Важной характеристикой раствора является концентрация. Этой величиной определяются многие свойства растворов.

Химия входит в число наук, составляющих фундамент медицины. Химические методы исследования постоянно используются в диагностике заболеваний и профилактических обследованиях. Химический синтез является основой изготовления лекарств. Поэтому, для дальнейшего изучения материала, необходимо знать теоретические основы химии. Наряду с теоретической базой, в медицине применяются экспериментальные методы, помогающие освоению материала.

В настоящее время практикуму, как специфической и важнейшей форме учебной работы, уделяется особое внимание, так как усвоение изучаемого материала, может происходить только в ходе активной деятельности самого учащегося. Эта деятельность реализуется на практике и лабораторных занятиях в процессе решения различных ситуационных задач. Без знания техники лабораторных работ нельзя быть уверенным в точности поставленного эксперимента.

Многие химические процессы протекают лишь при условии, что участвующие в них вещества находятся в растворенном состоянии. Растворы имеют большое значение, как в промышленности, так и в медицине. Важнейшие биологические жидкости – кровь, лимфа, моча, слюна, пот являются растворами солей, белков, углеводов, липидов в воде. Усвоение пищи связано с переходом питательных веществ в растворенное состояние. Биохимические реакции в живых организмах протекают в растворах. В жидких средах организма поддерживается постоянство кислотности, концентрации солей и органических веществ (концентрационный гомеостаз). Биологические жидкости участвуют в транспорте питательных веществ (жиров, аминокислот, кислорода), лекарственных препаратов к органам и тканям, а также в выведении из организма метаболитов (мочевины, билирубина, углекислого газа и т.д.). Приведенные примеры подчеркивают важность изучения свойств растворов для медиков.

Химическую посуду изготавливают из различных материалов, её классифицируют на стеклянную, кварцевую, фарфоровую, металлическую, пластиковую, высокоогнеупорную.

Посуда общего назначения

Рис. 1. Пробирки

Рис. 2. Химический стакан

Пробирки представляют собой узкие цилиндрической формы сосуды с закругленным дном; они бывают различной величины и диаметра и из различного стекла. Обычные лабораторные пробирки изготовляют из легкоплавкого стекла, но для особых работ, когда требуется нагревание до высоких температур, пробирки изготовляют из тугоплавкого стекла или кварца. Кроме обычных, простых пробирок, применяют также градуированные и центрифужные конические пробирки (рис. 1).

Для хранения пробирок, находящихся в работе, служат специальные деревянные, пластмассовые или металлические штативы.

Рис. 3. Конические колбы

Рис. 4. Воронки

Химические стаканы (рис. 2) имеют различную вместимость от 50 до 1000 см³. Стаканы изготавливают из термо- и химически стойкого стекла. Стаканы из термостойкого стекла маркируют специальным знаком – матовым прямоугольником или кругом.

 

Рис. 5. Фарфоровая посуда: а - чашка для выпаривания; б - тигель.

Конические колбы (рис. 3) широко применяются при титровании. Изготавливают колбы из тонкостенного или термостойкого стекла. Они бывают различной вместимости (25 – 2000 см³).

Капельные или капиллярные пипетки применяют для взятия проб, отделения раствора от осадка, а также прибавления малых объемов реактивов. Использованные пипетки опускают в стакан с водой, чтобы не дать реактиву высохнуть в капилляре.

Воронки (рис. 4) служат для переливания жидкостей, фильтрования, приготовления растворов и заполнения бюреток.

В фарфоровых чашках и тиглях (рис. 5) вместимостью 5 – 10 см³нагревают или выпаривают растворы, прокаливают сухие остатки.

Рис. 6. Капельницы

Стеклянные палочки с оплавленными концами используют для перемешивания растворов.

Часовое или предметное стекло применяют для обнаружения отдельных ионов.

Капельницы (рис. 6) предназначены для работы с индикаторами.

Мерная посуда

		б)
		в)
а)
Рис. 7. Мерная посуда для приблизительных измерений: а - цилиндры, б - стакан, в- мензурка

Объем жидкости можно измерить с различной степенью точности, которая определяется задачей анализа. В зависимости от относительной погрешности, допускаемой при измерении объема, мерная посуда делится на две группы – для приблизительного и точного измерения объема.

К посуде для приблизительного измерения объема относятся мерные цилиндры, стаканы и мензурки. Относительная погрешность при измерении объема такой посудой составляет 1 % и более.

 

Мерные цилиндры (рис. 7 а) – стеклянные и пластиковые толстостенные сосуды с нанесенными на внешней стенке делениями, указывающими объем в см³ (5 – 2000 см³). Чтобы отмерить нужный объем жидкости, ее наливают в мерный цилиндр до тех пор, пока нижний край мениска не достигнет уровня нужного деления. Иногда встречаются цилиндры, снабженные притертыми пробками. Обычно их применяют только при специальных работах.

а)	б)
Рис. 9. Бюретки (а) и пипетки (б)

 

Мерные стаканы (рис. 7 б) дают самую большую ошибку в измерении объема из-за редких делений, указывающих объем.

 

Мензурки (рис. 7 в) – сосуды конической формы, на стенке которых нанесена шкала. Вместимость мензурок 50 – 1000 см³.

 

К посуде для точного измерения объемов относят мерные колбы, мерные пипетки и бюретки. Относительная ошибка при измерении объема составляет менее 1 %. Точный объем измеряют и записывают в виде числа, содержащего два знака после запятой.

Рис. 8. Мерные колбы

 

Мерные колбы (рис. 8) предназначены для приготовления растворов точной концентрации, имеют одну метку на длинном узком горлышке. Мерные колбы бывают различной емкости – от 50 мл до 2 л. Они бывают с притертой пробкой и без нее. Мерные колбы служат для приготовления рабочих растворов, для разбавления до определенного объема или же для растворения какого-либо вещества в определенном объеме соответствующего растворителя.

 

Бюретки и пипетки (рис. 9)– это мерная посуда, используемая при проведении химического анализа. Бюретки используются для титрования.

Работа с рефрактометром.

Одну или две капли исследуемого раствора соли, помещают между призмами рефрактометра. В окно верхней призмы направляют источник света. Через нижнюю призму свет попадает на шкалу прибора, частично её освещая и создавая чёткую границу света снизу и тени сверху. Если граница светотени недостаточно чёткая, имеет радужные полоски, то вращением компенсатора добиваются их исчезновения. Поворотом рычага, на котором закреплён окуляр, добиваются совмещения трёх чёрточек с границей светотени и считывают по левой шкале коэффициент рефракции, по правой - процентное содержание вещества. Контроль работы производится по дистиллированной воде, коэффициент рефракции которой равен 1,333. Зная коэффициент рефракции раствора, по таблице находят его процентное содержание. Необходимо помнить, что таблица составляется только для определенного вещества.

Вывод:

 

Вопросы для обсуждения.

1.	Предмет и задачи аналитической химии. Качественный и количественный анализ.
2.	Основные понятия качественного анализа: а) аналитические реакции; б) реагент (реактив); в) дробный и систематический метод анализа; г) макро-, микро-, полумикроанализ; д) способы выполнения аналитических реакций.
3.	Методы количественного анализа. Классификация методов количественного анализа.
4.	Закон эквивалентов. Основные понятия объемного (титриметрического) анализа: а) рабочий раствор (титрант); б) исходные вещества, требования к ним; в) анализируемый раствор; г) титрование; д) точка эквивалентности, точка нейтрализации; е) конец титрования.
5.	Индикаторы, выбор индикатора. Понятие о кривых титрования, их анализе.
6.	Метод нейтрализации. Основные реакции метода. Алкалиметрия и ацидиметрия. Техника выполнения метода алкалиметрии.
7.	Значение методов качественного и количественного анализа в медицине и других областях практической деятельности (санитарно-гигиенической практике).

4. Выполнить тестовые задания (письменно):

1.		Какие методы используются при проведении количественного анализа:
	А	окрашивание пламени
	В	метод парообразования
	С	спектрофотометрия
	D	метод нейтрализации
2.		Какой из представленных реагентов можно использовать для качественного определения ионов Cu2+ ?
	А	NH4OH
	В	NaCl
	С	KNO3
	D	FeCl3
3.		Аналитические реакции между электролитами записывают:
	А	только в ионном виде
	В	в ионном виде только слабые электролиты
	С	слабые электролиты и малодиссоциированные вещества в молекулярном виде.
	D	только в молекулярном виде
4.		Какая реакция является качественной на ионы СO32-?
	А	с ионами Ва2+
	В	с ионами Fe2+
	С	с ионами Na+
	D	с ионами Ca2+
5.		Ионы натрия окрашивают бесцветное пламя горелки в:
	А	красный цвет
	В	желтый цвет
	С	фиолетовый цвет
	D	зелёный цвет
6.		Ионы Рb2+ в растворе можно определить в присутствии ионов:
	А	SO42-
	В	Clˉ
	С	I-
	D	NO3-
7.		Осадок какого цвета выпадает в реакции Ba2+ + SO42-  ® BaSO4¯
	А	черный
	В	желтый
	С	белый кристаллический
	D	белый творожистый
8.		Как называется анион SСN-?
	А	сульфат – ион
	В	роданид – ион
	С	тиосульфат – ион
	D	сульфит – ион
9.		Бромид и иодид серебра окрашены соответственно в:
	А	бледно-жёлтый и жёлтый цвет
	В	жёлтый и черный цвет
	С	бледно-жёлтый и белый цвет
	D	голубой и белый цвет
10.		Соли кальция окрашивают пламя горелки в:
	А	насыщенный желтый цвет
	В	кирпично – красный цвет
	С	желтовато – зеленый цвет
	D	светло – фиолетовый цвет
11.		На какой анион третьей группы реакция с солями железа (III) является качественной:
	А	NO3-
	В	Cl-
	С	SCN-
	D	SO32-
12.		Какой закон используют для расчётов в объёмном анализе?
	А	Закон Авогадро
	В	Закон эквивалентов
	С	Закон постоянства состава
	D	Закон перехода количества в качество
13.		Чему равны эквивалентные массы H2SO4 и КOH?
	А	98 и 56
	В	49 и 28
	С	49 и 112
	D	98 и 40
14.		Как изменится окраска индикатора фенолфталеина в щелочной среде?
	А	С бесцветной на желтую
	В	С бесцветной на малиновую
	С	С бесцветной на красную
	D	С бесцветной на фиолетовую
15.		Какой раствор является стандартным?
	А	Раствор с точно известной концентрацией
	В	Раствор, концентрацию активного вещества которого надо установить
	С	Раствор, содержащий определенную массовую долю растворённого вещества
	D	Раствор, не содержащий активного вещества
16.		Каким методом определяют концентрацию раствора КОН:
	А	алкалиметрией
	В	ацидиметрией
	С	методом осаждения
	D	оксидиметрией
17.		Для определения кислотности желудочного сока в качестве титранта следует применить:
	А	I2
	В	KI
	С	KOH
	D	НСl
18.		Метод анализа, к которому относится титрование по реакции: AgNO3 + NaCl = AgCl↓ + NaNO3
	А	Осадительное титрование
	В	Кислотно-основное титрование
	С	Комплексонометрия
	D	Оксидиметрия
19.		Объем рабочего раствора, потраченного на реакцию с исследуемым раствором, определяют с помощью:
	А	пипетки
	В	бюретки
	С	мерного цилиндра
	D	мерной колбы
20.		Какие вещества используются в методе нейтрализации в качестве исходных?
	А	NaOH, HCl
	В	Na2CO3, HCl
	С	NH3, H2O
	D	BaCl2, H2SO4

5. Ситуационные задачи:

№	Текст задания:
1.	Написать уравнения качественных реакций на ионы меди и хлора в растворе CuCl2 и определить признаки их прохождения.
2.	Для титрования 10 мл анализируемого раствора гидроксида калия методом ацидиметрии израсходовано 16 мл раствора серной кислоты, с молярной концентрацией эквивалента 0,05 н. Рассчитать молярную концентрацию эквивалента гидроксида калия.
3.	На титрование 25 мл раствора FeSO4 в кислой среде израсходовано 12,5 мл раствора КМnО4 с С f (КМnО4) = 0,01 моль/л. Рассчитать массу FeSO4 в растворе.
№	Эталоны ответов:
1.	Качественная реакция на ион Cu2+: CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2¯ + 2NaCl (молекулярное уравнение)                                                      голубой Cu2+ + 2Cl- + 2Na+ + 2OH- → Cu(OH)2¯ + 2Na+ + 2Cl- (полное ионное уравнение) Cu2+ + 2OH- → Cu(OH)2¯ (сокращенное ионное уравнение) Качественная реакция на ион Cl-: CuCl2 + 2AgNO3 → 2AgCl¯ + Cu(NO3)2 (молекулярное уравнение)                                                        белый Cu2+ + 2Cl- + 2Ag+ + 2NO3- → 2AgCl¯ + Cu2+ + 2NO3- (полное ионное уравнение) Cl- + Ag+ → AgCl¯ сокращенное ионное уравнение)
2.	Þ
3.	Находим Сf раствора FeSO4 Þ Массу FeSO4 находим по формуле:

     

6. Задачи для самостоятельного решения (выполнить письменно):

1.	Написать уравнения качественных реакций на ион аммония и карбонат-ион в растворе (NH4)2СO3 и определить признаки их прохождения.
2.	На титрование 50 мл раствора NaOН затрачено 35 мл раствора HCl с Сf(HCl) = 0,5 моль/л. Рассчитать массу NaОН в растворе.
3.	На титрование 20 мл анализируемого раствора уксусной кислоты методом алкалиметрии израсходовано 25 мл раствора гидроксида натрия, с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/л. Рассчитать молярную концентрацию эквивалента уксусной кислоты в растворе.

 

7. Вспомогательные материалы по самоподготовке:

Аналитическая химия – наука о методах и приемах определения качественного и количественного химического состава веществ или их смесей.

 

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Качественный анализ	Количественный анализ
определение (открытие) химических элементов, ионов, атомов, атомных групп, молекул в анализируемом веществе, смеси веществ.	определение количественного состава вещества т.е. установление количества химических элементов, ионов, атомов, атомных групп, молекул в анализируемом веществе, смеси веществ.

Качественный анализ

Систематический (разделение смеси ионов на аналитические группы катионов и анионов)

Дробный (открытие каждого иона без предварительного разделения на ионы)

Инструментальные