Тематические планы лекций, практических занятий, экзаменационные вопросы, примеры тестов тематические планы лекций по общей химии на 1 семестр ( 2-х часовые) Предмет и задачи химии. Химические дисциплины в системе медицинского образования

Вариант V

Ответить письменно на вопросы:

  1. Коэффициент активности и зависимость его от общей концентрации электролитов. Привести примеры.

  2. Окислительно-восстановительные электроды

  3. Адсорбция электролитов.

Решить задачи:

Задача №1. Рассчитать ёмкость буферного раствора по щёлочи, если при добавлении к 50 мл этого раствора 2 мл гидроксида калия с молярной концентрацией эквивалента 0,8 моль/л рН изменится от 7,3 до 7,45.

Задача №2. Рассчитайте ЭДС концентрированного гальванического элемента, состоящего из двух водородных электродов, первый из которых опущен в

раствор с рН 8, а второй – с рН 5.

Задача №3. Рассчитайте полную поверхностную энергию 10 г эмульсии хлороформа в воде с концентрацией 45% (масс.) и дисперсностью 5 мкм-1 при

температуре 293 К. Плотность хлороформа 1,498 г/см3 , межфазное поверхностное натяжение 27,3 10-3 Дж/м2 , температурный коэффициент поверхностного натяжения хлороформа d/d = -0,15 мДж/(м2 К ).

Задача №4. Величина предельной адсорбции высших предельных спиртов составляет 7,6910-6 моль/м2. Определите длину молекулы пропанола и бутанола. Какова площадь поперечного сечения молекулы спиртов этого ряда? (плотность пропанола и бутанола равна соответственно 0,804 и 0,809 г/ мл).

ЛИТЕРАТУРА :

1. Ершов Ю.А., Попков В.А., Берлянд А.С. и др. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. М., Высшая школа,2000 г; стр. 66 –

119; стр. 131-139; 450 – 490; стр. 423-449.

2. Мушкамбаров Н. Н. Физическая и коллоидная химия: Учеб. для фарм. ин-

тов и фак-тов: Курс лекций, М., 2002. стр. 115-134; стр. 134 –174;

стр. 246 – 287.

Пузаков С.А. Сборник задач и упражнений по общей химии: Учеб. пособие /С.А. Пузаков, В.А. Попков и др. – М.: Высш. шк., 2004; стр. 67 – 76; 85 – 104; стр. 145 – 168; стр.192 - 200.

Ершов Ю.А.,Кононов А.М.,Пузаков С.А. и др. Практикум по общей химии. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. М. Высш. шк. – 2001 г; стр. 84 – 98; стр. 122 – 161; стр. 166 – 169

Литвинова Т.Н. Задачи по общей химии с медико-биологической направленностью. – Ростов н/Д: «Феникс», 2001.

Ленский А.С. Введение в бионеорганическую и биофизическую химию. М.- 1989 г.


Контрольная работа № 3
Тема: Коллоидная химия

Множество формульных единиц (до нескольких тысяч), соединя­ясь вместе, образуют агрегат. Ионы, сообщающие поверхности агре­гата определенный заряд, называются потенциалопределяющими ионами. Потенциалопределяющие ионы удерживаются на поверхно­сти агрегата за счет межмолекулярных взаимодействий. Агрегат вме­сте со слоем потенциалопределяющих ионов принято называть яд­ром коллоидной частицы.

Противоионы имеют знак заряда, проти­воположный потенциалопределяющим ионам. На противоионы со стороны ядер коллоидных частиц действует электростатическое при­тяжение, В то же время противоионы могут принимать участие в тепловом движении как кинетически самостоятельные единицы. Таким образом, часть противоионов достаточно тесно связана с по­верхностью ядер, вместе с потенциалопределяющими ионами они образуют адсорбционный слой. Остальная часть противоионов обра­зует диффузный слой. Агрегат вместе с адсорбционным слоем обра­зует коллоидную частицу.

Знак заряда коллоидной частицы опреде­ляется знаком заряда потенциалопределяющих ионов, а величина за­ряда — толщиной диффузного слоя. Чем меньше диффузный слой, тем больше противоионов находится в адсорбционном слое и тем меньше заряд коллоидной частицы. Коллоидная частица и проти­воионы диффузного слоя образуют мицеллу. Мицелла электроней­тральна.

В общем виде строение мицеллы можно представить так:

{m[формульные единицы] потенциалопределяющие ионы противоионы} противоионы

|______________________| |______________________________________| |____________|

агрегат адсорбционный слой диффузный слой

|_________________________________________________|

ядро

|______________________________________________________________|

гранула

|____________________________________________________________________________|

мицелла

Золи, образующиеся в результате обменной реакции, могут отли­чаться знаком заряда частиц дисперсной фазы. Например, золь иодида серебра можно получить по реакции

AgNO3 + Kl → KNO3 + AgI↓

либо в условиях избытка нитрата серебра, либо иодида калия. Рас­смотрим оба случая.

Золь, полученный при избытке нитрата серебра, имеет положи­тельно заряженные частицы. После того, как образуются агрегаты AgI, в растворе останутся ионы К+, NO3- и Ag+. В соответствии с пра­вилом Панета—Фаянса кристаллическую решетку иодида серебра из присутствующих в растворе ионов могут достроить только ионы се­ребра. Они и сообщат поверхности агрегатов положительный заряд. Противоионами в рассматриваемом примере являются нитрат ионы. Схема строения мицеллы такого золя записывается следующим об­разом:

{m[AgI] nAg+(n-x)NO3-}x+xNO3-

где т — число формульных единиц AgI в агрегате; п — число потенциалопределяющих ионов; х — число противоионов в составе диф­фузного слоя.

Золь, полученный при избытке иодида калия, имеет отрицатель­но заряженные частицы. После того, как образуются агрегаты AgI, в растворе останутся ионы К+, I- и NO3-. В соответствии с правилом Панета—Фаянса кристаллическую решетку иодида серебра из при­сутствующих в растворе ионов могут достроить только иодид -ионы (потенциалопределяющие ионы). Противоионами являются ионы калия. Схема строения мицеллы:

{m[AgI]nI-(n-x)K+}x-xK+

где т — число формульных единиц AgI в агрегате; п — число потенциалопределяющих ионов; x — число противоионов в составе диф­фузного слоя.

Перед решением задач необходимо выучить основные понятия:

1) дисперсная система;

2) седиментационная и агрегативная устойчивость;

3) коагуляция, порог коагуляции, коагулирующая способность электролита;

4) правило Шульце—Гарди;

5) правило Панета—Фаянса;

  1. пептизация.

  2. полимер;

  3. вязкость;

8) полиамфолит;

  1. изоэлектрическое состояние и изоэлектрическая точка.

Разобрать следующие вопросы:

1) механизм возникновения электрического заряда коллоидных частиц;

2) строение мицелл;

3) электрофорез;

4) механизм набухания, количественная оценка степени набуха­ния;

5) виды вязкости, уравнение Штаудингера и его модификация;

6) осмотическое давление растворов полимерных неэлектролитов, уравнение

Галлера

7) коллоидная защита;

Примеры решения типовых задач

Пороги коагуляции некоторого золя электролитами KNO3, MgCl2, NaBr равны соответственно 50,0; 0,8; 49,0 ммоль/л. Как относятся между собой величины коагулирующих способностей этих веществ? Укажите коагулирующие ионы. Каков знак заряда коллоидной частицы?

Решение:

  1. Порог коагуляции (спк) – это минимальное количество электролита, которое надо добавить к коллоидному раствору, чтобы вызвать явную (заметную на глаз) коагуляцию – помутнение раствора или изменение его окраски.

Порог коагуляции можно рассчитать по формуле:

спк = сэл. . Vэл./ V кол. р-ра + Vэл.,

где сэл. – исходная молярная концентрация эквивалента раствора электролита;

Vэл. – объём раствора электролита, добавленного к коллоидному раствору;

Vкол. р-ра – объем коллоидного раствора.

  1. Величина, обратная порогу коагуляции, называется коагулирующим действием ():

= 1/спк;

 (KNO3) = 1/ 50 ммоль/л = 0,02 л/ммоль;

 (MgCl2) = 1/ 0,8 ммоль/л = 1,25 л/ммоль;

 (NaBr) = 1/ 49,0 ммоль/л = 0,0204 л/ммоль.

MgCl2 обладает наибольшим коагулирующим действием. Коагулирующее действие электролитов на коллоидные растворы с ионным стабилизатором подчиняется правилу Шульце – Гарди: коагуляцию коллоидных растворов вызывают ионы, знак заряда которых противоположен знаку заряда гранулы. Коагулирующее действие тем сильнее, чем выше заряд иона-коагулянта.

= f(z6) – коагулирующее действие иона-коагулянта пропорционально его заряду в шестой степени.

 (Na+) :  (К+) :  (Mg2+) = 0,0204 : 0,02 : 1,25 = 1 : 1 : 62,5.

  1. так как анионы во всех данных электролитах однозарядны, то ионами-коагулянтами являются катионы, а следовательно, заряд коллоидной частицы – отрицательный:

Ответ:наибольшим коагулирующим действием обладают ионы Mg2+; заряд гранулы золя – отрицательный.

Изоэлектрическая точка (ИЭТ) миозина мышц равна 5. При каких значениях рН: 2, 4, 5 или 7 электрофоретическая подвиж­ность будет наибольшей? С чем это связано?

Решение. При рН 2 и при рН 4 происходит ионизация групп —NH3, причем, при рН 2 ионизация происходит в большей степени.

При рН 5 ионизация макромолекул отсутствует, электрофорети­ческая подвижность не наблюдается.

При рН 7 происходит ионизация макромолекул. Наибольшая электрофоретическая подвижность миозина наблюдается при рН 2, так как рН между значением ИЭТ и рН буферного раствора макси­мальна, число ионизированных групп максимально, частица белка имеет наибольший положительный заряд.

При рН = 6 инсулин при электрофорезе остается на старте. К какому электроду инсулин будет перемещаться при электрофорезе в растворе хлороводородной кислоты с концентрацией 0,1 моль/л?

Решение:

  1. Так как при рН = 6,0 инсулин остается на старте при электрофорезе, следовательно, его рI = 6,0.

  2. РН раствора соляной кислоты = - lg а (Н+) = - lg   c(HCl), где  - коэффициент активности, равный 0,76 (справочные данные):

рН = - lg(0,76  0,1) = 1,12.

  1. рН раствора HCl меньше рI, поэтому молекула инсулина в растворе соляной кислоты приобретает положительный заряд и в электрическом поле будет перемещаться к катоду.

Ответ:в 0,1М растворе соляной кислоты инсулин при электрофорезе будет перемещаться к катоду.

Средняя молярная масса яичного альбумина равна 44000 г/моль. Рассчитайте осмотическое давление раствора, содержа­щего 5 г альбумина в 1 л при 25°С, если белок находится в нейтраль­ной форме.

Решение:

Для расчёта осмотического давления растворов ВМС используется уравнение Галлера Pосм = с R T/ M +  c2 , где  - коэффициент, учитывающий гибкость и форму макромолекул; для изодиаметричных молекул  = 1.

с – массовая концентрация ВМС в растворе (г/м3);

М – средняя молярная масса ВМС (г/моль), численно равная относительной

молекулярной массе

Если величина  c2 очень мала, то этим слагаемым можно пренебречь.

В полученное выражение подставляем данные, известные по условию задачи и газовую константу:

Pосм= с R T/ M + c2=(5 103 г/м38,31Дж/мольК298К / 44000г/моль + 1 52 = 306,54 Па

Ответ:осмотическое давление раствора белка 306,54 Па.

Коагуляция 4л золя гидроксида железа(III) наступила при добавлении 0,91 мл 10% раствора сульфата магния (плотность 1,1 г/мл). Вычислите порог коагуляции золя сульфат - ионами.

Решение:

Определяем массу MgSO4, вызвавшего коагуляцию, и его количество:

m(MgSO4)=     V / 100% = 10%  1,1г/мл  0,91мл / 100% = 0,100 г;

n(MgSO4)=m(MgSO4) / М(MgSO4)=0,100г / 120г/моль= 0,00083 моль= 8,3 10-4 моль;

n(SO42-)=n(MgSO4)=8,3  10-4 моль

Определяем порог коагуляции по формуле:

Спк=n(SO42-) / Vэл.+Vзоля=8,3  10-4 моль / 4л+0,91  10-3 л =2,1  10-4 моль/л.

Ответ: спк равен 2,1  10-4 моль/л

Порог коагуляции золя гидроксида алюминия дихромат - ионами равен 0,63 ммоль/л. какой объем 10%-ного раствора дихромата калия ( плотность 1,07 г/мл) требуется для коагуляции 1,5 л золя?

Решение:

1) Обозначим искомый объем электролита коагулянта через “х”, тогда:

спк=сэл.  х / Vзоля + х

2) Определим концентрацию электролита, вызвавшего коагуляцию, по формуле: сэл.=     10/ M = 10  1,07  10/294= 0,364 моль/л

3) Определяем объем электролита, т.е. находим х:

0,63  10-3 = 0,364  х / 1,5 + х  х=0,00260 л = 2,60 мл

Ответ: V р-ра(K2Cr2O7)равен 2,60 мл

1%-ный раствор желатина вытекает из вискозиметра в течение 10 с. Определите относительную вязкость раствора желатина, если его плотность 1010 кг/м3, считая плотность воды равной 1000 кг/м3.

Вязкость воды 20Н2О= 1,005 10-3 Н с/м2.

Решение:

Для расчета относительной вязкости используем формулу:

ж=Н2О  ж  ж /  Н2О  Н2О , где ж и  Н2О – вязкость исследуемого раствора и воды соответственно;

ж и  Н2О – время вытекания из вискозиметра исследуемого раствора и воды;

ж и  Н2О - плотности исследуемого раствора и воды.

ж=1,005  10-3 Нс/м2  29с1010 кг/м3 / 10 с  1000 кг/м3 = 2,94  10-3 Нс/м2.

Ответ: относительная вязкость раствора желатина равна 2,94  10-3 Н  с/м2.

Вариант I
        1. Ответить письменно на вопросы:

  1. Дисперсные системы. Структура дисперсных систем. Дисперсная фаза, дисперсионная среда. Степень дисперсности.

  2. Электрокинетические явления. Электроосмос. Электрофорез.

  3. Набухание ВМС: причины, виды набухания, механизм процесса. Термодинамика набухания ВМС.

        1. Решить задачи:

Задача №1. Смешали равные объемы 1% - ных растворов хлорида кальция и серной кислоты (плотности принять равными 1 г/мл). Напишите формулы мицеллы образовавшегося золя сульфата кальция.

Задача №2. Пороги коагуляции гидрозоля и гидроксида железа (III) сульфатом натрия и хлоридом калия соответственно равны 0,32 ммоль/л и 20,50 ммоль/л. Определите знак заряда коллоидных частиц золя. Вычислите величины коагулирующей способности этих электролитов и сопоставьте их соотношение с вычисленными по правилу Шульце – Гарди.

Задача №3. В растворе содержится смесь белков: глобулина (ИЭТ = 7), альбумина (ИЭТ = 4,9) и коллагена (ИЭТ = 4,0) (ИЭТ – изоэлектрическая точка белка). При каком значении рН можно электрофоретически разделить эти белки?

Задача №4. Плотность оливкового масла при 220С 960 кг/м3, а плотность воды при этой температуре 96 кг/м3. Оливковое масло протекает через вискозиметр за 21 мин 15,6 с, а тот же объем воды за 14 с. Вычислите вязкость оливкового масла при 220С. Вязкость воды н2о = 9,58 10-4 Н  с/м2.

Вариант II
  1. Тематические планы лекций, практических занятий, экзаменационные вопросы, примеры тестов тематические планы лекций по общей химии на 1 семестр ( 2-х часовые) Предмет и задачи химии. Химические дисциплины в системе медицинского образования (2)

    Экзаменационные вопросы
    Химический потенциал. Термодинамические условия равновесия. Критерии и направления самопроизвольных процессов. Термодинамики химического равновесия. Уравнение изотермы химической реакции.
  2. Тематические планы лекций, практических занятий, экзаменационные вопросы, примеры тестов тематические планы лекций по общей химии на 1 семестр ( 2-х часовые) Предмет и задачи химии. Химические дисциплины в системе медицинского образования (3)

    Экзаменационные вопросы
    3. Растворы. Классификация растворов. Механизм процесса растворения. Изменение энергии Гиббса при образовании раствора. Растворимость газов, жидкостей и твердых веществ в жидкостях.
  3. Тематические планы лекций, практических занятий, экзаменационные вопросы, примеры тестов тематические планы лекций по общей химии на 1 семестр ( 2-х часовые) Предмет и задачи химии. Химические дисциплины в системе медицинского образования (4)

    Экзаменационные вопросы
    Химический потенциал.Термодинамические условия равновесия. Критерии и направления самопроизвольных процессов. Термодинамики химического равновесия. Уравнение изотермы химической реакции.
  4. Задачи профессиональной деятельности выпускника 3 Компетенции выпускника, формируемые в результате освоения ооп впо 4 Документы, регламентирующие содержание и организацию образовательного процесса при реализации ооп впо

    Регламент
    1.2 Общая характеристика вузовской основной образовательной программы высшего профессионального образования по направлению подготовки (специальности).
  5. Рабочая программа по Клинической фармакологии и фармакотерапии для специальности 040500 фармация квалификация специалиста провизор (заочная форма обучения) (2)

    Рабочая программа
    Рабочая программа составлена на основании Программы по клинической фармакологии для студентов фармацевтических вузов и фармацевтических факультетов медицинских вузов Всероссийского учебно–научно-методического Центра по непрерывному
  6. Книга предназначена для студентов, магистрантов, докторантов, преподавателей, руководителей высшей школы, сотрудников научных организаций и работников народного образования

    Книга
    Основы кредитной системы обучения в Казахстане/С.Б. Абдыгаппарова, Г.К. Ахметова, С.Р. Ибатуллин, А.А. Кусаинов, Б.А. Мырзалиев, С.М. Омирбаев; Под общ.
  7. В. И. Ильинича Рекомендовано Министерством общего и профессионального

    Документ
    Материал учебника позволяет систематизировать и углубить знания по основам теории и методики физического воспитания, необходимые при изучении теоретической части программы учебной дисциплины «Физическая культура».
  8. Московский комитет образования (2)

    Документ
    Данный сборник, представляющий собой третий выпуск, подготов­лен коллективом лаборатории "Московская гимназия" при Московской городской педагогической гимназии-лаборатории № 1505.
  9. Учебно-методический комплекс дисциплины Бийск бпгу имени В. М. Шукшина (8)

    Учебно-методический комплекс
    Д Материаловедение и технология конструкционных материалов [Текст] : Учебно-методический комплекс дисциплины / Сост.:Н.Р.Файзуллина; Бийский пед. гос.

Другие похожие документы..