Физикохимия поверхностных явлений. Адсорбция.

Значение темы:

Изучение темы будет способствовать формированию следующих компетенций ОК–1; ОК–5; ОПК-1; ОПК-7; ОПК-9; ПК-5

Цель занятия: после изучения темыстудент должен

Знать:

ü основные типы химических равновесий (протолитические, гетерогенные, лигандообменные, окислительно-восстановительные) в процессах жизнедеятельности;

ü строение и химические свойства основных классов биологически важных органических соединений;

ü роль коллоидных поверхностно-активных веществ в усвоении и переносе малополярных веществ в живом организме, в процессах жизнедеятельности;

ü физико-химические методы анализа в медицине (титриметрический, электрохимический, хроматографический, вискозиметрический).

Уметь:

ü прогнозировать направление и результат физико-химических процессов и химических превращений биологически важных веществ;

ü пользоваться учебной, научной, научно-популярной литературой, сетью Интернет для профессиональной деятельности.

Форма организации учебного процесса: лабораторное занятие.

Место проведения занятия: учебно-научная химическая и биохимическая лаборатория.

Оснащение занятия: химическая посуда и реактивы, интерактивная доска, проекционное оборудование, инструкция по охране труда, справочная литература, средства индивидуальной защиты.

План проведения занятия:

1.	Организационная часть	5 мин
2.	Входной контроль знаний	10 мин
3.	Разбор тематического материала	40 мин
4.	Выполнение ситуационных задач	40 мин
5.	Интерактивная работа студентов	20 мин
6.	Итоговый контроль знаний	10 мин
7.	Выполнение и оформление лабораторной работы	50 мин
8.	Домашнее задание	5 мин

Вопросы для изучения темы:

1. Поверхностные явления и поверхностное натяжение жидкостей. Единицы измерения.

2. Поверхностно-активные, поверхностно-инактивные и поверхностно нейтральные вещества.

3. Строение молекулы ПАВ. Изотерма поверхностного натяжения. Поверхностная активность. Правило Дюкло-Траубе.

4. Применение ПАВ в медицине.

5. Строение мицелл Гартли и Мак-Бена. Явление солюбилизации.

6. Явление адсорбции. Понятие адсорбента и адсорбтива. Адсорбция на границе раздела жидкость – газ, жидкость – жидкость. Уравнение Гиббса. Изотерма адсорбции. Строение адсорбционного слоя. Особенности адсорбции на границе твердое тело-газ, твердое тело-жидкость. Уравнение Лэнгмюра.

7. Молекулярная адсорбция из растворов. Ионообменная адсорбция. Применение адсорбции в медицине (гемосорбция, иониты).

Вопросы для самоконтроля знаний:

Дополните фразы:

1. Сила, действующая на единицу длины границы раздела и обуславливающая сокращение поверхности жидкости – ……………..

2. График зависимости поверхностного натяжения от концентрации при постоянной температуре – ………………

3. Формула F = σ · S отражает зависимость …………… от ……………….

4. Молекула ПАВ содержит в структуре ………….. «голову» и …………. «хвост».

5. Молекула ПАВ на границе раздела воздух-вода ориентируется в поверхностном слое «головой» ……………..

6. Подберите соответствие между названием ПАВ и способностью к ионизации:

 

№	Название ПАВ		Способность к ионизации
1.	Цетилтриметил-аммония бромид	А
2.	Натрия лаурилсульфат	Б
3.	Алкилдиаминоэтилглицин	В
4.	Твины	Г
5.	Спаны

 

7. Подберите соответствие между названием соединения и поверхностной активностью:

 

№	Название соединения		Поверхностная активность
1.	Фосфатидилхолин	А	ПАВ
2.	Олеиновая кислота	Б	ПИАВ
3.	Альбумин	В	ПНВ
4.	Хлорид натрия
5.	Глицин
6.	Глюкоза
7.	Стеарат натрия
8.	Таурохолевая кислота
9.	Гидроксид натрия

 

8. Подберите соответствие между названием адсорбента и его полярными свойствами:

 

№	Название соединения		Поверхностная активность
1.	Силикагель	А	Полярный
2.	Уголь	Б	Неполярный
3.	Графит
4.	Глина
5.	Оксид магния
6.	Парафин
7.	Гидроксид алюминия
8.	Крахмал
9.	Целлюлоза

 

Дополните фразу:

9. Вещество, которое адсорбируется на поверхности адсорбента, называют ………………...

10. Адсорбционная способность ионов на адсорбенте увеличивается с увеличением их ………. и ………..

11. При ионно-обменной хроматографии раствор электролита и адсорбент обмениваются в эквивалентных количествах ………….

 

12. Подберите соответствие между физико-химическими основами метода и видом хроматографии:

 

№	Физико-химический метод основан на:		Вид хроматографии
	разной способности веществ к ионному обмену	А	Молекулярно-ситовая
	образовании комплексных соединений разной устойчивости в фазе или на поверхности сорбента	Б	Адсорбционная
	образовании отличающихся по растворимости осадков разделяемых веществ в фазе или на поверхности сорбента	В	Ионообменная
	различии в адсорбируемости веществ твердым сорбентом	Г	Распределительная
	распределении вещества между двумя фазами, одна из которых подвижна	Д	Осадочная
	разделении компонентов в соответствии с размером их молекул между растворителем, находящимся в порах сорбента, и растворителем, протекающим между частицами сорбента	Е	Адсорбционно-комплексообразовательная

 

13. Подберите соответствие между названием лекарственных препаратов и природой адсорбентов:

 

№	Название лекарственных препаратов		Природа адсорбента
	Карболен, Карболонг, Карбактин	А	Соединения алюминя и магния
	Энтеродез, Энтеросорб	Б	Активированный уголь
	Энтеросгель, Полисорб МП	В	Поливинилпирролидон
	Алмагель, Гастал, Фосфалюгель	Г	Кремнийорганические вещества
	Лигносорб, Полифепан, Фильрум-СТИ, Энтегнин	Д	Цеолиты природного происхождения – смешанный силикат алюминя и магния
	Смекта, Неосмектин	Е	Лигнин и целлюлоза
	Альгисорб	Ж	Анионообменные смолы
	Колестирамин, Колестипол	З	Производные альгиновой кислоты

 

14. Какая процедура происходит в соответствии с рисунком? Что на рисунке обозначено цифрой 7?

 

 

Ситуационные задачи:

1. Пользуясь правилом Дюкло-Траубе, определите во сколько раз поверхностная активность амилового спирта (С₅Н₁₁ОН) больше поверхностной активности этилового спирта (С₂Н₅ОН).

2. Какой адсорбент необходим для адсорбции ацетона (e = 20,1) и его смеси с хлороформом (e = 4,7)?

3. Выберите растворитель (вода (e = 78,5); этанол (e = 27,3)) для адсорбции хлороформа (e = 4,7) на активированном угле.

 

Лабораторная работа №6.«Адсорбционные процессы».

 

Тема№12.