Тема. Контрольная работа по модулю № 1.

Учебные цели: обобщить материал занятий № 1-4, проверить его усвоение.

 

Материалы для самоподготовки к усвоению данной темы.

Вопросы для самоподготовки к занятию.

 

1. Растворы, растворитель, растворенное вещество. Вода как уникальный растворитель для процессов жизнедеятельности.

2. Классификация растворов.

3. Способы выражения концентраций.

4. Сущность титриметрического метода анализа. Закон эквивалентов.

5. Классификация методов титриметрического анализа.

6. Ацидиметрия, алкалиметрия. Точка эквивалентности и методы ее определения.

7. Идеальные растворы. Коллигативные свойства растворов.

8. Закон Рауля и следствия из него. Физический смысл эбуллиоскопической и криоскопической констант.

9. Осмос, осмотическое давление. Осмометрия.

10. Изо-, гипер- и гипотонические растворы. Цитолиз (лизис), плазмолиз.

11. Осмомоляльность, осмолярность. Изоосмия.

12. Теория электролитической диссоциации Аррениуса. Степень диссоциации, сильные и слабые электролиты.

13. Факторы, влияющие на степень диссоциации. Закон разведения Оствальда.

14. Теория сильных электролитов Дебая-Хюккеля. Ионная сила. Активность.

15. Гидролиз солей, основные типы гидролиза.

16. Константа и степень гидролиза, факторы, влияющие на степень гидролиза.

17. Буферные растворы, их классификация.

18. Механизм буферного действия.

19. Расчет рН буферных растворов, зона буферного действия.

20. Буферная емкость, факторы, влияющие на буферную емкость.

21. Буферные системы в организме человека.

22. Условия выпадения и растворения осадков.

23. Математические выражения произведения растворимости. Влияние одноименного иона на растворимость осадка.

 

Вид занятия: контрольная работа.

Продолжительность занятия: 3 академических часа.

Оснащение рабочего места: справочник физико-химических величин, калькуляторы, таблица Менделеева.

Содержание занятия.

Образец билета.

1. Растворы, растворитель, растворенное вещество. Вода как уникальный растворитель для процессов жизнедеятельности.

*Рассчитать объем формальдегида, который потребуется для приготовления 1л формалина (40%-ный раствор формальдегида, ρ = 1,11 г/мл).

2. Закон Рауля и следствия из него. Физический смысл эбуллиоскопической и криоскопической констант.

*Выведите молекулярную формулу эритрозы, имеющей состав C_n(H₂O)_n, если известно, что раствор, содержащий 10 г эритрозы в 1 кг воды, замерзает при -0,155^оС. К(Н₂О) = 1,86.

3. Теория электролитической диссоциации Аррениуса. Степень диссоциации, сильные и слабые электролиты.

*Рассчитать рН раствора, если в 500 мл раствора содержится 5,6 г КОН.

4. Буферные растворы, механизм действия буферных растворов.

*Рассчитать рН буферного раствора, приготовленного смешением 20 мл 0,01М раствора СН₃СООН и 30 мл 0,005М раствора СН₃СООNa. рК(СН₃СООН) =4,75.

5. Условия выпадения и растворения осадков.

*Рассчитать массу серебра в насыщенном растворе AgCl, объем раствора 200 л, ПР(AgCl) = 1,8 ∙ 10^-10.

 

Задание на дом. Химическая термодинамика.

Место проведения самоподготовки: читальный зал и др.

Литература. [ 1 ],[ 3 ], [ 4 ].

 

 

Занятие № 6.

Тема. Химическая термодинамика.

 

1. Актуальность: знание законов химической термодинамики позволит будущему врачу получить представления об энергетическом балансе человеческого организма, установить специфические особенности преобразования одних видов энергии в другие в процессе жизнедеятельности, получить объективные критерии осуществимости реакций в живых организмах как открытых термодинамических системах.

2. Учебные цели: научиться определять и рассчитывать тепловые эффекты химических реакций, на основе термодинамических характеристик предсказывать направление и предел процессов жизнедеятельности, пользоваться справочной литературой.

3. Материалы для самоподготовки к усвоению данной темы.

Вопросы и упражнения для самоподготовки к занятию.

1. Основные понятия химической термодинамики. Классификация систем и

процессов,примеры.

2. Тепловой эффект процесса. Энтальпия. Экзотермические,

эндотермические процессы. Закон Гесса, следствия из него.

Термохимические расчеты.

3. Энтропия, ее смысл и изменения в различных процессах.

4. Энергия Гиббса, ее смысл, расчет.

4. Вид занятия: лабораторное занятие.

5. Продолжительность занятия: 3 академических часа.

Оснащение рабочего места.

6.1. Дидактический материал: справочник физико-химических величин,

6.2. ТСО: калькуляторы.

6.3. Посуда и приборы:

Калориметр, термометр, 2 мерных цилиндра	на группу
6.4. Объекты исследования:
раствор 1н. Н2SO4.	на группу
6.5. Реактивы:
раствор 1н. КОН	На группу

7. Содержание занятия:

Типовой тест входного контроля.

1. К какому типу систем относится человек?

1) открытая 2) закрытая 3) изолированная 4) гомогенная

2. Мера хаотичности системы –

1) энтальпия 2) энтропия 3) теплота 4) работа

3. Для экзотермических реакций

1) ∆Н^о › 0 2) ∆Н^о ‹ 0 3) ∆Н^о = ∆S 4) ∆Н^о= 0

4. Реакция возможна, если

1) ∆G^о › 0 2) ∆Н^о › 0 3) ∆S ‹ 0 4) ∆G^о ‹ 0

5. Единица измерения внутренней энергии (U)

1) моль 2) кг 3) Дж 4) г/л.

 

7.2. Узловые вопросы, необходимые для усвоения темы занятия:

1. Основные понятия химической термодинамики. Классификация систем и

процессов,примеры.

2. Тепловой эффект процесса. Энтальпия. Экзотермические,

эндотермические процессы. Закон Гесса, следствия из него.

Термохимические расчеты.

3. Энтропия, ее смысл, изменения в различных процессах, расчет.

4. Энергия Гиббса, ее смысл, расчет.

 

7.3. Самостоятельная работа студентов.

Лабораторная работа.

Определение теплоты реакции нейтрализации.

2 NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2 H₂O ∆Н^о_нейтр. =?

Во взвешенный калориметрический стакан налейте

30 мл 1н. раствора щелочи NaOH, измерьте

термометром температуру раствора до реакции t₁.

В другой цилиндр налейте 30 мл 1н. раствора

H₂SO₄. Быстро влейте раствор кислоты в

калориметр к раствору щелочи, осторожно

перемешайте раствор и отметьте самую высокую

температуру раствора t₂. Приняв теплоемкость

раствора С_р = 4,18 Дж/г∙град, стекла С_с = 0,75

Дж/г∙град, зная массы раствора (60г) и

калориметрического стакана, вычислите количество

теплоты, выделившейся в результате реакции (∆Н),

теплоту нейтрализации (∆Н_нейтр.). Определите

абсолютную и относительную ошибки опыта.

Справочная ∆Н_нейтр.= - 57,2 кДж/моль.

Результаты опыта занесите в таблицу.

 

№	Величина	Обозначение, ед. изм.	Значение
	Масса калориметрического стакана	mc,г
	Начальная температура	t1, ^oC
	Конечная температура	t2, ^oC
	Теплоемкость системы	∑С=Срmp+Ccmc, Дж/г
	Количество выделившейся теплоты	∆Н=-∑С∙(t2- t1), Дж
	Теплота нейтрализации	∆Ннейтр=∆Н/0,03, дЖ/моль
	Абсолютная погрешность опыта	δ=∆Нн.теор-∆Нн..эксп
	Относительная погрешность опыта	∆=│δ: ∆Ннейтр│∙100%

7.4. Контроль усвоения темы занятия.

Типовой тест выходного контроля

1. Тепловой эффект реакции не зависит от пути,а определяется конечным и начальным состояниями, Это закон…

1) Вант-Гоффа 2) Гесса 3) Аррениуса 4) Больцмана

2. Реакция гидролиза АТФ –

1) экзотермическая 2) эндотермическая 3) адиабатическая

3. Критерий самопроизвольности биологических реакций

1) ∆S 2) ∆H 3) ∆G 4)K

4. Изменение энтропии (∆S) для реакции синтеза белка из аминокислот

1) больше нуля 2) меньше нуля 3) равно нулю 4) не известно.

5. Рассчитайте ∆H сгорания этанола, если известно, что при сгорании 4,6г

выделяется 137 кДж теплоты.

1. -1370 2. + 1370 3. -2740 4.+2740 кДж/моль

 

Типовые задачи.

1. Вычислить ∆Н^о реакции получения цинк-фосфатного цемента по ∆Н^о

образования веществ:

3 ZnO + 2 H₃PO₄ = Zn₃(PO4)₂ + 3 H₂O

∆Н^ообр. - 351 -1267 -2900 -286 кДж/моль

(Ответ: - 171 кДж).

2. Определите ∆Н^о реакции гидролиза мочевины – продукта

жизнедеятельности организма, по ∆Н^о образования веществ:

CO(NH₂)₂ + H₂O = CO₂ + 2 NH₃

∆Н^о обр. - 319 - 286 - 414 - 80 кДж/моль

(Ответ: +31 кДж.).

3. Вычислите тепловой эффект реакции спиртового брожения глюкозы

(∆Н^о р-ции) при с.у. по теплотам сгорания веществ:

С₆Н₁₂О₆ = 2 С₂Н₅ОН + 2 СО₂

∆Н^осгор. – 2810 - 1371 0 кДж/моль

(Ответ: - 68 кДж/моль).

4. Определите тепловой эффект реакции синтеза диэтилового эфира,

применяемого в медицине для наркоза, по стандартным энтальпиям

сгорания веществ:

2 С₂Н₅ОН = С₂Н₅ОС₂Н₅ + Н₂О

∆Н^осгор. – 1371 - 2727 0 кДж/моль

(Ответ: - 15 кДж/моль).

5. Рассчитайте энтальпию гидратации сульфата натрия, если энтальпия

растворения безводной соли Na₂SO₄ равна -2,3 кДж/моль, а энтальпия

растворения кристаллогидрата Na₂SO₄ ∙10 Н₂О равна + 78,6 кДж/моль.

(Ответ: - 80,9 кДж/моль).

6. Вычислите изменение энтропии для реакции образования глицилглицина

при с.у. по энтропиям образования веществ:

2 H₂N-CH₂-COOH → H₂N-CH₂-CO-NH-CH₂-COOH + H₂O

S^о обр. 159 231 70 Дж/(моль∙К)

(Ответ: - 17 Дж/К.

7. Вычислите изменение энергии Гиббса для реакции гликолиза, возможна

ли реакция в с.у.? С₆Н₁₂О₆ → 2 С₃Н₆О₃(молочная кислота)

∆G^ообр. – 917 - 539 кДж/моль

(Ответ: - 161 кДж).

8. Вычислите ∆G^о реакции денатурации трипсина при 50 ^оС, если

∆Н^о реакции = 283кДж/моль, ∆Sреакции = 288 Дж/(моль∙К). Возможна ли

реакция в с.у.? Оцените вклад энтальпийного и энтропийного факторов.

(Ответ: 190 кДж/моль).

9. Теплоты сгорания углеводов и белков в организме человека составляют

4,1 ккал/г, жиров – 9,3 ккал/г. Среднесуточная потребность студента

в белках,жирах,углеводах составляет соответственно 113, 106 и 451г.

Рассчитайте суточную энергетическую потребность

среднестатистического студента. (Ответ: 3300 ккал).

10. Энтальпия сгорания глюкозы равна – 2810 кДж/моль при 298 К. Сколько

граммов глюкозы нужно израсходовать, чтобы подняться по лестнице на

высоту 3м человеку массой 70кг? Принять, что в полезную работу можно

обратить 25% энтальпии реакции.

11. Определите калорийность пищевого продукта массой 350г., содержащего

50% воды, 30% белков, 15% жиров и 5% углеводов. Калорийность белков

и углеводов составляет 17,1 кДж/г, калорийность жиров равна 38 кДж/г.

12. Проверьте, нет ли угрозы, что оксид азота (I), применяемый в медицине в

качестве наркотического средства, будет окисляться кислородом воздуха

до токсичного оксида азота (II): 2N₂O_(г) + O_2(г) = 4NO_(г).

 

Подведение итогов занятия.

7.6. Задание на дом. Химическое равновесие. Кинетика.

 

Место проведения самоподготовки: читальный зал и др.

 

Литература. [ 1 ],[ 3 ], [ 4 ].

 

 

Занятие № 7.