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 Р-ЭЛЕМЕНТОВ VI-VП ГРУПП ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ И ИХ СОЕДИНЕНИЙ. Актуальность темы р-элементы VI группы – это кислород, сера, селен, теллур, полоний. Наиболее важные из них- кислород и сера, являются органогенами. Кислород по содержанию в организме (62%) относится к макроэлементам. Его роль в процессах жизнедеятельности исключительно велика. Без кислорода невозможны многочисленные чрезвычайно важные жизненные процессы, например дыхание, окисление аминокислот, жиров, углеводов. Защитные функции организма также связаны с наличием кислорода и уменьшение содержания кислорода в организме понижает его защитные свойства. В медицинской практике кислород применяют для вдыхания при кислородной недостаточности, заболеваниях дыхательных путей, сердечно- сосудистой системы, отравлениях СО2, HCN и др. По содержанию в организме (0,16%) сера, как и кислород, относится к макроэлементам. Сера входит в состав многих биомолекул - белков, аминокислот, гормонов (инсулина), витаминов (витамин B1), содержится в каротине волос, костях, нервной ткани. Многие серосодержащие биосубстраты организма имеют в своем составе тиольную группу R-SH, которая легко окисляется в дисульфидную группу R-S-S-R. Этот процесс носит в организме обратимый характер, так как он позволяет поддерживать в организме тиол-дисульфидное равновесие, которое лежит в основе регуляции активности ферментов и гормонов, проницаемости мембран, свертывания крови и адаптации организма к экстремальным воздействиям. В медицинской практике широко применяют как саму серу, так и многие её соединения: сера осажденная, тиосульфат натрия Na2S2O3∙ 5H2O, сульфаты Na2SO4∙ 10H2O , CuSO4 ∙ 5H2O , ZnSO4 ∙ 7H2O. Селен по содержанию в организме относится к микроэлементам (10-5 – 10-7 %). В живых организмах селен, как и сера, входит в состав биосубстратов в степени окисления -2. Селен может замещать атомы серы в аминокислотах; эти необычные селенсодержащие аминокислоты входят в состав активных центров некоторых ферментов, обеспечивая их высокую ферментативную активность. Хорошо известна способность селена предохранять организм от отравления ртутью и кадмием. Интересным является факт взаимосвязи между низкой смертностью от рака и высоким содержанием селена в пище. В то же время замещение группы SH на группу SeH в ряде ферментов приводит к снижению их дегидрогеназной активности и ингибированию клеточного дыхания. К р-элементам VII группы относятся фтор, хлор, бром, йод, астат; эти элементы называются галогенами. По содержанию в организме человека хлор (0,15%) относится к макроэлементам, остальные галогены- к микроэлементам (~10-5%). Соединения фтора являются компонентами костной ткани, ногтей и зубов. Фторирование питьевой воды до концентрации фторид-иона 1мг/л и добавление фторида натрия в зубную пасту значительно снижает кариес зубов. Хлорид- ионы обеспечивают ионные потоки через клеточные мембраны, участвуют в поддержании осмотического гомеостаза, создают благоприятную среду для действия и активации протолитических ферментов желудочного сока. Бромид-ионы в организме человека локализуются преимущественно в гипофизе и других железах внутренней секреции. Они усиливают тормозные процессы в нейронах коры головного мозга, в связи с чем бромиды калия, натрия и бромкамфора применяются в фармакологии. Йод и его соединения влияют на синтез белков, жиров и гормонов. Больше половины количества йода находится в щитовидной железе в связанном состоянии в виде гормонов. При недостаточном поступлении йода в организм развивается эндемический зоб. Для профилактики этого заболевания к поваренной соли добавляют NaJ или KJ. Цель занятия Получить системные знания об общих свойствах р-элементов VI-VII групп, зависимости химических свойств соединений р-элементов от свойств атомов и биологической роли р-элементов VI-VII групп и их соединений. Студент должен знать: 1. Общие свойства р-элементов VI-VII групп. 2. Зависимость химических свойств соединений р-элементов от свойств атомов. 3. Окислительно-восстановительные свойства соединений р-элементов VI-VII групп. 4. Изменение свойств галогенводородных соединений сверху вниз по группе. 5. Комплексообразующую способность р-элементов VI-VII групп. 6. Биологическую роль р-элементов. Студент должен уметь: 1. Проводить простейший эксперимент по изучению физико-химических свойств р-элементов VI-VII групп и их соединений. 2. Анализировать исследуемый раствор на присутствие ионов р-элементов VI-VII групп. Вопросы для подготовки и обсуждения на занятии 1.Характеристика р-элементов VI-VII групп – положение в периодической системе, строение атомов, степени окисления. 2.Кислород; химические свойства. Пероксиды; окислительно-восстановительные свойства пероксидов. 3.Галогены; химические свойства. Изменение прочности химической связи, восстановительной способности и степени электролитической диссоциации в водных растворах кислот в ряду HF- HCl- HBr- HJ. 4.Химизм биологического действия р-элементов VI-VII групп и их соединений; применение в медицине. Вопросы и задачи для самоконтроля 1.Напишите электронную конфигурацию атомов и дайте сравнительную характеристику р-элементов VI группы. Какие степени окисления они проявляют? 2.Опишите строение молекулы кислорода, используя метод молекулярных орбиталей. Обладает ли молекула магнитными свойствами? Ответ мотивируйте. 3.Сравните химическую активность озона и кислорода. Ответ подтвердите химическими реакциями. 4.Какие жизненные процессы протекают при обязательном участии кислорода? Укажите применение кислорода в медицинских целях. 5.Как и почему изменяются кислотные свойства в ряду: серная – селеновая - теллуровая кислоты? Как изменяются в этом ряду их окислительные свойства? 6.Привести примеры реакций получения SO2, в которых степень окисления серы: а) изменяется; б) не изменяется. 7.Приведите примеры биологически важных серусодержащих соединений. Объясните механизм обезвреживания ядовитых соединений (фенола, крезола и т.д.) с помощью образующейся в организме эндогенной серной кислот 8.Через 100 мл 0,2 М раствора NaOH пропустили 448 мл SO2 (условия нормальные). Найти массу образовавшейся соли. 9.Почему серусодержащие аминокислоты применяют для защиты организма от радиационных поражений. Ответ подтвердите химическими реакциями. 10.Объясните биологическую роль селена. В каких органах он концентрируется? 11. Дайте сравнительную характеристику атомов галогенов с указанием характера изменения первых потенциалов ионизации, энергии сродства к электрону, электроотрицательности. Какие степени окисления проявляют галогены в своих соединениях? 12. Как изменяются кислотные, окислительные свойства и устойчивость в ряду кислородсодержащих кислот: HClO, HClO2, HClO3, HClO4? 13. Могут ли галогеноводороды в каких-либо реакциях играть роль окислителя? Дайте мотивированный ответ. 14. Какова реакция среды в водных растворах фторида натрия, фторида аммония, фторида кремния. Ответ мотивируйте с помощью химических реакций. Вычислите рН 0,001 М раствора фторида аммония. 15. Объясните изменение силы кислот ННаl в ряду F-J. 16. Какова биологическая роль галогенов? Какие их соединения используются в медицине? 17. Объясните механизм защитного действия фторид-ионов на зубную эмаль. 18. Приведите примеры токсичного действия галогенов на организм. Некоторые свойства р-элементов VI-VII групп и их соединений р-элементы VI группы ( кислород, сера, селен, теллур, полоний) называются халькогенами. Первые четыре элемента этой группы имеют неметаллический характер. Кислород и сера являются биогенными макроэлементами, входят в группу органогенов. Полоний радиоактивный элемент. Для кислорода наиболее характерна степень окисления (-2), за исключением пероксида водорода Н2О2 и его производных, в которых кислород имеет степень окисления (-1). Во фториде F2O кислород имеет положительную степень окисления (+2). Для всех остальных элементов характерны положительные степени окисления: +2, +4, +6, отрицательная (-2)(кроме полония). В живых организмах кислород, сера и селен входят в состав биомолекул в степени окисления (-2). Сера, селен и теллур образуют оксиды состава ЭO2 и ЭО3 , которым соответствуют кислотные гидроксиды Н2ЭО3 и Н2ЭО4 . Кислоты Н2ЭО3 и их соли проявляют окислительно- восстановительную двойственность, т. к. S, Se, Тe в этих соединениях имеют промежуточную степень окисления(+4). Кислоты состава Н2ЭО4 и их соли ведут себя как окислители (степень окисления элемента высшая(+6). Для соединений S, Se, Тe в степени окисления (-2) характерны восстановительные свойства. р-элементы VII группы (фтор, хлор, бром, йод, астат) называются галогенами. Фтор, хлор, бром, йод -биогенные микроэлементы. Астат — радиоактивный элемент. Галогены сильные окислители, легко присоединяют электрон до завершения оболочки благородных газов. В соединениях с водородом и металлами фтор, хлор, бром, и йод проявляют отрицательную степень окисления (-1). Во многих соединениях хлор, бром и йод проявляют положительную степень окисления (+1,+3,+5,+7). Оксиды и соответствующие им гидроксиды, в которых хлор, бром и йод имеют положительные степени окисления, проявляют кислотные свойства. Соединения галогенов в отрицательной степени окисления (-1) являются восстановителями. Соединения, в которых хлор, бром, йод имеют промежуточные степени окисления, проявляют окислительно-восстановительную двойственность, в высшей степени окисления (+7) — окислители. Практическая часть Лабораторная работа Образец оформления лабораторных опытов приведен в методической разработке по теме «Физико-химические свойства s-элементов и их соединений. Опыты 1,2. Окислительно-восстановительная характеристика соединений серы(IV) Опыт 1. Восстановительные свойства сульфитов. В пробирку наливают 2 мл (до отметки) раствора дихромата калия, подкисляют серной (соляной) кислотой и прибавляют раствор сульфита натрия до перехода оранжевой окраски Cr2O72- в зеленую Cr3+. 3Na2SO3 + K2Cr2O7 + 4H2SO4 = K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3Na2SO4 + 4H2O S+4 - 2е → S+6 3 в-ль 6 2Cr+6 + 6е → 2Cr3+ 1 о-ль Опыт 2. Окислительные свойства сульфитов. К раствору сульфита натрия прибавляют раствор серной (соляной) кислоты (в отношении 1:1) и раствор сульфида натрия. Наблюдают образование взвеси свободной серы. Na2SO3 + 2Na2S + 6HCl = 3S↓ + 6NaCl +3H2O S+4 + 4 е → S0 1 о-ль 4 S-2 - 2 е → S0 2 в-ль Опыты 3, 4 . Осаждение сульфид-ионов S2- из растворов Опыт 3. Реакция с нитратом серебра. К 3 каплям раствора сульфида натрия Na2S прибавляют 2 капли раствора нитрата серебра и отмечают образование осадка черного цвета сульфида серебра Ag2S. Записывают уравнение реакции получения осадка. Опыт 4. Реакция с растворимыми солями свинца. Обнаружение сульфид-ионов в растворе. К 2 каплям раствора сульфида натрия прибавляют 2 капли раствора ацетата свинца Pb(CH3COO)2 и отмечают образование осадка сульфида свинца PbS. Записывают уравнение реакции получения осадка. Опыт 5. Свойства сульфит-ионов SO32- в растворах. Реакция с кислотами. Обнаружение сульфит-ионов в растворе. В пробирку берут по 3 капли растворов сульфита натрия и серной (соляной) кислоты, затем добавляют 2-3 капли раствора перманганата калия. Отмечают обесцвечивание раствора и выделение диоксида серы (IV) SO2 -газ с резким запахом. Na2 SO3 + 2HCl = 2NaCl + SO2↑ | + H2 O 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2 O = 2MnSO4 + K2 SO4 + 2H2 SO4 S +4 - 2 е → S+6 5 10 Mn+7 + 5 е → Mn2+ 2 Опыт 6. Свойства тиосульфат-ионов S2O32-в растворе. Реакция с кислотами. Обнаружение тиосульфат -ионов в растворе. К 3 каплям раствора тиосульфата натрия прибавляют 4 капли раствора соляной (азотной) кислоты и смесь слегка нагревают на песчаной бане. Отмечают появление взвеси свободной серы S желтого цвета и выделение оксида серы(IV). Na2S2O3 + 2HCl = H2S2O3 + 2NaCl H2S2O3 → S↓ + SO2 ↑ + H2 O Опыт 7. Осаждение сульфат-ионов из растворов. Обнаружение ионов SO42- реакцией с хлоридом бария. К 2 каплям раствора натрия Na2SO4 прибавляют 1 каплю раствора хлорида бария, отмечают образование белого осадка сульфата бария BaSO4 и испытывают растворимость осадка в соляной (азотной) кислоте. Записывают уравнение реакции получения осадка. Опыты 8, 9. Свойства бромид-ионов Br- в растворах. Опыт 8. Осаждение бромид-ионов из растворов- реакция с нитратом серебра. К 3 каплям раствора бромида калия KBr прибавляют 2 капли раствора нитрата серебра. Отмечают образование желтоватого творожистого осадка бромида серебра AgBr и проверяют действие на осадок азотной кислоты. Записывают уравнение реакции образования осадка. Опыт 9. Восстановительные свойства бромид-ионов. Реакция с раствором KMnO4 . Обнаружение Br- - ионов в растворе. К 3 каплям раствора бромида калия прибавляют 2 капли раствора серной кислоты , 6-8 капель хлороформа (бензола) , 3 капли раствора KMnO4 и содержимое пробирки энергично встряхивают. Отмечают появление свободного брома в растворе по желтому (красно-бурому) цвету слоя хлороформа. Вместо раствора KMnO4 можно использовать хлорную воду. 10KBr + 8H2SO4 + 2KMnO4 = 6K2SO4 + 2 MnSO4 + 5Br2 + 8H2O 2Br- - 2 e → Br20 5 10 Mn+7 + 5 e → Mn+2 2 Опыт 10, 11. Свойства йодид-ионов I - в растворе Опыт 10. Осаждение йодид-ионов из растворов -реакция с нитратом серебра. К 2 каплям раствора йодида калия прибавляют 2 капли раствора нитрата серебра. Отмечают образование светло-желтого осадка йодида серебра AgI . Проверяют действие на осадок азотной кислоты. Записывают уравнение реакции получения осадка. Опыт 11. Восстановительные свойства йодид-ионов. Реакция с раствором KMnO4. Обнаружение I- - ионов в растворе. К 2 каплям раствора йодида калия прибавляют 2 капли раствора серной кислоты, 6-8 капель хлороформа (бензола), затем 3 капли раствора KMnO4 и содержимое пробирки энергично встряхивают. Отмечают появление свободного йода в растворе по фиолетово-малиновой окраске слоя хлороформа. Сравнивают результаты опытов 9 и 11. Вместо раствора KMnO4 можно использовать хлорную воду. Избыток хлорной воды обесцвечивает фиолетовую окраску хлороформа вследствие окисления свободного йода до йодноватой кислоты HIO3 . 10KI + 8H2SO4 + 2KMnO4 = 6K2SO4 + 2 MnSO4 + 5I2 + 8H2O 2I- - 2 e → I20 5 10 Mn+7 + 5 e → Mn+2 2

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...