Учебно-методического комплекса дисциплины Рабочая учебная программа Приложение №1 «Тематический план лекций»; Тематический план практических занятий; Приложение №2 Методические рекомендации для преподавателей по дисциплине

Тема занятия:ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА S-ЭЛЕМЕНТОВ И ИХ СОЕДИНЕНИЙ. Актуальность темы S-элементы, такие как Na, K, Mg и Сa относятся к биогенным макро- элементам, постоянно присутствуют в организме человека либо в виде катионов, которые находятся в гидратированном состоянии, либо в виде центральных атомов сложных комплексных соединений. В виде свободных катионов находятся только натрий и калий, катионы кальция и магния встречаются как в свободном, так и в связанном состоянии. Ионы калия участвуют в передаче нервного импульса, сокращении сердечной мышцы, усиливая её сокращение, входят в состав буферных систем крови, обеспечивая постоянство её рН; ионы натрия участвуют в регуляции водно-солевого баланса, а в конечном итоге, в поддержании осмотического давления биологических жидкостей на постоянном уровне; ионы кальция участвуют в сокращении мышц, в том числе и сердечной мышцы, процессах свёртывания крови, в виде нерастворимых соединений образуют основное вещество костей и зубов; ионы магния входят в состав ферментов трансфераз, влияют на проницаемость ионов калия и натрия через клеточную мембрану, т.е.участвуют в генерации потенциала покоя и возбуждения клетки, способствуют превращению АТФ в АДФ и обратно и многих других процессах. Многие соединения S- элементов применяются в качестве лекарственных препаратов: изотонический р-р NaCl вводят при обезвоживании организма, а также в качестве кровезаменителя при больших потерях крови; NaHCO3 используют при ацидозе, диабете и др.; KCl применяется при гипокалиемии; Na2O2 и KO2 необходим для поглощения CO2 и регенерации кислорода в подводных лодках и космических кораблях; оксид магния MgO, карбонат кальция являются основными антацидными средствами, применяемыми для уменьшения кислотности желудочного сока и т.д. Таким образом, знание химии s-элементов позволяет сопоставить электронную структуру и свойства ионов этих элементов с особенностями их биологического и физиологического действия, что очень важно при изучении курсов биохимии, физиологии, фармакологии и токсикологии. Цель занятия Сформировать системные знания о физико-химических свойствах s-элементов и их соединений, специфичности роли каждого элемента и его соединений в живых системах, применении их соединений в медицине; развить логичность и глубину мышления, выработать умение работать с литературой, химической посудой и реактивами. Студент должен знать: -общие свойства s-элементов - зависимость химических свойств соединений s-элементов от строения их атомов; - методику проведения лабораторных опытов по изучению физико-химических свойств s-элементов и их соединений -биологическую роль s- элементов и применение их соединений в медицинской практике. Студент должен уметь: - составлять уравнения химических реакций в молекулярном и ионном виде и определение возможности и полноты протекания химических процессов; -работать с химическими реактивами и посудой; -ставить простейший эксперимент; - на основании проделанных опытов уметь анализировать раствор на присутствие ионов s-элементов. Вопросы для подготовки и обсуждения на занятиях: 1.Введение в химию элементов. Химические элементы биосферы. 2.Положение в периодической системе s-элементов, электронное строение атомов, характерные степени окисления. 3.Закономерность изменения по группам и периодам: а) радиусов ионов s-элементов и их поляризующей способности. б) кислотно-основных свойств оксидов и гидроксидов s-элементов. 4.Физико-химические свойства H, Na, K, Be, Mg, Ca и их соединений. 5.Растворимость и гидролиз солей s-элементов. 6.Биологическая роль s-элементов и применение их соединений в медицине. Вопросы и задания для решения на занятии и самостоятельной работы 1.Как изменяется поляризующая способность ионов s-элементов: а) с увеличением разряда (радиус ионов одинаков); б) с увеличением радиуса (заряд ионов одинаков). 2.У какого из ионов – Na+ или Mg2+, Ca2+ или Sr2+ - поляризующая способность выше? Почему? 3.На каких свойствах пероксида водорода основано его применение в медицине и химическом анализе? 4.Какова реакция среды (кислая, нейтральная, щелочная ) водного раствора пероксида натрия? Ответ мотивируйте соответствующим уравнением реакции. 5.Как и почему изменяются основные свойства в ряду LiOH – CsOH ? 6. Как и почему изменяются основные свойства гидроксидов металлов главной подгруппы II группы в ряду Be(OH)2 ----- Ba(OH)2? 7. Можно ли получить кальций восстановлением его оксида алюминием? Ответ обосновать расчетом энергии Гиббса реакции. 8. Какой тип гибридизации атомных орбиталей бериллия в соединениях: а)ВеСI2; б)К2[BeF4]? Опишите электронное строение и геометрическую структуру молекулы ВеСI2. 9. Объясните строение молекулы пероксида водорода; приведите примеры реакций, доказывающих его окислительно-восстановительную двойственность 10. С какими из перечисленных веществ реагирует карбонат лития в присутствии воды: СО, СО2,NО2, CaO, HCl, HCOOH, Na2CO3, SiO2? 11. Какие препараты применяют при повышенной кислотности желудочного сока и какие из них сопровождаются меньшим побочным действием? 12. При растворении гидрида щелочного металла массой 21,6 г в воде выделился газ объёмом 20,16л (н.у.). Установите формулу гидрида. 13. Натрий какой массы нужно растворить в воде объёмом 100 мл, чтобы получить раствор с массовой долей гидроксида натрия 10%? 14. Осуществите следующие превращения: Щелочной металл – оксид – гидроксид – средняя соль – кислая соль – средняя соль. 15.На чем основано применения сульфата кальция для изготовления гипсовых повязок? Ответ поясните с помощью химических реакций. Некоторые свойства s-элементов Гидроксиды s-элементов IA группы растворимы в воде и являются сильными основаниями - щелочами. Сила оснований растет в группе сверху вниз. S-элементы IA группы с большинством кислот (HCl, HNO3, H2SO4 и т.д.) образуют хорошо растворимые в воде соли. Некоторые соединения натрия и калия трудно растворимы в воде. К ним относятся гексагидроксостибиат(V) натрия, натрий-уранил ацетат, гидротартрат калия, гексанитрокобальтат(Ш) калия или натрия и др. Растворимость и основные свойства гидроксидов s-элементов IIА группы закономерно возрастают по группе сверху вниз. Большинство соединений, образованных s-элементами IIА группы практически нерастворимы в воде. К хорошо растворимым в воде соединениям магния относятся хлорид, нитрат, сульфат, дигидрофосфат, оксалат, хромат, ацетат и др., а к трудно растворимым – гидроксид, фосфат, гидрофосфат, гидроксокарбонат и т.д. Эти соли не растворяются в воде, но растворяются в сильных и слабых кислотах. К хорошо растворимым в воде соединениям кальция относятся хлорид, нитрат, ацетат, гидрофосфат, хромат и др., к труднорастворимым – фосфат, гидрофосфат, карбонат, оксалат и др. Эти соли в воде не растворяются, но растворимы в сильных, а некоторые и в слабых кислотах. К соединениям стронция, хорошо растворимым в воде, относятся хлорид, нитрат, ацетат, дигидрофосфат и др., к трудно растворимым – сульфат, карбонат, оксалат, фосфат, гидрофосфат и др. Нерастворимые в воде соли растворяются в сильных (кроме сульфата), а некоторые и в слабых кислотах. Хромат стронция средней растворимости. Растворимые в воде соли бария – это хлорид, нитрат, ацетат, дигидрофосфат и др., труднорастворимые – сульфат, карбонат, оксалат, хромат, фосфат, гидрофосфат и др. Соли, которые нерастворимы в воде, растворяются (кроме сульфата) в сильных кислотах (НCI, НNO3). Практическая часть Лабораторная работа Перед выполнением лабораторной работы необходимо ознакомиться с содержанием опытов и подготовить таблицу для оформления результатов работы. Номер и название опыта Уравнения реакций с указанием внешних признаков и условий проведения Вывод В выводах необходимо отразить результаты наблюдений, характер образующихся продуктов, их растворимость, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства и т.д. Опыт 1. Осаждение катионов натрия из растворов. Обнаружение катиона натрия гексагидроксостибиатом(V) калия K[Sb(OH)6] Гексагидроксостибиат(V) калия в нейтральном или слабощелочном растворе при комнатной температуре образует с солями натрия белый кристаллический осадок гексагидроксостибиата (V) натрия: NaCl + K[Sb(OH)6] = Na[Sb(OH)6] ↓ + KCl белый кристаллический осадок Аналогичные осадки с этим реактивом образуют соли магния, кальция, стронция, бария, поэтому перед проведением реакции открытия катиона натрия в растворе следует убедиться в отсутствии этих ионов в растворе. Выполнение В пробирку берут 2 капли раствора хлорида натрия, добавляют 2 капли раствора реактива K[Sb(OH)6] и потирают о внутреннюю стенку пробирки стеклянной палочкой для ускорения образования осадка. Отмечают характер (аморфный, кристаллический) и цвет осадка. Записывают уравнение реакций и делают выводы об условиях её проведения. Опыт 2. Осаждение катионов калия из растворов. Обнаружение катиона калия гидротартратом натрия NaHC4H4O6 Гидротартрат натрия (кислая соль винной кислоты) в нейтральной среде при комнатной температуре образует с солями калия белый кристаллический осадок гидротартрата калия: KCl + NaHC4H4O6 = KHC4H4O6↓ + NaCl белый кристаллический осадок Аналогичный осадок с данным реактивом образуют соли кальция, поэтому перед проведением реакции открытия катиона калия следует убедиться в отсутствии этих ионов в растворе. Выполнение В 2 пробирки берут по 2 капли раствора хлорида калия, в каждую из них добавляют по 2 капли раствора реактива NaHC4H4O6 и потирают стенки пробирки стеклянной палочкой до образования осадка. Отмечают цвет и характер осадка. В первую пробирку добавляют 3-4 капли соляной кислоты, а во вторую – 3-4 капли раствора щелочи (KOH или NaOH) и пробирки встряхивают до растворения осадка. Записывают уравнения реакций образования и растворения осадка в кислоте и щелочи. Делают вывод об условиях проведения реакции. Опыт 3,4,5. Кислотно-основные свойства гидроксидов бериллия, магния, кальция. Опыт 3. В две пробирки берут по 3 капли раствора сульфата бериллия и в каждую пробирку добавляют по каплям раствор щелочи (каждый раз встряхивая пробирку) до образования осадка гидроксида бериллия. В первую пробирку добавляют избыток щелочи, а во вторую - 4-5 капель соляной кислоты. Пробирки встряхивают и отмечают растворение осадков. Аналогично проводят опыты с солями магния и кальция. (опыт 4 и 5) При оформлении каждого опыта приведите уравнения реакций образования гидроксида и растворения его в кислоте и щелочи. Указывают цвет осадка. Делают вывод о характере гидроксида (кислотный, амфотерный, основный). Опыт 6. Определение рН растворов гидроксидов бериллия, магния, кальция. На полоску универсальной индикаторной бумажки, помещенную на чистое предметное стекло, наносят капли раствора гидроксида бериллия и, пользуясь цветной шкалой, определяют приблизительное значение рH данного раствора. Аналогичным образом определяют рН растворов гидроксида магния и гидроксида кальция. На основании данных опытов 3-6 указывают, как изменяется характер гидроксидов в ряду Be(OH)2 – Mg(OH)2 –Ca(OH)2 и объясняют причину этого изменения. Опыт 7. Реакция с оксалатом аммония (NH4)2C2O4 Данная реакция используется для осаждения кальция при определении содержания кальция в моче и крови и для обнаружения ионов кальция в растворах. В 2 пробирки берут по 2 капли раствора хлорида кальция, в каждую из них добавляют по 2 капли раствора оксалата аммония и наблюдают выпадение белого кристаллического осадка оксалата кальция: CaCl2 + (NH4)2C2O4 = CaC2O4↓ + 2NH4Cl белый кристаллический осадок В первую пробирку добавляют 3-4 (можно больше) капли соляной кислоты (до растворения), а во вторую – 3-4 капли уксусной. Пробирки встряхивают и отмечают, в какой из пробирок произошло растворение осадка. Записывают уравнения реакций образования и растворения осадка. Делают вывод об условиях её проведения и применении. Опыты 8, 9, 10 . Реакции с хроматом калия K2CrO4. Опыт 8. В пробирку берут 3 капли раствора хлорида кальция, добавляют 3 капли насыщенного раствора хромата калия и стенки пробирки потирают стеклянной палочкой. Отмечают результат опыта (осадок выпал, не выпал) и делают вывод о растворимости хромата кальция. Опыт 9. Реакция используется для обнаружения ионов стронция в растворах. В две пробирки берут по 2 капли раствора нитрата стронция, в каждую из них добавляют по 2 капли раствора хромата калия и стенки пробирки потирают стеклянной палочкой до образования желтого кристаллического осадка хромата стронция: Sr(NO3)2 + K2CrO4 = SrCrC4 ↓ + 2KNO3 желтый кристаллич. В первую пробирку добавляют 4-5 капель соляной (азотной ) кислоты, а во вторую – 4-5 капель уксусной. Пробирки встряхивают и наблюдают действие кислот на осадок в той и другой пробирке. Записывают уравнения реакций образования и растворения осадка. Делают вывод об условиях выполнения реакции и её использовании. Опыт 10. В две пробирки берут по 2 капли раствора хлорида бария, в каждую из них добавляют по 2 капли раствора хромата калия и наблюдают выпадение желтого, мелкокристаллического осадка хромата бария. В первую пробирку добавляют 3-4 капли соляной (азотной) кислоты , во вторую – 3-4 капли уксусной. Пробирки встряхивают и отмечают, в какой из пробирок произошло растворение осадка. Записывают уравнения реакций образования и растворения осадка, делают вывод об условиях её выполнения и применении. Сравнивают свойства хромата бария со свойствами хромата стронция. Реакция используется для обнаружения ионов бария в растворах.

Похожие:

	Учебно-методического комплекса дисциплины I. Рабочая учебная программа... Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования (гос впо)...		Учебно-методического комплекса дисциплины I. Рабочая учебная программа... Использование понятий, терминов и алгоритмов работы в области информационных автоматизированных медико-технологических систем подготовит...
	Учебно-методического комплекса дисциплины • Рабочая учебная программа... Программа составлена в соответствии с требованиями фгос впо по направлению подготовки стоматология		Биофизика Приложение 1 к рабочей учебной программе «Тематический план лекций», «Тематический план практических занятий»
	Учебно-методического комплекса дисциплины рабочая программа учебной...		Тематический план дисциплины 8 При разработке учебно – методического комплекса учебной дисциплины в основу положены
	Литература по дисциплине «Семейное право» 5 Тематический план для... I. Задачи и методические рекомендации для проведения практических занятий по семейному праву 8		Программа «Семья!» Составили воспитатели: Хафизова Л. Р. Хузина А. Т. 2014 год Учебно – тематический план Родительские собрания Учебно-тематический план Родительского клуба Клуб
	Пояснительная записка 2 Планируемые результаты обучения дисциплине... Рабочая учебная программа предназначена для реализации государственных требований к уровню подготовки и обязательному минимуму содержания...		Учебно-методический комплекс по дисциплине «Организация и техника внешнеэкономических операций» Включает рабочую программу дисциплины и учебно-тематический план для очной формы обучения; календарный план дисциплины; структуру...