора (10 г сахара в 190 г воды) равна:

а) 0,1 б) 0,05 в) 0,01 г) 0,4

5. Продолжите фразы:

Титриметрический анализ-это……….

В основе титриметрического анализа лежит закон……

Титрование – это…….

В основе метода нейтрализации лежит реакция ………

Титрант – это………..

Титрантами в методе кислотно-основного титрования являются……

Кривая титрования - это…….

Точка эквивалентности– это………..

Индикатор– это………..

Титрование сильной кислоты сильным основанием можно проводить в присутствии индикаторов:………….

Перманганатометрия относится к методам……………….титрования.

Раствор титранта при прямом титровании наливают в ……………….

Ситуационные задачи

1. Сколько граммов борной кислоты и этилового спирта (r = 0,80 г/мл) необходимо взять для приготовления 200 г 3% раствора?

2. Сколько мл раствора серной кислоты с массовой долей 98% (r = 1,84 г/мл) необходимо взять для приготовления 200 мл раствора с массовой долей 10% (r = 1,05 г/мл)?

3. Вычислите массовую долю и молярную концентрацию раствора глюкозы, содержащего 75 г вещества в 500 г воды.

4. Чему равна молярная концентрация 0,9% раствора хлорида натрия(r = 1,0 г/мл)?

5. Как приготовить 5% раствор глюкозы из 20% раствора?

6. Концентрация глюкозы в сыворотке крови равна 3,5 ммоль/л, выразите концентрацию в мг%.

7. Гидроперит (содержит перекись водорода и мочевину) применяют как антисептическое средство. Одна таблетка соответствует 15 мл 3% раствора перекиси водорода. Сколько таблеток необходимо растворить в 100 мл воды для получения 1% раствора?

8. Для лечения впервые выявленных больных деструктивным туберкулезом вводят внутривенно 10% раствор изониазида из расчета 15 мг/кг массы тела. Рассчитайте объем в мл 10% раствора изониазида (r = 1,0 г/мл), который необходимо ввести больному массой 75 кг.

9. Тактивин – лекарственный препарат полипептидной природы используется в медицинской практике как иммуномодулирующее средство. Форма выпуска: 0,01% раствор во флаконах по 1 мл. При офтальмогерпесе препарат назначают в виде подкожных инъекций по 0,010-0,025 мг один раз в сутки. Рассчитайте объемы 0,01% раствора тактивина, которые соответствуют суточной дозе препарата.

10. Ампициллин – полусинтетический антибиотик. Форма выпуска: таблетки и капсулы по 0,25 г. Суточная доза для детей составляет из расчета 100 мг/кг. Суточную дозу делят на 4-6 приемов. Рассчитайте, какую часть таблетки нужно дать ребенку массой 10 кг на один прием: а) при четырехкратном приеме; б) при шестикратном приеме препарата в сутки?

11. Для определения общей кислотности желудочного сока 5 мл сока оттитровали раствором щелочи с концентрацией 0,095 моль/л в присутствии фенолфталеина. На реакцию израсходовано 2,5 мл раствора щелочи. Рассчитайте кислотность анализируемого сока в моль/л.

12. Рассчитайте массу навески КMnO₄, необходимую для приготовления: а) 1 л раствора KMnO₄ с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л, б) 0,5 л раствора KМnO₄ c молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/л для проведения работ по перманганатометрическому титрованию.

13. Для определения кальция в сыворотке крови его осаждают в виде СаС₂О₄, добавляя к 0,5 мл сыворотки оксалат аммония в избытке. Осадок отфильтровывают, промывают и растворяют в серной кислоте. Раствор титруют раствором KMnO₄ c молярной концентрацией эквивалента 0,01 моль/л до неисчезающего розового окрашивания. Вычислите содержание кальция в миллимолях на 1 л сыворотки, если на титрование 0,5 мл сыворотки израсходовано 5 мл KMnO₄.

14. Рассчитайте массовую долю (%) уксусной кислоты, если на 10 мл ее раствора израсходовано при титровании 20 мл 0,2 моль/л раствора гидроксида натрия.

15. На титрование 2,5 мл раствора щавелевой кислоты с концентрацией С(¹/₂Н₂С₂О₄) = 0,1 моль/л израсходовано в среднем 27,5 мл раствора KMnO₄. Рассчитайте С(¹/₅KMnO₄), моль/л.

Лабораторная работа №1 «Приготовление раствора заданной концентрации».

Опыт №1. Приготовление раствора серной кислоты заданной концентрации.

Цель. Научиться готовить растворы методом разбавления на примере раствора серной кислоты

Оборудование. Мерные цилиндры, пипетки, склянка с пробкой, воронка.

Реактивы. Концентрированный раствор серной кислоты, вода дистиллированная.

Задание. Приготовить ______ мл раствора серной кислоты c молярной концентрацией около 0,1 моль/л методом разбавления.

Расчеты. 1) рассчитывают объем концентрированной серной кислоты, необходимый для приготовления 0,1 моль/л раствора заданного объема; 2) рассчитывают объем дистиллированной воды.

Сущность работы. Разбавление исходной концентрированной кислоты водой для получения раствора заданной концентрации в соответствии с предварительным расчетом.

Методика. Мерным цилиндром отмеривают _____ мл дистиллированной воды и переливают в чистую склянку с пробкой. Отмеривают мерным цилиндром или пипеткой ___________ мл ______ раствора серной кислоты и осторожно переливают в ту же склянку. Полученный раствор перемешивают.

На склянку наклеивают этикетку с названием раствора, его концентрацией, фамилией приготовившего и датой приготовления.

Вопросы к защите работы.

1. Меняются ли при разбавлении раствора количество вещества и концентрация кислоты?

2. С какой точностью следует рассчитывать объем концентрированной серной кислоты для отмеривания мерным цилиндром, пипеткой?

Основная литература: 1-7.

Дополнительная литература: 1-24.

Приложение: