МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ

к лабораторному занятию

Модуль №2 «Элементы химической термодинамики. Элементы химической кинетики»

учебной дисциплины «Химия»

для специальности 060101 «Лечебное дело»

курс ____I___семестр _I___

Составитель: к.х.н., доцент Задорожная А.Н.

Рецензент: ст.преподаватель Усова М.Г.

Владивосток, 2013

1. Тема: «Коллигативные свойства растворов. Определение молярной массы неэлектролита и изотонического коэффициента электролита криометрическим методом».

2. Мотивация изучения темы. Существование живых организмов неразрывно связано с существованием водных растворов сильных и слабых электролитов, т.к. основные звенья обмена организма веществом с окружающей средой связано с переходом различных соединений в растворенное состояние: всасывание лекарственных веществ, их транспорт в организме, транспорт метаболитов, выведение продуктов обмена из организма. В связи с этим, целесообразным является изучение особенностей поведения компонентов внутренней среды (сильных и слабых электролитов) в водном растворе.

3.Цели занятия.

3.1 Общая цель: изучение темы направлено на формирование компетенций по ФГОС специальности ПК-2, ПК-3.

3.2. Конкретные цели и задачи.

После изучения темы студент должен:

«Знать» - правила техники безопасности и работы в физических и химических лабораториях с реактивами и приборами, свойства воды и водных растворов, электролитный баланс организма человека, коллигативные свойства растворов (диффузия, осмос, осмолярность, осмоляльность).

«Уметь» - проводить криометрические измерения для растворов неэлектролитов и электролитов, производить расчеты по результатам эксперимента, проводить статистическую обработку экспериментальных данных, графически представлять их, объяснять механизм действия лекарственных препаратов, используемых в качестве кровезаменителей, осмотических диуретиков, солевых слабительных средств, а также для оценки осмотической резистентности эритроцитов, пользоваться физическим и химическим оборудованием.

«Владеть»- навыками работы с химической посудой и простейшими приборами, понятием ограничения в достоверности и специфику наиболее часто встречающихся лабораторных тестов.

4. Вопросы, изученные на предшествующих дисциплинах и необходимые для освоения темы.

1. Растворы. Растворимость веществ. Диффузия, осмос (общее среднее образование).

5. Задания для самостоятельной подготовки к лабораторному занятию.

5.1. Перечень контрольных вопросов для самоконтроля знаний.

1. Растворы. Термодинамическая классификация растворов.

2. Коллигативные свойства растворов.

3. Закон Рауля для идеальных и реальных растворов.

4. Следствия из закона Рауля, их обоснование. Криоскопические и эбулиоскопические константы, их физический смысл.

5. Следствия из закона Рауля для реальных растворов.

6. Изотонический коэффициент, способы его определения.

7. Осмос. Расчёт осмотического давления для идеальных и реальных растворов.

8. Криометрия, эбулиометрия, осмометрия. Использование в медико-биологических исследованиях.

5.2. Задания для СРС во внеучебное время.

Задача №1

Опишите поведение эритроцитов в растворе нитрата натрия с ω=1% (ρ=1,005 г/мл). Изотонический коэффициент равен 1,81; опыт проводится при 35ºС.

Задача №2

Вычислите температуру кипения и температуру замерзания водного раствора сахарозы (М=342 г/моль) с ω=2%.

Задача №3

Навеска рибозы массой 5,19г растворена в 180г воды. Температура кипения полученного раствора 100,1 ºС. Определите молярную массу рибозы.

5.3. Задания для самоконтроля подготовки к лабораторному занятию.

Вариант теста №1

5%-ный раствор глюкозы по отношению к 5%-ному раствору сахарозы является:

а) изотоническим;

б) гипотоническим;

в) гипертоническим.

Вариант теста №2

Разбавленные растворы мочевины и глюкозы имеют одинаковые массовые доли растворённого вещества. Меньшая величина ΔТзам характерна для:

а) мочевины;

б) глюкозы;

в) ΔТзам одинакова.

Вариант теста №3

Температура замерзания раствора глюкозы при добавлении воды:

а) уменьшится;

б) увеличится;

в) не изменится.

6. Этапы проведения лабораторного занятия.

7. Ориентировочная основа действия (ООД) для проведения самостоятельной работы студентов в учебное время.

Приборы, оборудование, реактивы: прибор для измерения температуры замерзания, магнитная мешалка, секундомер, стакан (1000 мл), пипетка Мора (50 мл), пипетор, вода дистиллированная, NaCl(техн), C₂H₅OH, Na₂SO₄, CH₃COONa и т.д.

Выполнение эксперимента.

В работе используют прибор, изображённый на рисунке 1.

1- цифровой измеритель температуры; 2,3 – температурный датчик;

4 – защитное покрытие (защитный рукав) для датчика температуры;

5 – внутренний сосуд; 6 – внешний сосуд; 7 – магнитная мешалка,

8 – стакан (1000 мл).

1. Во внутренний сосуд (5) налить 50 мл воды с помощью пипетки Мора. Во внешний сосуд (6), который выполняет роль «рубашки», налить 50 мл C₂H₅OH. Во внутренний сосуд поместить температурный датчик в защитном «рукаве» (пробирке). В защитный «рукав» добавить несколько капель этанола для улучшения теплопередачи. Соединить температурный датчик с цифровым измерителем температуры.

2. Затем внутренний сосуд поместить в «рубашку» (6) и всё вместе – в стакан на 1000 мл. В стакан опустить магнитный ротор, другой температурный датчик в защитном «рукаве», подключите его к цифровому измерителю температуры, и добавить охладительную смесь.

В качестве охладительной смеси используют смесь колотого льда и NaCl_техн; температура смеси должна быть –8ºС. Для этого стакан на 1000 мл необходимо заполнить на 2/3 объёма колотым льдом, добавить небольшое количество холодной воды и затем при перемешивании NaCl_техн до требуемой температуры.

3. Включить магнитную мешалку, установив среднюю скорость. При достижении температуры во внутреннем сосуде приблизительно 1ºС, начать фиксировать изменение температуры каждую минуту (по секундомеру) в течение 25 минут с точностью до 0,1ºС. Процесс замерзания воды происходит при постоянной температуре, которую и записывают t_зам(Н₂О).

4. Затем выключить магнитную мешалку. Внешний и внутренний сосуды вынуть из охладительной смеси и подождать таяния образовавшегося льда. После этого во внутренний сосуд поместить навеску соли и растворить её. Затем сосуды поместить в охладительную смесь и определить температуру замерзания раствора, как было описано в п.3.

Температурой замерзания раствора считать максимальную температуру (см. рис. 2).

Обработка результатов эксперимента.

1. Вычисляют значение ΔТ_зам по формуле

ΔТ(э)_зам = t_{зам. воды} – t_{зам. р-ра}

2. Вычисляют моляльную концентрацию исследуемого вещества в растворе по формуле

3. Рассчитывают теоретическое значение ΔТ_зам для раствора исследуемого вещества по формуле:

ΔТ(т)_зам = К С_m

4. Находят изотонический коэффициент, используя соотношение:

5. Сравнивают i с ожидаемым предельным значением для данного электролита, рассчитанным по формуле:

i = 1+ α(m–1)

Делают вывод.

6. Рассчитывают осмотическое давление исследованного раствора при t=37ºС, считая с(х) ≈ с_m(x)

π = icRT

8. Задания для контроля уровня сформированности компетенций в учебное время.

1. Причина отклонения свойств разбавленных растворов электролитов от закона Вант-Гоффа:

а) понижение давления пара в растворах электролитов меньше, чем в растворах неэлектролитов;

б) повышенной растворимостью электролитов в растворителях;

в) высокой степенью гидратации электролитов в растворах;

г) действующая концентрация электролитов выше, чем их исходная концентрация.

2. Осмотическое давление молярного раствора CaCl₂ равно 5609 кПа. Действующая концентрация электролита в растворе выше заданной при 30⁰С:

а) в 3 раза;

б) в 2,25 раза;

в) в 1,5 раза;

г) одинакова.

3. Температура замерзания водного раствора рибозы с массовой долей 3 % равна М(рибозы)=150,1 г/моль:

а) 0,38;

б) -0,38;

в) 0,06;

г) -0,06.

9. Учебно-материальное обеспечение:

9.1. Литература:

а) обязательная

1. Попков В.А., Пузаков С.А. Общая химия. М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2007, гл.9, с. 269-295.

2. Пузаков С.А. Химия. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006, гл. 10, с. 220-229.

3. Ершов Ю.А., Попков В.А. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. – М.: ВШ, 2005, гл. 2, с. 66-76.

б) дополнительная

1. Тюрина Е.Ф., Иванова Н.С., Ткачёва М.В., Клышко Е.В. Общая химия. Вопросы и ответы. – Владивосток: Медицина ДВ, 2008, гл.3, с. 30-35.

2. ЭБС «Консультант студента» http://studmedlib.ru

3. ЭБС «Университетская библиотека online» http://www.biblioclub.ru

4. Электронные каталоги библиотеки ТГМУ http://libvgmu.ru/catalog/

10. Материальное обеспечение:

а) таблицы

б) калькуляторы

в) лабораторные приборы.

Оценивание уровня сформированности компетенций обучающихся проводится по балльно-рейтинговой системе.

Дата добавления: 2014-11-01; просмотров: 823; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!