ТЕМА: Величини, що характеризують кількісний склад розчинів.

2. ОБҐРУНТУВАННЯ ТЕМИ. Знання про розчини необхідні для лікаря. З утворенням розчинів безпосередньо пов’язані процеси засвоєння їжі та виведення з організму продуктів життєдіяльності. Розчинами є плазма крові, слина, шлунковий сік та інші рідини людського організму.

У формі розчинів в організм вводиться багато лікарських препаратів (біохімія, фармакологія).

Вивчення хімії неможліве без засвоєння таких початкових понять, як величини, що характеризують кількісний склад розчинів, сумішей та систем.

 

3. МЕТА: Сформувати уявлення про класифікацію розчинів та вели­­чини, що характеризують кількісний склад розчинів.

Студент повинен знати:

- величини, що характеризують кількісний склад розчинів;

- формули для визначення масової частки, молярної концентрації, молярної концентрації еквівалента, титру та моляльної концентрації;

- формули для визначення кількості речовини, кількості речовини еквівалента, молярної маси еквівалента, фактора еквівалентності;

- види мірного посуду;

вміти:

- проводити розрахунки по визначенню маси (об’єму) розчиненої речовини, необхідної для приготування розчинів певної концентрації;

- переводити одну форму вираження концентрації в іншу;

оволодіти навичками:

- зважування на технічних та аналітичних терезах.

ОСНОВНІ БАЗОВІ ЗНАННЯ, ВМІННЯ І НАВИЧКИ, НЕОБХІДНІ

ДЛЯ ЗАСВОЄННЯ ТЕМИ.

1) Поняття про розчини.

2) Концентрація розчинів: масова частка, молярна концентрація.

3) Проведення розрахунків по визначенню кількості розчиненої речовини для приготування розчинів з масовою часткою та молярною концентрацією. (Матеріал шкільної програми з хімії).

ГРАФ ЛОГІЧНОЇ СТРУКТУРИ

Р о з ч и н и

Класифікація Склад розчинів

розчинів

Розчини у Величини, що характеризують

життєдіяльності кількісний склад розчинів

організму

 

Розрахунки по визначенню кількості розчиненої речовини для приготування

розчинів певної концентрації

Зважування наважки на терезах

 

ОРІЄНТОВНА КАРТКА ДЛЯ САМОПІДГОТОВКИ ДО ЗАНЯТТЯ

(самостійна позааудиторна робота студентів)

Зміст та послідовність дій	Вказівки до навчальних дій
1.Класифікація розчинів.	1.1. Газоподібні, тверді та рідкі розчини. 1.2. Насичені, ненасичені, пересичені розчини.
2. Склад розчинів (розчи­не­на речовина та розчинник).
3. Величини, що характери­зу­ють кількісний склад розчи­нів.	3.1. Масова, об’ємна та молярна частки (відсотки, проміле). 3.2. Позасистемні одиниці: мг-процентна та мкг-процентна концентрації. 3.3. Молярна концентрація еквівалента (деци-, санти-, мілі- та мікромолі). 3.4. Моляльна концентрація. 3.5. Титр.

ЗАДАЧІ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО РОЗВ’ЯЗУВАННЯ

(самостійна позааудиторна робота студентів)

Задача № 1.

Вміст катіонів натрію в плазмі крові складає 142 ммоль/л.

Визначити титр плазми по катіону натрію.

 

Задача № 2.

Водний розчин, одержаний розчиненням 0,005 кг глюкози (Мr = 180) у 0,095 кг води, є ізотонічним по відношенню до плазми крові. Визначити масову та молярну частки глюкози в розчині.

 

Задача № 3.

Титр розчину хлориду кальцію (Мr = 111), що використовується в медичній практиці при алергічних, шкіряних та інших захворюваннях дорівнює 0,0999 г/мл. Розрахувати молярну концентрацію та молярну концентрацію еквівалента хлориду кальцію в розчині та співвідношення між ними.

Задача № 4.

Визначити моляльність фізіологічного розчину, масова частка хлориду натрію в якому дорівнює 0,85%.

Задача № 5.

У лабораторії є розчин з масовою часткою хлориду натрію 10% та 0,5%. Визначити масу кожного з розчинів, що необхідна для приго­тування 0,5 л фізіологічного розчину з масовою часткою 0,85% та густиною 1,003 кг/л.

ПРАВИЛЬНІ ВІДПОВІДІ

Задача № 1.

Титр (Т) означає масу розчиненої речовини, що міститься в 1 мл розчину. Масу частіше виражають у грамах (г).

 

Отже, маємо:

, де:

 

m(Na⁺) - маса катіонів натрію, г;

V (розчину) - об'єм розчину, мл;

n(Na⁺) - кількість речовини катіонів натрію, моль;

М (Na⁺) - молярна маса катіону натрію, г/моль;

Т (Na⁺) г/мл

Задача № 2.

Масова частка (W) - це відношення маси компоненту (розчиненої речовини) до загальної маси системи (розчину, суміші). Це безроз­мірна величина, що виражається частками одиниці, відсотками (частки сотні), проміле (частки тисячі), млн^-1 (частки мільйону).

Молярна частка ( χ)- це відношення кількості речовини компонента (розчиненої речовини) до загальної кількості речовини системи (роз­чину, суміші). Вона має таку ж розмірність, як і масова частка.

 

Задача № 3.

Молярна концентрація речовини X, що позначається С(Х), - це відно­шення кількості речовини Х до об’єму розчину V. Молярна концентрація виражається в моль/м³, моль/л, або вїхпохідних (ммоль/л).

де:

n – кількість речовини СаСl₂, моль;

V_{(розчину)} – об’єм розчину, л.

Якщо Т(СаСl₂) = 0,0999 г/мл = 0,0999 кг/л, то в 1 л розчину маємо 0,0999 кг солі.

Молярна концентрація еквівалента речовини X, що позначається як С(fX), - це відношення кількості речовини еквівалента n(fX)дo об’є­му розчину.

Молярна концентрація еквівалента виражається в моль/м³, моль/л, або в їх похідних (ммоль/л)

Еквівалент - це така частина речовини Х (реальна або умовна), що в реакції еквівалентна (відовідає)одному моль атомів водню (Гідрогену), або одному моль катіонів водню (Гідрогену), або в окисно-відновних реакціях - одному електрону. Фактор еквівалентності f показує, яка частка моль речовини від­повідає її еквіваленту. Отже, для речовини Х фактор еквівалентності f(X) показує співвідношення між молярною масою еквівалента M(fХ) та молярною масою М(Х) речовини:

Наприклад для сірчаної кислоти Н₂SO₄:

Отже, для СaCl₂:

 

Задача № 4.

Моляльна концентрація речовини X, що позначається Сm(X) є відно­шенням кількості речовини Х до маси розчинника У.

: n(Х) - кількість речовини X, моль;

m(У) - маса розчинника, кг.

Якщо масова частка хлориду натрію в розчині дорівнює 0,85%,тоце означає, що 0,85 г солі припадаєна 99,15 г води. Отже,

Задача № 5.

По-перше, зробимо необхідні позначення: W₁(NaCl) = 10%

W₂(NaCl) = 0,5%

W_x(NaCl) = 0,85%

V_x(розчину) = 0,5л

ρ_x(розчину) = 1,003 кг/л

 

Знайдемо масу розчину, який треба приготувати:

m_x(розчину) = V_x(розчину) ×ρ_x(розчину) = 0,5×1,003 = 0,5015 кг

2) Проведемо розрахунки за правилом змішування ("хреста"). У загальному вигляді:

W₁(NaCl)

W_x(NaCl)

W₂(NaCl)

 

Або:

10% 0,35 кг

0,85%

0,5% 9,15 кг

 

(розчину) =9,5 кг

Знаходимо необхідні маси розчинів:

Висновок: треба змішати 18,5 г розчину з W₁=10%та 483 г розчину з W₂= 0,5%.

ВКАЗІВКИ ДО РОБОТИ СТУДЕНТІВ НА ЗАНЯТТІ.

8.1. Розв'язування задач на концентрацію розчинів.

Задача № 1.

У воді об’ємом 0,200 л розчинили сіль масою 0,040 кг. Визначити масову частку солі в розчині, якщо густина води дорівнює 1кг/л.

Задача № 2.

Визначити масу розчину з масовою часткою СuSО₄ 10% і масу води, що необхідні для приготування розчину масою 0,5 кг з масовою часткою СuSО₄ 2%.

Задача № 3.

Визначити молярну концентрацію розчину з масовою часткою гідро­ксиду Натрію 0,2. Густина розчину - 1,29 кг/л.

Задача № 4.

Визначити молярну концентрацію еквівалента розчину, утвореного при розчиненні 0,0426 кг сульфату Натрію в 0,3 кг води, якщо гу­стина розчину дорівнює 1,12 кг/л,

Задача № 5. Визначити моляльну концентрацію розчину хлориду Калію, якщо 0,5 кг розчину містить 0,05 кг солі.

8.4. Проведення зважуванняна технохімічних та аналітичних терезах.

Терези повинні бути відрегульовані і підготовлені до роботи лаборантом. Речовини зважують охолодженими до кімнатної температури. Для зважування рекомендується використовувати спеціальний посуд: бюкси, стаканчики та спеціальний папір. Речовину, яку зважують, кладуть на ліву шальку терезів, а на праву - важки (починаючи з найбільших). Тримати важки у руках та ставати їх на стіл не дозво­ляється, їх треба брати тільки пінцетом. Коли треба зважити точну масу речовини (взяти точну наважку), на праву шальку встановлюють важки необхідної маси, а на ліву шальку поступово додають речовину до встановлення рівноваги. Знімати та класти на шальки речовину або важки дозволяється тільки тоді, коли терези знаходяться в аретованому стані (ручка аретира знаходиться в крайньому лівому положенні, коромисло опущене).

Для опрацювання техніки зважування взяти наважки таких речовин:

1,60 г NaCI; 0,52 г CaCI₂; 2,50 г NaHСО₃; 0,15 г ZnSO₄; 0,07 г Н₃ВО₃.

 

ЛІТЕРАТУРА.

1. Мороз А.С., Луцевич Д.Д., Яворська Л.П. Медична хімія. –В: НОВА КНИГА, 2006, с. 95-100.

2. Медицинская химия: учеб. / В.А. Калибабчук, Л.И. Грищенко, В.И. Галинская и др.; под ред. В.А. Калибабчук. – К.: Медицина, 2008.

3. Мороз А.С., Ковальова А.Г. Фіз. та колоїдна хімія. Львів. Світ, 1994, с.32-35, 3-4.

4. Садовничая Л.П. и др. Биофизичесая химия. Киев, Вища школа, 1986 с. 37-69.

 

ЗАНЯТТЯ № 6

1. ТЕМА: Приготування розчинів.

 

2. ОБҐРУНТУВАННЯ ТЕМИ. Розчини з молекулярним та іонним характе­ром дисперсності розчиненої речовини - справжні розчини - найважли­віша складова частина біологічних рідин. Водні розчини електролітів та низькомолекулярних речовин забезпечують постійний осмотичний тиск, активну реакцію середовища, буферні властивості рідин орга­нізму, регулюють величини мембранних потенціалів, активність фер­ментів тощо. Так знання теорії розчинів, а також методики їх при­готування, необхідні для ycпішнoro засвоєння студентами біохімії, фармакології, фізіології, гігієни та ін.

3.МЕТА. Сформувати уявлення про роль розчинів у життєдіяльності організму і вивчити основні положення теорії розчинів; оволодіти методикою приготування розчинів точної концентрації.

Студент повинен знати:

- основні положення теорії розчинів;

- формули для визначення кількості та маси розчиненої речовини, переводу масових одиниць в об’ємні;

- системні і позасистемні одиниці вимірювання концентрації розчинів;

вміти:

- проводити розрахунки наважки розчиненої речовини для приготування розчину певної концентрації;

- користуватися мірним посудом при приготуванні розчинів.

оволодіти навичками:

- приготування розчинів з концентраціями, що застосовуються в медичній практиці, а також для клінічних та хімічних досліджень (масова частка, молярна концентрація та молярна концентрація ек­вівалента).