Химия. Сборник методических указаний для обучающихся к внеаудиторной (самостоятельной) работе по специальности 31.02.03 –Лабораторная диагностика


Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования "Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф.Войно-Ясенецкого"
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Фармацевтический колледж
Химия
сборник методических указаний
для обучающихся к внеаудиторной
(самостоятельной) работе по специальности
31.02.03 –Лабораторная диагностика
Красноярск
2016
УДК 54(07)
ББК24
Х46
Химия : сб. метод. указаний для обучающихся к внеаудитор. (самостоят.) работе по специальности 31.02.03 – Лабораторная диагностика/ сост. Л.В. Ростовцева, О.М. Попова; Фармацевтический колледж. – Красноярск : тип. КрасГМУ, 2016. – 104 с.
Составители: Ростовцева Л.В.;
Попова О.М.
Сборник методических указаний предназначен для внеаудиторной работы обучающихся. Составлен в соответствии с ФГОС СПО 2014 г. по специальности 31.02.03 – Лабораторная диагностика, рабочей программой дисциплины (2014 г.) и СТО СМК 4.2.01-11. Выпуск 3.
Рекомендован к изданию по решению методического совета (Протокол №__ от «___»__________2016 г.).
КрасГМУ
2016

ОГЛАВЛЕНИЕ
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА…………………………………………… 4
Электронное строение атома. Химическая связь и строение вещества… 6
Классы неорганических веществ, их свойства и способы получения…... 15
Дисперсные системы. Коллигативные свойства растворов……………… 24
Массовая доля растворенного вещества в растворе……………………… 29
Молярная концентрация. Молярная концентрация эквивалента………... 37
Свойства кислот, оснований, солей в свете теории электролитической диссоциации……………………………………………………….…........... 40
Гидролиз различных типов солей…………………………………….......... 48
Окислительно-восстановительные реакции……………….……………… 52
Классификация и номенклатура органических соединений. Реакции органических соединений………………………………………………..… 61
Спирты. Фенолы…………………………………………………………….. 67
Альдегиды. Карбоновые кислоты…………………………………………. 73
Жиры. Углеводы……………………………………………………………. 80
Аминокислоты. Белки. Генетическая связь между классами органических соединений. 93
Итоговое занятие……………………………………………………………. 101
ЛИТЕРАТУРА………………………………………………………………. 104

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Сборник методических указаний для внеаудиторной (самостоятельной) работы по химии предназначен для студентов, обучающихся по специальности 31.02.03 – Лабораторная диагностика, квалификация - медицинский технолог.
Сборник составлен для самоподготовки обучающихся к практическим занятиям, закрепления знаний и умений, их углубления и расширения, а также развития самостоятельности студентов.
Для подготовки к практическому занятию необходимо изучить основной теоретический материал, который рассматривается на аудиторных занятиях. После изучения темы предлагается ответить на вопросы для самоподготовки.
Для закрепления, углубления и самоконтроля изучения темы, а также формирования умений в пособие предлагается выполнение обязательной внеаудиторной работы. Самостоятельная работа состоит из заданий, которые необходимо выполнить по завершению изученной темы. Основными формами самостоятельной работы являются выполнение упражнений, решение ситуационных и расчетных задач, работа с тестами и вопросами для самоподготовки, выполнение рефератов и презентаций.
Содержание пособия соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования по специальности.
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен
уметь:
составлять электронные и электронно-графические формулы строения электронных оболочек атомов;
прогнозировать химические свойства элементов, исходя из их положения в периодической системе электронных формул;
составлять химические формулы соединений в соответствии со степенью окисления химических элементов;
составлять уравнения реакций ионного обмена;
решать задачи на растворы;
уравнивать окислительно-восстановительные реакции ионно-электронным методом;
составлять уравнения гидролиза солей, определять кислотность среды;
составлять схемы буферных систем;
давать названия соединениям по систематической номенклатуре;
составлять схемы реакции, характеризующие свойства органических соединений;
объяснять взаимное влияние атомов;
знать:
периодический закон Д.И. Менделеева в свете учения о строении атома, принципы построения периодической системы элементов;
квантово-механические представления о строении атомов;
общую характеристику s-, p-, d-элементов, их биологическую роль и применение в медицине;
важнейшие виды химической связи и механизм их образования;
основные положения теории растворов и электролитической диссоциации;
протеолитическую теорию кислот и оснований;
коллигативные свойства растворов;
методику решения задач на растворы;
основные виды концентрации растворов и способы ее выражения;
кислотно-основные буферные системы и растворы, механизм их действия и их взаимодействие;
теорию коллоидных растворов;
сущность гидролиза солей;
основные классы органических соединений, их строение и химические свойства;
все виды изомерии;

Тема: ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ АТОМА.
ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА
На основе теоретических знаний и практических умений обучающийся должен
знать:
периодический закон Д.И. Менделеева в свете учения о строении атома, принципы построения периодической системы элементов;
квантово-механические представления о строении атомов;
важнейшие виды химической связи и механизм их образования;
уметь:
составлять электронные и электронно-графические формулы строения электронных оболочек атомов;
прогнозировать химические свойства элементов, исходя из их положения в периодической системе электронных формул;
составлять химические формулы соединений в соответствии со степенью окисления химических элементов;
Значение темы
Периодический закон Д.И. Менделеева – один из основных законов природы и важнейший закон химии. Современный этап развития химической науки начинается с открытия периодического закона. Изучение строения атома вскрывает физический смысл периодического закона и объясняет закономерности изменения свойств элементов в периодах и группах периодической системы. Знание строения атомов является необходимым для понимания причин образования химической связи, природа которой определяет свойства веществ.
Периодический закон помогает ученым создавать новые химические элементы и новые соединения элементов, получать вещества с нужными свойствами. Этот закон играет важную роль в развитии всего естествознания (физики, биологии и других наук).
Периодический закон имеет большое философское значение – он подтвердил наиболее общие законы природы.
Краткое содержание темы
В1869 г. великий русский ученый Д.И. Менделеев открыл один из важнейших законов химии - периодический закон.
Располагая элементы в порядке возрастания их атомной массы, Д.И. Менделеев наблюдал периодическое изменение их свойств и свойств соединений. Эту закономерность он сформулировал в виде закона:
Свойства элементов, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомной массы элементов.
Открытие изотопов и закономерности Ван-ден-Брука-Мозли позволили дать другую, современную формулировку закона:
Свойства элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра атома.
Графическим изображением периодического закона является периодическая система Д. И. Менделеева.
Периодическая система состоит из семи периодов, десяти рядов и восьми групп.
Период – последовательность элементов, которая начинается щелочным металлом и заканчивается благородным газом. Периоды бывают малые (состоят из одного горизонтального ряда) и большие (состоят из двух горизонтальных рядов).
Периоды

малые большие
I, II, III IV, V, VI, VII
Группа – совокупность элементов, которые имеют одинаковую высшую валентность в оксидах и других соединениях. Эта валентность равна номеру группы. Исключения: в I группе Cu (II), Аg (III), Au (III), в VI группе O (II), в VII группе Н, F (II).
Каждая группа состоит из двух подгрупп: главной и побочной. Главная подгруппа содержит элементы малых и больших и периодов, побочная подгруппа содержит элементы только больших периодов.
Группы
главные подгруппы
содержат элементы малых
и больших периодов,
состоят из s- и p -элементов
побочные подгруппы
содержат элементы больших периодов, состоят из d- и f- элементов

Все вещества образованы мельчайшими частицами, которые называются атомами.
Атомы имеют сложное строение. В центре любого атома находится ядро. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов, которые имеют общее название - нуклоны (от англ. nucleus – ядро).
Протон – это частица, которая имеет положительный заряд. Заряд протона в условных единицах равен +1. Символ протона – 1 1р.
Нейтрон - нейтральная частица, заряд нейтрона равен 0.
Символ нейтрона – 0 1n.
Состояние электронов в атоме описывается квантовыми числами.
n – главное квантовое число. Определяет энергию и размеры электронных орбиталей, принимает значения 1,2,3,4,5 … и характеризует энергетический уровень.
l - орбитальное, или побочное квантовое число. Определяет форму электронной орбитали, принимает целочисленные значения от 0 до (n - 1) и характеризует энергетические подуровни в электронной оболочке атома.ml – магнитное квантовое число. Принимает целочисленные значения от –l до +l, включая 0 и характеризует ориентацию орбитали в пространстве. Число значений ml определяет число орбиталей на подуровне.
s- подуровень
l = 0, ml= 0 1 орбиталь

p– подуровень 3 орбитали
l = 1, ml = -1, 0, +1
d-подуровеньl = 2, ml =-2, -1, 0, 1,2 5 орбиталейms- спиновое квантовое число. Характеризует вращение электрона вокруг своей оси и принимает только два значения +1/2 и -1/2.
Электрон со спином +1/2 изображают ↑, со спином -1/2 - ↓
Таблица 1.
Характеристика состояния электронов в атоме
Энергетический
уровень n Подуровни ЗначениеmlЧисло АО
буквенное
обозначение значение
l К
1 s 0 0 1
L
2 s
р0
1 0
-1, 0, +1 1
3
M 3 s
рd 0
1
2 0
-1, 0, +1
-2, -1, 0, +1, +2 1
3
5
N 4 s
p
d
f 0
1
2
3 0
-1, 0, +1
-2, -1, 0, +1, +2
-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 1
3
5
7

Алгоритм составления схемы электронного строения и электронной формулы
Схема электронного строения - показывает количество уровней в атоме и распределение электронов по энергетическим уровням;
Электронная формула – показывает распределение электронов по энергетическим уровням и подуровням;
Электронно-графическая формула – показывает распределение электронов по уровням, подуровням, а также спины электронов.
Таблица 2.
Последовательность действий Примеры
Определить общее число электронов в атоме (по порядковому номеру).
Общее число электронов в нейтральном атоме равно порядковому номеру, т.е. заряду ядра атома

Определить число энергетических уровней (по номеру периода).
Число энергетических уровней в атоме равно номеру периода, в котором находится химический элемент. Энергетические уровни условно обозначают так (например, для Al)

Определить число внешних электронов (по виду подгруппы и номеру группы).
число внешних электронов -
• для элементов главных подгрупп – номеру группы;
• для элементов побочных подгрупп оно не может быть больше двух.
Схема определения числавнешних электронов атомов
Указать число электронов на всех уровнях, кроме предпоследнего.
На каждом энергетическом уровне может находиться ограниченное число электронов:
• на первом – не более двух электронов;
• на втором – не более восьми электронов;
• на третьем – не более восемнадцати электронов
795655466090
Рассчитать число электронов на предпоследнем уровне.
Всего 25е; распределили (2 + 8 + 2) = 12e; значит, на третьем уровне находится: 25 – 12 = 13e.
Получили распределение электронов в атоме марганца:

Распределить электроны по энергетическим подуровням.
Число возможных подуровней равно номеру уровня.
Первый уровень состоит из одногоs-подуровня.
Второй уровень состоит из двух подуровней – s и р.
Третий уровень – из трех подуровней – s, p и d.
На каждом подуровне может находиться ограниченное число электронов:
на s-подуровне – не больше 2е-
на р-подуровне – не больше 6е;
на d-подуровне – не больше 10е-
Подуровни одного уровня заполняются в определенном порядке:s p d115570-963930
В целом электронная конфигурация атома марганца записывается так:
25Мn 1s22s22p63s23p63d54s2
Здесь и далее приняты следующие обозначения:

7. Определить число валентных электронов.
Валентные электроны находятся на внешнем энергетическом уровне (для элементов главных подгрупп) и незавершенном d-подуровне предвнешнего уровня(для элементов побочных подгрупп).
Определим число валентных электронов для марганца:

или сокращенно: Мn … 3d54s2.
Состояние атома, при котором его электроны находятся на таких энергетических уровнях, что их суммарная энергия является минимальной, называется основным или невозбужденным.
Состояния с более высокими значениями энергии называются возбужденными, при этомпри сообщении атому дополнительной энергии электроны могут переходить на обладающие большей энергией орбитали.
Возбуждение атома при образовании химических связей обычно представляет собой распаривание спаренных электронов и переход одного из них с данного подуровня на свободную орбиталь другого подуровня. Как правило, этот переход происходит в пределах одного энергетического уровня.
Переход атома в возбужденное состояние обуславливает увеличение валентности элемента и является причиной существования переменной валентности.
Характеристика химической связи
Химическая связь – взаимодействие между атомами, приводящее к образованию устойчивой многоатомной системы – молекулы, иона, кристалла.
Таблица 3.
Виды химической связи
Ионная Ковалентная Металлическая Водородная
полярная неполярная 1. Природа связанных химических элементов
Типичные металлы и типичные неметаллы – элементы, существенно отличающиеся электроотрицательностью Атомы разных неметаллов и металла и неметалла - элементы, несущественно отличающиеся электроотрицательностью Одинаковые атомы неметаллов – элементы с одинаковой электроотрицательностью Металлы Атом водорода одной молекулы
(или ее части) и атом сильно электроотрицательного элемента (F, O, N) другой молекулы (или ее части)
2. Способ образования химической связи
Передача электронов более электроотрицательному атому, электростатическое взаимодействие (притяжение) разноименно заряженных ионов Образование общих электронных пар, связывающих ядра атомов (с помощью обменного или донорно-акцепторного механизма) Обобществление электронов и свободное перемещение их в поле ядер атомов металлов Взаимопритяжение атомов водорода (δ+) и атомов F, O, N (δ-)
3. Механизм образования связи (схема)
по обменному механизму

по донорно-акцепторному механизму


4. Структурные элементы кристаллической решетки
Ионы 1. Атомы Катионы металлов, атомы металлов, относительно свободные электроны Молекулы
SiO2, SiCC, Si, B 2. Молекулы CO2, H2O O2, I2, S8 5. Тип кристаллической решетки
Ионная 1. Атомная Металлическая Молекулярная
2. Молекулярная 6. Физические свойства веществ
Высокая твердость, тугоплавкость, нелетучесть, растворы и расплавы электропроводны 1. Нелетучесть, тугоплавкость, твердость Металлический блеск, пластичность, тепло- и электропроводность Увеличивается плотность веществ, растут температуры кипения и плавления
2. Летучесть, невысокая твердость, низкие температуры кипения и плавления 7. Примеры веществ
Галогениды щелочных и щелочноземельных металлов, другие соли
NaCl, K2SO4 SiO2, SiC, С
CO2, H2O
многие органические вещества (C2H6, CH3OH, C6H12O6) C, Si, B
O2, I2, S8, N2 Металлы, сплавы, большинство карбидов металлов Межмолекулярная: H2O, NH3 , HF, спирты, карбоновые кислоты
Внутримолекулярная: белки, нуклеиновые кислоты
Вопросы для самоподготовки
Как сформулировал Д.И. Менделеев периодический закон? Какова современная формулировка периодического закона?
Что является графическим изображением периодического закона? Расскажите о структуре периодической системы.
Каков физический смысл порядкового номера химического элемента, номера периода, номера группы? Приведите примеры.
Как изменяются радиус атома, энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность, металличность и неметалличность элементов в малых периодах и главных подгруппах? Ответ поясните.
Каково строение атома? Что такое электронная оболочка атома? Какие электроны называются валентными?
Как описывается состояние электрона в атоме с позиций квантовой механики?
Охарактеризуйте основные правила и принципы заполнения орбиталей электронами: принцип минимальной энергии, правило Клечковского, принцип запрета Паули, правило Гунда.
Что такое химическая связь? Какова природа химической связи?
Какие виды химической связи вы знаете?
10. Объясните механизм образования ионной связи, ковалентной связи, металлической и водородной связи. Приведите примеры.
Задания для самостоятельной работы студентов
1. Опишите строение атома и составьте электронные и электронно-графические конфигурации атомов элементов с порядковыми номерами 16 и 28 в основном и возбужденном состоянии. К какому электронному семейству относится каждый из элементов?
2. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше: 4d или 5s; 5pили 6s? Почему? Составьте электронную и электронно-графическую формулу атома элемента с порядковым номером 43.
3. Опишите строение атома и составьте электронную формулу элемента с порядковым номером 22, укажите его валентные электроны. Какое максимальное число может принимать s- p- d- f- орбитали данного энергетического уровня? Почему?
4. Заполните таблицу, распределите вещества по виду химической связи: SiO2, N2, H2O, CaCl2, Zn, O2, CH4, KI, NH3, Cu, I2, LiBr, S8, HF.
Виды химической связи
Ионная Ковалентная
Металлическая
Водородная
полярная неполярная Раздел самоконтроля
Выберите один правильный вариант ответа
1. ЧИСЛО ЭЛЕКТРОНОВ НА 3р-ПОДУРОВНЕ В ОСНОВНОМ СОСТОЯНИИ АТОМА ФОСФОРА
1) 5
2) 3
3) 7
4) 1
2.ЭЛЕКТРОННАЯ ФОРМУЛА 1s22s22p63s1 ОТРАЖАЕТ СТРОЕНИЕ АТОМА
1) магния
2) цинка
3) натрия
4) скандия
3. Число протонов и ЭЛЕКТРОНОВ в ионе F- СООТВЕТСТВЕННО
1) 9, 10
2) 9, 9
3) 19,9
4) 9, 1
4. РЯД ЭЛЕМЕНТОВ, РАСПОЛОЖЕННЫХ В ПОРЯДКЕ ВОЗРАСТАНИЯ ИХ ЭЛЕКТРООТРИЦАТЕЛЬНОСТИ
1) Be → Mg → Ca
2) S → Se → Te
3) B→C→N
4) O→S→Se
5. Наименьший радиус имеет атом
1) Li
2) Na
3) K
4) Rb6.Элемент, обладающий НАИболее выраженными неметаллическими свойствами
1) С
2) N
3) O
4) F
7. Химическая связь, образующаяся между атомами элементов с порядковыми номерами 3 и 9
1) ковалентная полярная
2) ковалентная неполярная
3) металлическая
4) ионная
8. Ряд, в котором представлены формулы соединений только с ковалентной связью
1) BaCl2,CdCl2, LiCl2) H2O, SiO2, CH4
3) NaCl, CuSO4, Fe(OH)3
4) N2, HNO3, NaNO39. Химическая связь в молекулах аммиака и брома соответственно
1) ковалентная полярная и ковалентная неполярная
2) ионная и ковалентная полярная
3) ковалентная неполярная и ковалентная полярная
4) водородная и ковалентная неполярная
10. Вещество, между молекулами которого существует водородная связь
1) этан
2) оксид углерода (II)
3) фторид натрия
4) этанол
Эталон ответов
№ вопроса 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Вариант ответа 2 3 1 3 1 1 4 2 1 4
Тема: КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, ИХ СВОЙСТВА И СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ
На основе теоретических знаний и практических умений обучающийся должен
знать:
определение, классификация, состав, номенклатура и характерные свойства основных классов неорганических соединений;
состав, строение, номенклатура, классификация и свойства комплексных соединений;
генетическая связь между классами неорганических соединений.
уметь:
характеризовать свойства классов неорганических соединений;
объяснять строение комплексных соединений, давать названия комплексным соединениям, характеризовать свойства комплексных соединений;
составлять генетические ряды и соответствующие им уравнения химических реакций.
Значение темы
В настоящее время известно более 100 тысяч неорганических веществ.
При изучении темы мы рассмотрим основные классы неорганических соединений. Каждый класс объединяет вещества сходные по составу и свойствам, при изучении нами будут рассмотрены состав, свойства и номенклатура, общие химические свойства и генетическая связь важнейших классов неорганических соединений.
Четкое представление о важнейших классах неорганических веществ необходимо для успешного овладения материалом неорганической химии, понимания их биологической роли и значении в природе, жизнедеятельности живых организмов. Многие неорганические вещества являются жизненно необходимыми, играют важную роль в практической деятельности человека, применяются в медицине для диагностики, профилактики и лечения заболеваний.
Например, соединения щелочных металлов играют важную роль в жизнедеятельности организмов. Ион калия К+- основной внутриклеточный ион, а ион натрия Na+ - главный внутриклеточный ион, их взаимодействие поддерживает жизненно важные процессы в клетках. Гидроксид натрия и сульфат меди (II) используют в лабораторной диагностике для определения концентрации общего белка сыворотки крови колориметрическим методом (биуретовый реактив).
Краткое содержание темы
Все неорганические вещества делятся на простые и сложные.
Простые вещества подразделяются на металлы, неметаллы и инертные газы (в настоящее время их всё чаще относят к неметаллам, т.к. для многих из них был синтезирован ряд химических соединений).
Важнейшими классами сложных неорганических веществ являются оксиды, основания, кислоты, амфотерные гидроксиды, соли.
Оксиды – это сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород в степени окисления -2.
Общая формула оксидов ЭmОn
Основания – это сложные вещества, молекулы которых состоят из атома металла и одной или нескольких гидроксогрупп – ОН.
Общая формула оснований Ме(ОН)х, где х – число гидроксильных групп, равное валентности металла.
Кислоты – это сложные вещества, содержащие атомы водорода, которые могут замещаться атомами металлов.
Общая формула кислот: Нх (Ас), где Ас – кислотный остаток (от англ. acid – кислота), х – число атомов водорода, равное валентности кислотного остатка.
Амфотерные гидроксиды - это сложные вещества, которые имеют свойства кислот и свойства оснований. Поэтому формулы амфотерных гидроксидов можно записывать в форме оснований и в форме кислот.
Соли - это сложные вещества, которые являются продуктами замещения атомов водорода в молекулах кислот атомами металла или продуктами замещения гидроксидных групп в молекулах оснований кислотными остатками.
Состав нормальных солей выражается общей формулой Mex(Ac)y
где х – число атомов металла, y – число кислотных остатков.

Классификация неорганических соединений
Таблица 1.
ОксидыЭх Оу-2 Основания
Ме+n(OH)n Кислоты
HxAcСоли
Солеобразующие По растворимости: По содержанию кислорода: Средние MexAcуОсновные АмфотерныеКислотные Растворимые /щелочи Нерастворимые Кислородсодержащие Бескислородные Кислые /NaHSO4
Ме+12О Ме+32О3 Ме+52О5 I –A группа
LiOHNaOHKOH
RbOHCsOHII-А группа
Ca(OH)2
Sr(OH)2
Ba(OH)2 Все остальные HNO3, H2SO4, HClO4 HCl, H2S Основные /CuOHCl/
Ме +2О Ме+4О2 Ме+6О3 По основности /х/ Двойные
KAlSO4
Исключения /ст.ок +2/:
ZnO, SnO, PbO, BeOМе+72О7 х=1 одноосновные
х=2
двухосновные
х=3 трехосновные
Комплексные
K 2[Zn(OH)4]
[Ag(NH3)2]ClнеМехОуHCl , HNO3,
HClO4 H2SO4H2S,
H2SO3 H3PO4 Пример: СrOCr2O3 CrO3 Несолеобразующие:
СО, SiO, NO, N2O Таблица 2.
Номенклатура кислот и солей
Формула кислоты Название кислоты** Кислотный остаток /валентность/* Название кислотного остатка Кислотный оксид /ангидрид/***
H2SO4 серная =SO4 сульфат SO3
H2SO3 сернистая =SO3 сульфит SO2
HNO3 азотная -NO3 нитрат N2O5
HNO2 азотистая -NO2 нитрит N2O3
H2CO3 угольная =CO3 карбонат CO2
H2SiO3 кремниевая =SiO3 силикат SiO2
H3PO4 ортофосфорная ≡PO4 ротофосфатP2O5
H2S сероводородная =S сульфид -
HClхлороводородная(соляная) -Clхлорид -
HBrбромоводородная-Br бромид -
HI иодоводородная-I йодид -
HF фтороводородная -F фторид -
Примечание к таблице 2:
1*.Валентность кислотного остатка определяется по основности кислоты
2** Кислоты, содержащие элемент в высшей степени окисления имеют суффикс –ная, вая; их соли - суффикс –ат3***Степень окисления элемента в кислоте и в кислотном оксиде (ангидриде) –одинакова/
Таблица 3.
Общие химические свойства и способы получения основных классов неорганических веществ
Металл Вода Оксид металла Основание Соль
Неметалл соль
оксид - - - -
Вода щелочь + Н2 ↑1
оксид + Н2↑ 2 - щелочь 3 - гидролиз некоторых солей
Оксид неметалла - кислота 4 соль соль + Н2О 5 -
Кислота соль + Н2 ↑ 6
- соль + Н2О соль + Н2О другая соль + другая кислота
(↓ или ↑)
Соль другая соль + другой металл 7 гидролиз некоторых солей - другая соль + другое основание↓ 8 две новые соли
(↓)
Пояснения и примеры к таблице 3
Только щелочные и щелочноземельные металлы (I и II группа главная подгруппа, кроме Ве и Mg)
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
Менее активные металлы в ряду активности до водорода при нагревании
t0
Zn + H2O → ZnO + H2
Только оксиды щелочных и щелочноземельных металлов
CaO + H2O → Ca(OH)2
Исключение - оксид кремния (IV) SiO2
SO3 + H2O → H2SO4
Основания растворимые в воде – щелочи
2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O
Металлы, стоящие в ряду напряжения до водорода.
Исключение – конц. серная кислота H2SO4 и азотная кислота HNO3 любой концентрации
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
Cu + 2H2SO4 (конц.) → CuSO4 +SO2 + 2H2O
Более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли согласно ряду активности металлов. Не следует брать щелочные и щелочноземельные металлы, т.к. они активно взаимодействуют с водой.
CuSO4 + Fe → Cu + FeSO4
Основания растворимые в воде – щелочи
AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3↓ +3NaCl
Таблица 4.
Особенности взаимодействия кислот с металлами
кислота концентрация Металлы (в порядке уменьшения активности)
K, Ba, Ca, Na, MgAl, Fe, CrZn, SnH CuHCl соляная разбсоль + Н2соль + Н2соль + Н2-
конц. соль + Н2соль + Н2соль + Н2-
H2 SO4 серная разб. соль + Н2соль + Н2соль + Н2-
конц. соль + Н2S + H2O металл
пассивируетсоль +SO2 + Н2O соль +SO2 + Н2O
HNО3азотная разбсоль +NH3 + Н2O соль +NO+Н2O соль +NO + Н2O соль +NO + Н2O
конц. соль +N2O + Н2O металл
пассивируетсоль +NO2 + Н2O соль +NO2 + Н2O
H3PO4
ортофосфорная разб. соль + Н2соль + Н2соль + Н2-
Генетическая связь между классами неорганических соединений
Связь между классами неорганических соединений, которая основана на получении веществ одного класса из веществ другого класса, называется генетической связью

Комплексные соединения
Комплексные соединения - определённые химические соединения, образованные сочетанием отдельных компонентов и представляющие собой сложные ионы или молекулы, способные существовать как в кристаллическом, так и в растворённом состоянии
Важнейшие лиганды (адденды)
Анионы:I- - иодо, Cl- - хлоро, Br- - бромо, OH- - гидроксо, CN- - циано, NO-2 – нитро, амидо - NH2-,SO42- - сульфато, тиосульфато - S2O32-, тиоцианато – SCN- карбонато - CO32-, оксалато - C2O42-
Нейтральные молекулы: NH03 – аммин, H2O0 – аква, СО0 – карбонил,
NO -нитрозо
Координационное число – число лигандов (атомов, молекул, ионов), которые образуют координационную (внутреннюю) сферу комплексообразователя.
Заряд
центрального
иона +1 → 2 Координационные числа (выделены наиболее характерные)
+2 → 4, 6 +3 → 6,4 +4 → 8, 6 Координационные числа некоторых комплексообразователей

Номенклатура комплексных солей
Соль содержит комплексный катион
Называют анион соли (сульфат, фосфат, хлорид и т.д.)
Называют входящие во внутреннюю сферу лиганды-анионы с окончанием на «о» (ОН- - гидроксо, Сl- - хлоро, NO2- - нитро и т.д.). После этого называют лиганды, представляющие собой нейтральные молекулы (NН3 – аммин, Н2О – аква). Если одинаковых лигандов во внутренней сфере больше одного, то их количество указывают греческими числительными (2 - ди, 3 – три, 4 – тетра, 5- пента, 6- гекса и т. д.)
Называют центральный ион – комплексообразователь в русской транскрипции в родительном падеже. Если центральный атом имеет переменную валентность, её указывают римской цифрой в скобках после названия комплексообразователя.
Соль содержит комплексный анион
Называют входящие во внутреннюю сферу лиганды-анионы с окончанием на «о» (ОН- - гидроксо, Сl- - хлоро, NO2- - нитро и т.д.). После этого называют лиганды, представляющие собой нейтральные молекулы (NН3 – аммин, Н2О – акво). Если одинаковых лигандов во внутренней сфере больше одного, то их количество указывают греческими числительными (2 - ди, 3 – три, 4 – тетра, 5- пента, 6- гекса и т. д.)
Называют центральный ион – комплексообразователь в латинской транскрипции с прибавлением суффикса – «ат»
(Fe –феррат, Cu – купрат, Ag – аргентат, Zn – цинкат, Hg – меркурат,Co – кобальтат, Cr – хромат и т.д.)
Если центральный атом имеет переменную валентность, её указывают римской цифрой в скобках после названия комплексообразователя.
Называют катион внешней сферы русским названием в родительном падеже.
Вопросы для самоподготовки
Назовите важнейшие классы сложных неорганических веществ.
Что такое оксиды? Классификация оксидов. Приведите примеры.
Что такое основания? Классификация оснований. Приведите примеры.
Что такое кислоты? Классификация кислот. Приведите примеры.
Что такое амфотерные гидроксиды? Приведите примеры.
Что такое соли? Классификация солей. Приведите примеры.
Какие соединения называются комплексными?
Что такое ион-комплексообразователь? Какие ионы могут выполнять роль комплексообразователя?
Назовите важнейшие лиганды.
Что такое координационное число?
Как определить заряд комплексного иона? Приведите примеры.
Как классифицируются комплексные соединения? Приведите примеры.
Задания для самостоятельной работы студентов
1.Осуществите схемы превращений:
а) Fe → FeSO4 → Fe(OH)2 → FeO → Fe → FeCl3 → Fe(OH)3 → Fe2O3 → Fe
↓ ↓
Fe3[Fe(CN)6]2 Fe4[Fe(CN)6]3
_______________
↓ │
б) Zn → ZnO → ZnSO4 → Zn(OH)2→ Na2[Zn(OH)4]→ ZnCl2 → Zn
│___________↑
2. Определите тип комплексного соединения, заряд комплексного иона, степень окисления и координационное число комплексообразователя в следующих комплексных соединениях: К2[CuCl4],K3[Fe(CN)6] [Al(H2O)6]Cl3. Дайте название комплексным соединениям.
Раздел самоконтроля
Выберите один правильный вариант ответа
1. ФОРМУЛА кислотнОГООКСИДА
1) SO2
2) СаO3) Cr2O3
4) Na2O
2. Среди следующих веществ щелочью является
1) Cu(OH)2
2) Zn(OH)2
3) Fe(OH)2
4) Ba(OH)2
3. Формулы кислоты, средней соли и амфотерного гидроксида соответственно
1) HBr, NH4Cl, Ba(OH)2
2) H2SO4, Al2(SO4)3, Zn(OH)2
3) NH3, CaSO4, Fe(OH)3
4) HNO3, KHCO3, Al(OH)3
4. Кислотный оксид, образующийпри взаимодействии с водой Сильную кислоту
1) оксид серы (IV)
2) оксид серы (VI)
3) оксид углерода (IV)
4) оксид углерода (II)
5. ПРОДУКТЫ взаимодействии натрия с водой
1) водород и оксид натрия
2) кислород и оксид натрия
3) гидроксид натрия и водород
4) гидроксид натрия и кислород
6.Продукты термического разложения гидроксида ЖЕЛЕЗА (II)
1) Fe+ H2O
2) FeO + H2
3) FeO + H2O
4) Fe2O3 + H2O
7. вещества x и y В схеме превращений
+x +y
Сa(NO3)2→ СaCO3→ СaCl2
1) x―CO2, y―Cl2
2) x―Na2CO3, y―NaCl3) x―Na2CO3, y―HCl4) x―CO2, y―HClO2
8. Лигандами в соединении Na3 [Cr(OH)6] являются ионы
1) ОН-
2) Cr 3+
3) Na+
4) [Cr(OH)6]3-
9. Координационное число в соединении [Co(NO3)4](NO3)2
1) 2
2) 4
3) 6
4) 12
10. Комплексное соединение с зарядом иона-комплексообразователя 1+
1) [Аg(NH3)2]Cl2) [Cu(NH3)4] SO4
3) K2[HgJ4]
4) Na[Al(OH)4]
Эталон ответов
№ вопроса 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Вариант ответа 1 4 2 2 3 3 3 1 2 1
Тематика рефератов и презентаций
s-ЭЛЕМЕНТЫПероксид водорода, биологическая роль и применение в медицине.
Вода в биологии и медицине.
Аномальные свойства воды.
Жесткость воды, способы её устранения.
Щелочные металлы и их соединения, биологическая роль и применение
в медицине.
6. Кальций и его соединения, биологическая роль и применение в медицине
р-ЭЛЕМЕНТЫ
Бор и алюминий, биологическая роль и применение в медицине.
Селен как биологически активный элемент.
Сера и её соединения в биологии и медицине.
Фуллерены: методы получения и сферы применения.
Азот, роль его соединений в биологии и медицине.
Фосфор, роль его соединений в биологии и медицине.
Мышьяк как элемент – токсикант.
Хлор и его соединения в биологии и медицине.
Йод и здоровье человека
d-ЭЛЕМЕНТЫ
Металлы в организме человека.
Биологическая роль d-элементов I группы.
Медь, серебро, золото их роль в медицине и фармации.
d-элементы II группы, биологическая роль и применение в медицине.
d-элементы VI группы, биологическая роль и применение в медицине.
Хром и молибден как биологически-активные металлы.
d-элементы VII группы, биологическая роль и применение в медицине.
Марганец его роль в биологии и медицине.
Железо его биологическая роль, применение соединений в медицине.
Токсическое действие тяжёлых металлов и профессиональные отравления.
Микроэлементы и здоровье человека.
При написании и оформлении рефератов, подготовки презентаций воспользуйтесь следующими пособиями:
  1. Реферат, курсовая, диплом? Пиши правильно! [Электронный ресурс] : метод. пособие для студентов по написанию и оформлению рефератов, курсовых, дипломных работ / сост. Е. Н. Казакова, Е. П. Клобертанц ; Красноярский медицинский университет, Фармацевтический колледж. - Красноярск : КрасГМУ, 2014. - 46 с. - (В помощь студенту).
2. Выступай эффектно и эффективно! [Электронный ресурс] : метод. рекомендации для преподавателей и студентов / сост. Т. В. Потупчик, Е. П. Клобертанц, И. П. Клобертанц ; Красноярский медицинский университет, Фармацевтический колледж. - Красноярск : КрасГМУ, 2014. - 27 с. - (В помощь студенту).
Тема: ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ.
КОЛЛИГАТИВНЫЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ
На основе теоретических знаний и практических умений обучающийся должен
знать:
теорию коллоидных растворов;
коллигативные свойства растворов.
уметь:
объяснять осмотическое давление раствора
Значение темы
Чистые вещества в природе встречаются очень редко. В природе чаще всего встречаются смеси различных веществ, которые в различных агрегатных состояниях могут образовывать гетерогенные и гомогенные системы. Такие системы мы будем называть дисперсными.
Даже первое знакомство с дисперсными системами и растворами показывает, насколько они важны в повседневной жизни, природе и жизнедеятельности живых организмов. К дисперсным системам относятся многие природные и бытовые системы: воздух, туман, морской и речной ил, молоко, многие медицинские средства представляют собой дисперсные системы.
Сложные процессы жизнедеятельности, происходящие в организмах человека и животных, протекают в растворах.
Коллоидные растворы, или золи - это большинство жидкостей живой клетки (цитоплазма, ядерный сок – кариоплазма, содержимое органоидов и вакуолей) и живого организма в целом (кровь, лимфа, тканевая жидкость, пищеварительные соки, гуморальные жидкости и т.д.). Такие системы образуют также клеи, крахмал, белки, некоторые полимеры.
Знания о коллоидных растворах необходимы для понимания биохимических процессов, протекающих в живых организмах, исследованиях биологических жидкостей организма.
К коллигативным свойствам растворов относятся осмотическое давление, диффузия, понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов по сравнению с чистым растворителем. Осмотическое давление обеспечивает упругость и эластичность тканей. Коллигативные свойства физиологических, гипертонических и гипотонических растворов связаны с их клиническими свойствами.
Многое биологические процессы (тургор, плазмолиз, гемолиз) связаны с осмосом благодаря наличию в клетках так называемых биологических мембран. В медицинской практике находят применение:
а) изотонические растворы (осмотическое давление их равно осмотическому давлению плазмы крови);
б) гипотоническое (осмотическое давление гипотонических растворов меньше осмотического давления плазмы крови);
в) гипертоническое (осмотическое давление гипертонических растворов больше осмотического давления плазмы крови).
Краткое содержание темы
К коллигативным свойствам растворов, т.е. свойствам, зависящим от количества частиц, относятся осмотическое давление, диффузия, понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов по сравнению с чистым растворителем.
Эти свойства называются коллигативными (что означает коллективными) потому, что они зависят от количества имеющихся молекул или ионов растворенного вещества, а не от природы растворенных частиц.
Осмотическое давление (Росм.) – это давление, которое нужно приложить к раствору, чтобы привести его в равновесие с чистым растворителем, отделенным от него полупроницаемой перегородкой.
Закон Вант-ГоффаОсмотическое давление разбавленного раствора численно равно тому давлению, которое производило бы данное количество растворенного вещества, занимая в виде газа при данной температуре объем, равный объему раствора.
Осмотическое давление прямо пропорционально молярной концентрации раствора и температуре.
Закон Вант-Гоффа позволяет вычислить осмотическое давление раствора, если известны его концентрации и температура:
Росм = См ∙ R ∙ Тгде С – молярная концентрация, моль/л;
Т – абсолютная температура, К;
R – универсальная газовая постоянная,
R = 8,31 (ДжДмоль ∙ К), если применены единицы системы СИ: для объема — м3 и для давления — Па;
R = 0,082 л ∙ атм/(моль ∙ К), если использованы чаще применяемые на практике единицы — литры для объема и атмосферы для давления.
Для растворов электролитов осмотическое давление определяется уравнением, в которое входит изотонический коэффициент:
Росм= i·Cм·R·T = i·m·R·T / М·V
i - изотонический коэффициент,  или коэффициент Вант-Гоффа показывает, во сколько раз увеличивается число частиц электролита в растворе по сравнению с введенной молекулярной формой.
Изотонический коэффициент i  связан со степенью диссоциации электролита αдис соотношением:
i  = 1 + αдис (p - 1)     
где p - число ионов, на которые распадается  молекула электролита (для NaСl   p= 2, для  ВаСl2  и Na2SO4  p = 3 и т.д.)
Задача 1.
Общая осмотическая концентрация в плазме крови в норме составляет 0,3 моль/л. Рассчитайте осмотическое давление плазмы крови при t° = 25°C.
Эталон решения:
Метод основан на законе Вант-Гоффа.
1. Для определения осмотического давления записываем уравнение Вант-Гоффа:
Росм = См ∙ R ∙ Т2. Для биологических жидкостей введено понятие осмотической концентрации. Она определяется суммарной концентрацией всех частиц в жидкости и используется для расчета Росм вместо молярной концентрации.
3.Рассчитываем осмотическое давление крови при 25°СРосм = См ∙ R ∙ Т = 0, 3 ∙ 0,082 ∙ (273+ 25) = 7,3 атмОсмотическое давление крови при 25°С ниже нормы (в норме 7,5 – 7,7 атм)
Вопросы для самоподготовки
Как классифицируются дисперсные системы по степени дисперсности
(величине частиц дисперсной фазы)? Приведите примеры.
Чем коллоидные растворы отличаются от истинных растворов?
Что такое коагуляция? Назовите причины, вызывающие коагуляцию коллоидных растворов.
Какие свойства растворов относятся к коллигативным?
Что такое осмотическое давление раствора?
Какой раствор является гипертоническим? гипотоническим? изотоническим?
Задания для самостоятельной работы студентов
1. Рассчитайте массовую долю хлорида натрия в физиологическом растворе, осмотическое давление которого при 250С составляет 762 кПа (α=1, ρ=1г/см3).(Ответ:0, 9 %)
2. Какое осмотическое давление имеет физиологический раствор (0, 086% раствор NaCl) при температуре 37oС? Степень диссоциации молекул соли составляет 100%.(Ответ: 7,47 атм)
3. Вычислите осмотическое давление раствора, содержащего в 3 л 270 г глюкозы С6Н12О6 при 00С (Ответ:1,134 ∙ 103кПа)
4. Осмотическое давление плазмы крови человека при 370С составляет 7,7 атм. Какое количество сахарозы следует взять для приготовления 0,5 л раствора, изотоничного крови? (Ответ: 51,8 г.)
5. Определите молярную массу неэлектролита, если 1 литр раствора, содержащий 1,8 г. растворенного вещества, создает при 25 оС осмотическое давление, равное 24,764 кПа. (Ответ: 180 г/мл)
Раздел самоконтроля
Выберите один правильный вариант ответа
1. ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ РАСТВОРА ОПРЕДЕЛЯЮТ ПО 1) уравнению Гельмгольца Смолуховского 2) уравнению Гиббса
3) закону Рауля
4) закону Вант-Гоффа
2. КОЛЛИГАТИВНЫЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ ОПРЕДЕЛЯЮТСЯ
1) природой растворителя
2) природой частиц
3) размером частиц
4) количеством частиц
3. Плазмолиз живой клетки происходит при помещении её в 1) 0.9 % раствор NaCl 2) 10 % раствор NaCl 3) дистиллированную воду 4) 1 % раствор NaCl4. раствор NaCl с наибольшим осмотическим давлением 1) С(NaCl) = 0,1 моль/л 2) С(NaCl) = 0,0001 моль/л 3) С(NaCl) = 0,01 моль/л 4) С(NaCl) = 0,001 моль/л
5. электролит с наибольшим изотоническим коэффициентом (С = 0,01 моль/л) 1) NaCl 2) K2SO4 3) KCl) 4) MgSO4
6.массовая доля (%) раствора хлорида натрия изотонического по отношению к крови 1) 0,009  2) 0,9 3) 10 4) 0,09
7.массовая доля (%) раствора хлорида натрия гипертонического по отношению к крови
1) 0,9  2) 0,09 3)10 4) 0,0895
8. изотонический коэффициент Вант-Гоффа для хлорида кальция при полной диссоциации водного раствора 1) i = 1 2) i = 2 3) i= 3 4) i = 4
Эталон ответов
№ вопроса 1 2 3 4 5 6 7 8
Вариант ответа 4 4 2 1 2 2 3 3
Тематика рефератов и презентаций
1. Диффузия в растворах. Факторы, влияющие на скорость диффузии.
Роль диффузии в процессах переноса вещества в биологических системах.
2. Осмотическое давление. Гипо-, гипер-, и изотонические растворы.
3.Роль осмоса в биологических процессах.
4. Осмотическое давление растворов биополимеров. Онкотическое давление
плазмы и сыворотки крови и его биологическая роль.
5.Законы Рауля. Температуры кипения и замерзания растворов.
При написании и оформлении рефератов, подготовки презентаций воспользуйтесь следующими пособиями:
  1. Реферат, курсовая, диплом? Пиши правильно! [Электронный ресурс] : метод. пособие для студентов по написанию и оформлению рефератов, курсовых, дипломных работ / сост. Е. Н. Казакова, Е. П. Клобертанц ; Красноярский медицинский университет, Фармацевтический колледж. - Красноярск : КрасГМУ, 2014. - 46 с. - (В помощь студенту).
2. Выступай эффектно и эффективно! [Электронный ресурс] : метод. рекомендации для преподавателей и студентов / сост. Т. В. Потупчик, Е. П. Клобертанц, И. П. Клобертанц ; Красноярский медицинский университет, Фармацевтический колледж. - Красноярск : КрасГМУ, 2014. - 27 с. - (В помощь студенту).
Тема: МАССОВАЯ ДОЛЯ РАСТВОРЕННОГО ВЕЩЕСТВА В РАСТВОРЕ
На основе теоретических знаний и практических умений обучающийся должен
знать:
основные виды концентрации растворов и способы ее выражения;
массовая доля растворенного вещества в растворе (процентная концентрация)
уметь:
решать задачи с использованием понятия «массовая доля растворенного вещества в растворе», на действия над растворами (разбавление, концентрирование, смешивание).
пользоваться справочными таблицами плотности растворов некоторых кислот и щелочей.
Значение темы
Растворы имеют большое значение для живых организмов. Сложные физико – химические процессы в организме человека, животных и растений протекают в растворах. Растворами являются важнейшие физиологические жидкости человеческого организма: плазма крови, лимфа, желудочный сок и др.
Многие лекарственные препараты применяются в виде жидких лекарственных форм, например, физиологический раствор (0,9% р-р NaCl),который по составу соответствуют плазме крови и его вводят в кровь при некоторых заболеваниях.
Многие растворы используются в лабораторной диагностике, например, растворы щелочей применяются для определения глюкозы в моче, крови. Функционирование клинико-диагностических лабораторий невозможно без мероприятий дезинфекции, для которой используются растворы дезинфекцирующих средств различной концентрации, например, пластмассовые кюветы измерительной аппаратуры, пластиковые пробирки аппаратуры обеззараживают погружением в 6%-ный раствор перекиси водорода.
При работе с растворами необходимо знать их количественный состав. Количественный состав растворов выражается различными способами: массовая доля растворенного вещества, молярная концентрация, молярная концентрация эквивалента.
Знания о свойствах растворов, способах выражения концентрации необходимы для специалистов лабораторной диагностики, которые должны знать основные виды концентрации, способы ее выражения, уметь произвести расчеты для приготовления раствора.
Краткое содержание темы
Раствор – это гомогенная многокомпонентная физико-химическая система, состоящая из равномерно распределённых частиц двух или нескольких веществ.
Важнейшая характеристика раствора – его количественный состав. Относительное содержание растворённого вещества в растворе называют концентрацией.
Для приблизительного выражения концентрации растворов применяют термины концентрированный и разбавленный.
Концентрированный раствор содержит много растворенного вещества по сравнению с массой растворителя; разбавленный раствор содержит малую массу растворенного вещества.
Массовая доля растворённого вещества (ω) выражает отношение массы растворённого вещества (mр.в-ва) к общей массе раствора (mр-ра).
Массовая доля растворённого вещества определяется в долях от единицы или процентах (процентная концентрация).
Формулы для расчёта массовой доли вещества в растворе
1. Нахождение массовой доли растворённого вещества
ω = m р.в-ваmр-ра·100%2. Нахождение массы растворённого вещества по известной массовой доле вещества
mр.в-ва = ω· mр-ра100%3. Нахождение массы раствора
mр-ра = mр.в-ваω·100%4. Нахождение массы растворителя
mр-ля = mр-ра − mр.в-ва5. Нахождение массы раствора, зная его объем и плотность
mр-ра = V∙ ρ

Алгоритм нахождения массы растворенного вещества и массы воды, необходимые для приготовления раствора
Задача. Вычислите массу соли и воды, необходимые для приготовления 40 г раствора NаСl с массовой долей соли 5%.
1. Запишите условие задачи с помощью общепринятых обозначений
Дано:
m р-ра = 40г
ω = 5%

m (NаСl) - ?m (Н2О) - ?Решение:
1. Рассчитайте массу растворенного вещества по формуле:
mр.в-ва = ω· mр-ра100%m (NаСl) = 5%· 40100% = 2 г.
2. Найдите массу воды по разности между массой раствора и массой растворенного вещества:
m р-ля = m р-ра – m в-ва
m (Н2О) = 40г – 2г = 38 г.
3.Ответ: для приготовления раствора необходимо взять 2г соли и 38г воды.
Алгоритм нахождения массовой доли растворенного вещества
при разбавлении (упаривании) раствора
Задача. К 15% раствору, масса которого 80г, добавили 30г воды. Какой стала массовая доля растворённого вещества в полученном растворе?
1. Запишите условие задачи с помощью общепринятых обозначений.
Дано:
ω1 = 15%
mр-ра1=80г
m(Н2О) = 30г

ω2-?
Решение:
1. В результате разбавления (упаривания) раствора масса раствора увеличилась (уменьшилась), а вещества в нём осталось столько же.
Рассчитайте массу растворённого вещества, преобразуя формулу:
mр.в-ва1= ω· mр-ра100%mр.в-ва1= 15%· 80100% = 12 г.
2. При разбавлении раствора общая масса его увеличивается (при упаривании - уменьшается).
Найдите массу вновь полученного раствора:
mр-ра2 = mр-ра1 + m(H2O)
m р-ра2 = 80г + 30г=110г
3. Рассчитайте массовую долю растворённого вещества в новом растворе:
ω2 = m р.в-ва1mр-ра2·100%ω2 = 12 110·100% = 10,9%
4. Ответ: массовая доля растворенного вещества в растворе при разбавлении равна 10,9%
Алгоритм решения задач по «правилу креста»
Для получения раствора с заданной массовой долей (%) растворенного вещества путем смешивания двух растворов с известной массовой долей растворенного вещества пользуются диагональной схемой ("правило креста").Сущность этого метода состоит в том, что по диагонали из большей величины массовой доли растворенного вещества вычитают меньшую.
a с – в
\ /
с
/ \
в а – с
где а – большая, в – меньшая, с – искомая массовая доля (%) растворенного вещества в растворе
Разности (с − в) и (а − с) показывают, в каких соотношениях нужно взять растворы а и в, чтобы получить раствор с.
Если для разбавления в качестве исходного раствора используют чистый растворитель, например, Н2О, то концентрация его принимается за 0 и записывается с левой стороны диагональной схемы.
Задача. Для обработки рук хирурга, ран, послеоперационного поля используется йодная настойка с массовой долей 5%. В каком массовом соотношении нужно смешать растворы с массовыми долями йода 2,5% и 30%, чтобы получить 330 г йодной настойки с массовой долей йода 5%?
1. Запишите условие задачи с помощью общепринятых обозначений.
Дано:
ω1 = 30%
ω2 = 2,5%
ω3 = 5%
m3 = 330г
m1 = ?m2 = ?Решение:
1. Составьте "диагональную схему". Для этого запишите массовые доли исходных растворов друг под другом, по левую сторону креста, а в центре заданную массовую долю раствора.
2,5
\ /
5
/ \
30
2. Вычитая из бóльшей массовой доли меньшую (30–5=25; 5–2,5=2,5) и находят результаты.
Записывают найденные результаты с правой стороны диагональной схемы: при возможности сокращают полученные числа. В данном случае 25 в десять раз больше, чем 2,5, то есть вместо 25 записывают 10, вместо 2,5 пишут 1.
30 2,5 (1)
\ /
5
/ \
2,5 25 (10)
Числа (в данном случае 25 и 2,5 или 10 и 1) называют массовыми частями. Массовые части показывают, в каком соотношении необходимо взять исходные растворы, чтобы получить раствор с массовой долей йода 5%.
3. Определите массу 30% и 2,5% раствора по формуле:
mр-ра = число частей · m3сумма массовых частейm1(30%) = = 1 · 330г 1+10 = 30 г.
m2(2,5%) = = 10 · 330г 1+10 = 300 г.
4. Ответ: для приготовления 330 г раствора с массовой долей йода 5% необходимо смешать 300 г раствора с массовой долей 2,5% и 30 г раствора с массовой долей 30%.

Алгоритм решения задач на приготовление
раствора из кристаллогидрата
Задача. Определить массу кристаллогидрата Na2CO3∙ 10H2O и массу воды, которые необходимо взять для приготовления раствора массой 540 г. с массовой долей карбоната натрия 15%.
1. Запишите условие задачи с помощью общепринятых обозначений.
Дано:
mр-ра = 540г
ω(Na2CO3) = 15%

m (Na2CO3∙ 10H2O) = ?
m(Н2О) = ?
Решение:
1. Определите массу карбоната натрия Na2CO3, содержащегося в 540 г. раствора
mр.в-ва = ω· mр-ра100%mр.в-ва = 15%· 540100% = 81 г.
2. Сделайте пересчет рассчитанной массы на кристаллогидрат.
Для этого рассчитайте молярные массы Na2CO3 и Na2CO3∙ 10H2O
М (Na2CO3) = 106 г/моль
М (Na2CO3∙ 10H2O) = 286 г/моль
Отсюда по формуле m = n∙ M найдите массы Na2CO3 и Na2CO3∙ 10H2O, приняв количество вещества n равным 1 моль
m (Na2CO3) = 106 г.
m (Na2CO3∙ 10H2O) = 286 г.
3. Вычислите массу кристаллогидрата, составив отношение:
в 286 г. Na2CO3∙ 10H2O содержится 106 г. Na2CO3,
а в х г. Na2CO3∙ 10H2O ------------------ 81 г. Na2CO3
х = 286∙ 81106 = 219 г. – масса Na2CO3∙ 10H2O, необходимая для приготовления раствора.
4. Вычислите массу воды:
m(Н2О) = m р-ра – m р.в-ва
m(Н2О) = 540 – 219 = 321 г.
5. Ответ: для приготовления раствора потребуется 219 г. Na2CO3∙ 10H2Oи 321 г. воды

Вопросы для самоподготовки
Что такое растворы?
Что является количественной характеристикой растворов?
Какие способы выражения концентрации растворов вы знаете?
Что называется массовой долей растворенного вещества в растворе?
Напишите формулы, по которым можно рассчитать
- массовую долю растворенного вещества;
- массу растворенного вещества;
- массу раствора;
- объёма раствора.
6. Как пользоваться таблицами плотности? Определите плотность 96%-ной серной кислоты.
7. Как изменится концентрация раствора после его разбавления? Изменится ли при этом масса растворенного вещества? Масса раствора?
8. Как изменится концентрация раствора после его упаривания? Изменится ли при этом масса растворенного вещества? Масса раствора?
9. Запишите формулу, которой удобно пользоваться при расчете концентрации после смешивания растворов.
Задания для самостоятельной работы студентов
Решите задачи
1. К 350 г водного раствора этанола с массовой долей 20% добавили 120 мл С2Н5ОНсплотностью 0,80 г/мл. Рассчитайте массу (г) спирта в полученном растворе.(Ответ:166 г)
2. Сульфат меди (II) оказывает прижигающее, антисептическое, вяжущее и рвотное действие. В какой массе (г) воды нужно растворить 25 гкристаллогидрата CuSO4 · 5H2O, чтобы получить 4%-ный раствор CuSO4? (Ответ:375 г)
3. Для дезинфекции пластиковых пробирок в лаборатории применяют 6% раствор перекиси водорода. Рассчитайте массу 30% раствора перекиси водорода и массу воды, чтобы получить 200 г раствора перекиси водорода с массовой долей 6%? (Ответ:28,6 г, 171,4 г)
4. Какой объем (мл) воды надо прибавить к 200 мл 20%-ного раствора серной кислоты (ρ=1,14 г/мл), чтобы получить 5%-ный раствор? (Ответ:684 мл)
5. К 250 мл 32%-ного раствора азотной кислоты (ρ=1,20 г/мл) прибавили 1 л воды. Чему равна массовая доля (%) кислоты в полученном растворе? (Ответ:7,4%)
Тема: МОЛЯРНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ. МОЛЯРНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ЭКВИВАЛЕНТА
На основе теоретических знаний и практических умений обучающийся должен
знать:
основные виды концентрации растворов и способы ее выражения;
молярная концентрация, нормальная концентрация (молярная концентрация эквивалента), титрованные растворы.
уметь:
решать задачи на приготовление растворов точной концентрации;
решать задачи на переход от одного способа выражения концентрации раствора к другому.
Значение темы
Свойства растворов зависят не только от природы растворенного веществ и растворителя, но от относительного содержания веществ, т.е. от концентрации. При работе с растворами необходимо знать их количественный состав – концентрацию, которая выражается различными способами.
Молярная концентрация и молярная концентрация эквивалента широко используются в биохимических и клинических исследованиях, например, для приготовления буферных растворов. В лабораторной практике буферные растворы применяются для сохранения активной реакции среды на определенном неизменном уровне и для определения водородного показателя (рН) - в качестве стандартных растворов с устойчивыми значениями рН и др.
При проведении многих лабораторных исследований необходимо уметь приготовить растворы с точной концентрацией, уметь сделать соответствующие расчеты или пересчеты.
Краткое содержание темы
Раствор – это гомогенная многокомпонентная физико-химическая система, состоящая из равномерно распределённых частиц двух или нескольких веществ.
Растворы с молярной и молярной концентрацией эквивалента являются точными растворами (растворы аналитической концентрации). Это значит, что для приготовления этих растворов навеску вещества отвешивают на аналитических весах, а раствор готовят в мерной колбе. При приготовлении растворов кислот нужный объём концентрированного раствора отмеривают бюреткой со стеклянным краном. Навеску растворяемого вещества подсчитывают с точностью до четвёртого знака, а молярные массы берут с точностью, с которой они приведены в справочных таблицах. Объём концентрированной кислоты подсчитывают с точностью до второго десятичного знака.
Молярная концентрация показывает число молей растворённого вещества в 1л раствора.
Молярную концентрацию рассчитывают по формуле:
С=nVгде С – молярная концентрация, моль/л
n – количество растворённого вещества (в моль)
V – объём раствора (в литрах)
Так как n=mМ, то формулу можно представить в виде
С=m V · Мгде m – масса растворенного вещества (г)
М – молярная масса вещества (г/моль)
V – объём раствора (в литрах)
Если объем раствора выражается в миллилитрах, пользуются формулой
С=m ·1000V · ММолярная концентрация эквивалента выражается числом эквивалентов растворённого вещества в 1л раствора.
Сэ= m V · Мэили если объем раствора выражается в миллилитрах
Сэ= m · 1000V · Мэгде m – масса растворенного вещества (г)
Мэ – молярная масса эквивалента вещества (г/моль)
V – объём раствора (в литрах)
Для того чтобы готовить растворы, содержащие определённое количество эквивалентов данного вещества, необходимо знать, как подсчитать молярную массу эквивалента МЭ, т.е. массу 1 эквивалента.
Значение эквивалента (а, следовательно, и масса эквивалента) не является постоянной величиной для данного соединения, а зависит от реакции, в которое вступает соединение.

Молярная масса эквивалента
МЭ = f (Х) · М (Х)
где М (Х) – молярная масса вещества Х
f (Х) - фактор эквивалентности (число, показывающее, какую долю реальной частицы составляет эквивалент)
f (Х) = 1/Z, где z – основность кислоты; кислотность основания; произведение степени окисления металла на число атомов металла соли или число электронов в окислительно-восстановительных реакциях.
В лабораторной практике часто приходится проводить пересчёт концентрации имеющихся растворов из одних единиц в другие.
При переходе от процентной концентрации (массовая доля, выраженная в процентах) к молярной и наоборот необходимо помнить, что процентная концентрация рассчитывается на определённую массу раствора, а молярная – на объём. Поэтому для пересчёта необходимо знать плотность раствора. Плотность раствора находят в справочниках в соответствующих таблицах или измеряют ареометром.
Формулы для пересчёта процентной концентрации в молярную и молярную концентрацию эквивалента (нормальную концентрацию) имеют вид:
См= ω·ρ·10МСэ = ω·ρ·10Мэгде ω – массовая доля растворённого вещества (%)См – молярная концентрация (моль/л)
ρ – плотность раствора (г/см3)
Мэ – молярная масса эквивалента
М – молярная масса, г/моль
Этими же формулами можно воспользоваться, если нужно произвести обратный пересчёт.
Вопросы для самоподготовки
Что показывает молярная концентрация раствора?
По какой формуле можно рассчитать молярную концентрацию раствора? В каких единицах выражается молярная концентрация?
Что показывает молярная концентрация эквивалента?
По какой формуле можно рассчитать молярную концентрацию эквивалента? Единицы измерения молярной концентрации эквивалента.
Как рассчитывается молярная масса эквивалента кислоты, основания, соли?
Предложите способ пересчета молярной концентрации раствора в молярную концентрацию эквивалента, массовой доли растворенного вещества в молярную концентрацию.
Задания для самостоятельной работы студентов
Решите задачи
1. Раствор объемом 500 мл содержит NaOH массой 5 г. Определите молярную концентрацию этого раствора.(Ответ: 0,25моль/л)
2. Вычислите массу хлорида натрия NaCl, содержащегося в растворе объемом 200 мл, если его молярная концентрация 2 моль/л. (Ответ: 23,4г)
3. Молярная раствора едкого кали КОН равна 3,8 моль/л, его плотность 1,17 г/мл. Вычислите массовую долю (%) КОН в этом растворе. (Ответ: 18%)
4.Вычислите молярную и молярную концентрацию эквивалента 20% раствора хлорида кальция плотностью 1,178 г/мл. (Ответ: 2,1М, 4,2н)
5. Чему равна молярная концентрация эквивалента 30% раствора NaOH плотностью 1,328 г/мл? К 1 л этого раствора прибавили 5 л воды. Вычислите массовую (процентную) долю полученного раствора. (Ответ: 9,96 моль/л; 6,3%)
Тема: СВОЙСТВА КИСЛОТ, ОСНОВАНИЙ, СОЛЕЙ В СВЕТЕ ТЕОРИИ
ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ДИССОЦИАЦИИ
На основе теоретических знаний и практических умений обучающийся должен
знать:
основные положения теории электролитической диссоциации;
условия течения реакций ионного обмена до конца;
водородный показатель рН;
кислотно-основные буферные системы и растворы, механизм их действия и их взаимодействие;
уметь:
определять среду раствора кислотно-основными индикаторами;
составлять уравнения диссоциации кислот, оснований и солей;
определять реакции ионного обмена, идущие до конца, составлять уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.
составлять буферные системы
Значение темы
Растворы широко применяются в различных сферах деятельности человека. Они имеют большое значение для живых организмов. Сложные физико-химические процессы в организмах человека, животных и растений протекают в растворах.
В различных биологических процессах большую роль играют растворы электролитов. Электролиты являются составной частью жидкостей и плотных тканей живых организмов. Ионы натрия Na+, калия K+, кальция Ca2+, магния Mg2+, водорода H+, анионы OH-. Cl-. HCO3- имеют большое значение для физиологических и биохимических процессов. Например, ионы водорода способствуют нормальному функционированию ферментов, обмену веществ, перевариванию пищи, взаимодействие ионов калия К+ и натрия Na+ поддерживает жизненно важные процессы в клетках, ионы магния и кальция образуют комплексы с нуклеотидами (например, АТФ), связываясь с фосфатными группами, тем самым участвуют в терморегуляции организма.
Свойства электролитов объясняет теория электролитической диссоциации. Знание теории электролитической диссоциации является основой для изучения свойств неорганических соединений, для глубокого понимания механизмов химических реакций в растворах электролитов.
Важную роль в жизнедеятельности живых организмов играют буферные растворы. Многие биологические жидкости являются буферными растворами. Например, рН крови в организме человека поддерживается в пределах от 7,35 до 7,45; желудочного сока от 1,6 до 1,8; слюны от 6,35 до 6,85. Компонентами таких растворов являются карбонаты, фосфаты и белки
Определение рН растворов очень важно в медицине, сельском хозяйстве, технике. Постоянство концентраций ионов водорода Н+ является одной из важных констант внутренней среды живых организмов. Изменение рН крови или желудочного сока является диагностическим тестом в медицине. Отклонения рН от нормальных величин даже на 0,01 единицы зачастую свидетельствует о патологических процессах в организме
Краткое содержание темы
Электролиты – вещества, водные растворы или расплавы которых проводят электрических ток. К электролитам относятся соли, кислоты, основания. В молекулах этих веществ имеются ионные или ковалентные сильно полярные химические связи
Неэлектролиты – вещества, водные растворы или расплавы которых не проводят электрический ток. К неэлектролитам относятся вещества, в молекулах которых имеются ковалентные неполярные или малополярные связи. Например, кислород, водород, многие органические вещества – глюкоза, сахароза, бензол, эфиры и др.Для объяснения электропроводности расплавов и растворов электролитов шведский ученный С. Аррениус создал теорию электролитической диссоциации (1887 г.)
Электролитическая диссоциация – процесс распада молекул электролитов на ионы в растворе или расплаве.
Диссоциация – процесс обратимый. Это значит, что одновременно идут два противоположных процесса: распад молекул на ионы (диссоциация, ионизация) и соединение ионов в молекулы (ассоциация, моляризация).
Диссоциацию молекул электролитов выражают уравнениями, в которых вместо знака равенства ставят знак обратимости (↔).Например, Mg(NO3)2 ↔ Mg2+ + 2NO3-
Степень электролитической диссоциации - число, показывающее, какая часть молекул электролита распалась на ионы.
В зависимости от степени диссоциации электролиты делятся на сильные и слабые.
Сильные электролиты – это такие электролиты, которые в водных растворах полностью диссоциируют на ионы, т.е. их степень диссоциации равна 1 (100%).
Слабые электролиты – это такие электролиты, которые в водных растворах не полностью диссоциируют на ионы, т.е. их степень диссоциации меньше 1 (100%), в большинстве случаев она стремится к нулю.

Таблица 1.
Сильные и слабые электролиты
Степень электролитической диссоциации Основания Кислоты Соли
Сильные α>30% Гидроксиды щелочных и щелочно-земельных металлов
LiOH,
KOH,
NaOH,
RbOH,
CsOH,
Ca(OH)2,
Ba(OH)2,
Sr(OH)2 HCl, H2SO4, HNO3, HIO3,
HI,
HBr, HClO4, HBrO3, HClO3 Все растворимые соли: хлориды, бромиды,
йодиды,
сульфаты,
сульфиты,
сульфиды щелочных металлов и аммония, нитраты всех металлов.
Электролиты средней силы H3PO4, H2SO3 Слабыеα< 3% NH4OH и все труднорастворимые гидроксиды: Zn(OH)2,
Cu(OH)2,
Cr(OH)3,
Fe(OH)2,
Mn(OH)2,
Fe(OH)3,
Ni(OH)2,
Sn(OH)2,
Al(OH)3,
Co(OH)2,
Pb(OH)2 H2CO3, H2S,
HCN, HClO, HClO2, H3BO3, H3PO3, H2SiO3, H3AsO4, H2SnO4 Реакции, протекающие между ионами, называются ионными реакциями. Реакции обмена между сильными электролитами в растворах протекают до конца (практически необратимы), когда ионы соединятся друг с другом и образуют:
1) малорастворимые вещества, выпадающие в осадок;
2) малодиссоциирующие вещества – слабые электролиты;
3) газообразные или летучие вещества.
Таблица 2.
Алгоритм составления уравнений реакций ионного обмена
Задание: Составить уравнение реакции между сульфатом меди (II) и гидроксидом натрия в молекулярном и ионном виде.
Последовательность действий
Примеры
1.Напишите уравнение реакции в молекулярном виде. Стрелками кажите выпадение осадка (↓) или выделение газа (↑) CuSO4 + 2NaOH →Cu(OH)2↓+ Na2SO4
2. Напишите ионы диссоциирующих веществ, указав их число и заряды.
Помните, что диссоциации не подвергаются
осадки,
газообразные (летучие ) вещества,
вода,
оксиды Cu2++SO42-+2Na++2OH-→ Cu(OH)2↓+2Na+ +SO42-
полное ионное уравнение
3.Подчеркните одинаковые ионы в левой и правой части уравнения
Cu2++SO42-+2Na ++2OH-→ Cu(OH)2↓+2Na++SO42-
4.Запишите сокращенное уравнение реакции (без участия подчеркнутых ионов). Cu2+ + 2OH-→Cu(OH)2↓
сокращенное ионное уравнение
Среду любого водного раствора можно охарактеризовать концентрацией ионов водорода Н+ или гидроксид-ионов ОН-. В водных растворах различают три типа сред:
1) нейтральная [Н+] = [ОН-] = 10-7 моль/л
2) кислая [Н+] > [ОН-] [Н+] > 10-7 моль/л
3) щелочная [Н+] < [ОН-] [Н+] < 10-7 моль/л

Для характеристики среды раствора используют водородный показатель.
Водородным показатель рН называется отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода рН = -lg[Н+]
Существуют различные методы определения рН. Качественно характер среды водных растворов определяют с помощью индикаторов.
Индикаторы – вещества, которые обратимо изменяют свой цвет в зависимости от среды растворов, т.е.рН.
Схема 1.
Изменение окраски кислотно-основных индикаторов
в зависимости от рН раствора

В 1923 г. Бренстед и Лоури выдвинули новую теорию кислот и оснований, основанную на представлении о переносе протона. Согласно этой теории, кислота представляет собой вещество, состоящее из молекул или ионов-доноров протонов (т. к. они отдают протоны), а основание-вещество, состоящее из молекул или ионов-акцепторов протонов (т.к. они принимают протоны).
Согласно протолитической теории, кислота - донор катионов водорода, основание – акцептор катионов водорода. Кислоты и основания существуют только как сопряженные пары: кислота ↔ основание + протон.

В определенных условиях многие вещества могут вести себя как кислота или как основание. Кислотно-основный процесс сопряженных кислот и оснований может быть выражен общей схемой: АН + В ↔ ВН+ + А-, где АН, ВН+ - кислоты, В, А- - основания.
Понятия кислоты в протолитической и электролитической теориях совпадают, однако понятие «основание» охватывает более широкий круг соединений: основаниями могут быть вещества, которые не имеют анионов ОН-, например, NH3 , (C2H5)2O

Буферные растворы —  это растворы, величина рН которых мало изменяется при добавлении к ним небольших количеств сильных кислот или щелочей, а также при разбавлении.
Классификация буферных систем:
Кислотные буферные системы - состоят из слабой кислоты и соли этой кислоты. Например, ацетатная буферная система (CH3COOH+ СН3СООNa), гидрокарбонатная буферная система (H2CO3 +NaHCO3).
2. Основные буферные системы - состоят из слабого основания и его соли. Например, аммиачная буферная система (NH3×H2O + NH4Cl).
3. Солевые буферные системы - состоят из кислой и средней соли или двух кислых солей. Например, карбонатная буферная система (NaHCO3+Na2CO3), фосфатная буферная система (КН2PO4 + К2НPO4).
4. Аминокислотные и белковые буферные системы. Если суммарный заряд молекулы аминокислоты или белка равен нулю (изоэлектрическое состояние), то растворы этих соединений не являются буферными. Их буферное действие начинает проявляться тогда, когда к ним добавляют некоторое количество кислоты или щелочи. Тогда часть белка (аминокислоты) переходит из изоэлектрического состояния в форму “белок-кислота” или соответственно в форму “белок-основание”. Образуется смесь двух форм белка: а) слабая “белок-кислота” +  соль этой слабой кислоты;  б) слабое “белок- основание” + соль этого слабого основания. Например, гемоглобиновая буферная система крови.
Вопросы для самоподготовки
1. Какие вещества называются электролитами, а какие - неэлектролитами? Приведите примеры.
2. Что называется электролитической диссоциацией, или ионизацией?
3. Что такое ионы? Какие ионы называются катионами, а какие – анионами? Приведите примеры катионов и анионов.
4. Какова главная причина электролитической диссоциации в водных растворах?
5. Электролитическая диссоциация кислот, щелочей и солей. Приведите примеры.
6. Что называется степенью диссоциации? От чего она зависит?
7. Какие электролиты называются сильными, а какие – слабыми? Приведите примеры сильных и слабых электролитов.
8. Какие реакции называются ионными?В каких случаях реакции обмена в растворах электролитов являются необратимыми (протекают до конца)? Приведите примеры.
9. Какие типы сред водных растворов вы знаете? С помощью, каких веществ можно определить характер среды раствора?
10. Что называется водородным показателем? По какой формуле можно рассчитать водородный показатель?
11.Какие растворы называются буферными?Каково биологическое значение буферных растворов?
12. Типы буферных растворов по составу. Приведите примеры.
Задания для самостоятельной работы студентов
1. Взаимодействие, между какими из ниже приведенных веществ протекает необратимо? Ответ поясните, написав соответствующие уравнения химических реакций в молекулярном и ионном виде
Zn(NO3)2 + K2SO4  → ?
KI + Pb(NO3)2 → ?
CuCl2 + Na2CO3 + H2O → ?Na2SO4 + AlCl3 → ?Cr(NO3)3 + K2CO3 + H2O → ?2. Вычислите рН раствора по следующим данным:
1. [Н+] = 1 · 10-2 моль/л
2. [Н+] = 1 · 10-8 моль/л
3. [ОН-] = 1 · 10-1 моль/л4. рОН = 5
Как изменится цвет лакмуса в данных растворах?
3. Если вы задержите дыхание, как это скажется на концентрации СО2 в крови? Как это изменит рН?
4. Напряженная физическая работа, например, бег на длинные дистанции, может вызвать накопление молочной кислоты в крови, приводя к болезненным ощущениям в мышцах ног. Как накопление молочной кислоты изменяет рН?
Раздел самоконтроля
Выберите один или несколько правильных вариантов ответа
1. ПРОЦЕСС РАСПАДА ЭЛЕКТРОЛИТА НА ИОНЫ В РАСТВОРЕ ИЛИ РАСПЛАВЕ
диссоциация
ассоциация
гидратация
моляризация2.СИЛЬНЫМИ ЭЛЕКТРОЛИТАМИ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ ЯВЛЯЮТСЯ
азотистая кислота
азотная кислота
хлорид кальция
гидроксид бария
гидроксид цинка
3. СЛАБЫМИ ЭЛЕКТРОЛИТАМИ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ ЯВЛЯЮТСЯ
фосфористая кислота
серная кислота
нитрат цинка
гидроксид натрия
уксусная кислота
4. одновременно не могут присутствовать в растворе ионы
1) Cu2+ и NO3-
2) Na+ и SО3 2-
3) H+ и Cl -
4) Fe3+ и OH-
5. СУММЫ ВСЕХ КОЭФФИЦИЕНТОВ В ПОЛНОМ И СОКРАЩЕННОМ ИОННЫХ УРАВНЕНИЯХ РЕАКЦИИ МЕЖДУ КАРБОНАТОМ КАЛИЯ И СОЛЯНОЙ КИСЛОТОЙ РАВНЫ
13 и 4
13 и 5
9 и 4
12 и 3
6.ВЕЩЕСТВО, ДИССОЦИИРУЮЩЕЕ В ВОДНОМ РАСТВОЕ СТУПЕНЧАТО
1) FeCl3
2) KH2PO4
3) KOH
4) NH3
7. СОКРАЩЕННОЕ ИОННОЕ УРАВНЕНИЕ
Н+ + ОН- = Н2О
СООТВЕТСТВУЕТ ВЗАИМОДЕЙСТВИЮ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ С1) гидроксидом меди (II)
2) нитратом железа (II)
3) гидроксидом калия
4) оксидом магния
8. Число катионов вдвое больше числа анионов в водном растворе
1) Ca(NO3)2
2) HNO3
3) Al2(SO4)3
4) K2CO3
9. ВЕЩЕСТВО, ОБРАЗУЮЩЕЕ ПРИ ДИССОЦИАЦИИ ХЛОРИД-ИОНЫ
FeCl3
Сl2O7
Ca(ClO)2
KClO3
Установите соответствие
10. Установите соответствие между количеством ионов, образующихся при диссоциации солей в разбавленных водных растворах, и формулами этих солей
ФОРМУЛЫ СОЛЕЙ КОЛИЧЕСТВО ИОНОВ
Cu(NO3)2 А) 1
Cr2(SO4)3 Б) 2
CH3COONa В) 3
Na3PO4 Г) 4
K2Cr2O7 Д) 5
Эталон ответов
№ вопроса 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Вариант ответа 1 234 15 4 2 2 3 4 1 1В2Д3Б4Г5В
Тема: ГИДРОЛИЗ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ СОЛЕЙ
На основе теоретических знаний и практических умений обучающийся должен
знать:
сущность гидролиза солей;
возможность и характер протекания гидролиза соли;
реакция среды в растворах солей.
уметь:
определять возможность и характер протекания гидролиза соли;
составлять уравнения гидролиза солей,
определять кислотность среды.
Значение темы
Как известно, присутствие в растворе кислот и оснований можно обнаружить с помощью индикаторов. Например, лакмус в растворе краснеет, а в растворе основания – синеет. Изменение окраски индикатора вызвано присутствием в растворе кислоты ионов Н+, а в растворе основания – ионов ОН-. Казалось бы, в растворах солей, при диссоциации которых не образуется ни ионов Н+, ни ионов ОН-, окраска индикаторов меняться не должна. Однако водные растворы солей имеют разные значения рН и показывают различную реакцию среды – нейтральную, кислую, щелочную.
Если прибавить лакмус к растворам хлорида натрия, хлорида магния и карбоната натрия, окажется, что в растворе магния лакмус краснеет, в растворе карбоната натрия синеет, и только в растворе хлорида натрия не изменяет окраски. Следовательно, в растворе хлорида магния образуются ионы Н+, а в растворе карбоната натрия - ионы ОН-. Это объясняется тем, что в водных растворах соли подвергаются гидролизу.
Гидролиз солей имеет и практическое, и биологическое значение.
В состав стиральных порошков и других моющих средств специально вводят соли неорганических кислот (фосфаты, карбонаты), которые усиливают моющее действие за счет повышения рН среды.
Еще в древности в качестве моющего средства использовали золу. В золе содержится карбонат калия K2CO3, который в воде гидролизуется по аниону, водный раствор приобретает мылкость за счет образующихся при гидролизе ионов ОН-.
Если кислотность почвы недостаточна, у растений появляется болезнь — хлороз. Ее признаки — пожелтение или побеление листьев, отставание в росте и развитии. Если рНпочвы > 7,5, то в нее вносят удобрение сульфат аммония (NH4)2SO4, которое способствует повышению кислотности благодаря гидролизу по катиону, проходящему в почве: NH4+ + H2O ↔ NH4OH + H+
Неоценима биологическая роль гидролиза некоторых солей, входящих в состав нашего организма. Например, в состав крови входят соли гидрокарбонат и гидрофосфат натрия. Их роль заключается в поддержании определенной реакции среды. Это происходит за счет смещения равновесия процессов гидролиза:
HCO3- + H2O ↔ H2CO3 + OH-
HPO42- + H2O ↔ H2PO4- +OH-
Если в крови избыток ионов Н+, они связываются с гидроксид-ионами ОН, и равновесие смещается вправо. При избытке гидроксид-ионов ОН- равновесие смещается влево. Благодаря этому кислотность крови здорового человека колеблется незначительно.
Краткое содержание темы
Гидролиз – одно из важнейших химических свойств солей. Слов «гидролиз» означает разложение водой («гидро» - вода, «лизис» - разложение).
Гидролизом соли называется взаимодействие ионов соли с водой, в результате, которого образуются слабые электролиты.
Возможность и характер протекания гидролиза определяется составом соли. Любую соль можно представить как продукт взаимодействия основания и кислоты. В зависимости от силы исходного основания и исходной кислоты соли можно разделить на 4 типа:
1. Соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой
NaCl, Li2SO4, KI
Гидролизу не подвергаются, рН =7, среда раствора нейтральная
2. Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой
Na2CO3, K2S, Ba(NO2)2
Подвергаются гидролизу по аниону, рН > 7, среда раствора щелочная
3. Соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой
CuCl2, FeSO4, Al(NO3)3
Подвергаются гидролизу по катиону, рН < 7, среда раствора кислая
4. Соль, образованная слабым основанием и слабой кислотой
(NH4)2S, Pb(NO2)2
Подвергаются гидролизу по катиону и по аниону, рН ≈ 7, среда раствора слабокислая или слабощелочная. Соли, образованные слабым нерастворимым или летучим основанием и слабой нерастворимой или летучей кислотой подвергаются необратимому (полному) гидролизу.

Таблица 1.
Алгоритм составления уравнений обратимого гидролиза солей
Последовательность действий
Пример
1. Рассмотреть состав соли, определить к какому типу солей по составу она относится.
NaOН сильное основание
Na2S
Н2S слабая кислота
Соль образована сильным основанием и слабой кислотой, подвергается гидролизу
по аниону
2. Записать уравнение диссоциации соли (распада на ионы)
Na2S ↔ 2Na+ + S2-
3. Выбрать слабый ион, соответствующий слабому основанию или слабой кислоте S2-
4. Записать уравнение гидролиза слабого иона с водой S2- + Н+ОН- ↔ НS- + ОН-
5. Определить среду раствора (рН)
Т.к. в растворе накапливаются ионы ОН-, то среда раствора щелочная, рН > 7
6. Записать уравнение гидролиза в молекулярной форме.
Na2S + Н2О ↔ NaНS + NaОН
Вопросы для самоподготовки
Дайте определение процесса гидролиза. В чем заключается сущность гидролиза солей?
Охарактеризуйте типы солей по составу. Приведите примеры.
Дайте понятие процесса гидролиза по катиону. Приведите примеры.
Дайте понятие процесса гидролиза по аниону. Приведите примеры.
Дайте понятие необратимого (полного) гидролиза. Приведите примеры
Задания для самостоятельной работы студентов
1.  В четырёх пробирках находятся водные растворы перечисленных ниже солей. Раствор какой соли можно отличить от других с помощью лакмуса?
1)АlBr3 , 2) ZnSО4, 3) Рb(NO3)2, 4) К2SO3. Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза.
2. В четырех пробирках находятся водные растворы перечисленных ниже солей. Раствор какой соли можно отличить от других с помощью фенолфталеина?1) Sr(NO3)2 , 2) LiI, 3)КСlO4, 4)NaClO. Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза.
3. При сливании раствора хлорида железа (III) с избытком раствора кальцинированной соды выделяется газ и выпадает осадок. Напишите уравнение реакции, поясняющее данное наблюдение
4. Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения совместного гидролиза, происходящего при смешивании раствора сульфида калия и хлорида хрома (III).
Раздел самоконтроля
Выберите один правильный вариант ответа
1. КИСЛАЯ СРЕДА ПОЛУЧАЕТСЯ ПРИ РАСТВОРЕНИИ В ВОДЕ
1) хлорида железа (III)
2) хлорида бария
3) сульфата натрия
4) сульфата кальция
2. ФЕНОЛФТАЛЕИН ИЗМЕНЯЕТ ОКРАСКУ В ВОДНОМ РАСТВОРЕ
1) Fe(NO3)3
2) Cr2(SO4)3
3) K2S
4) Na2SO4
3. СОЛЬ, ГИДРОЛИЗ КОТОРОЙ ИДЕТ ПО КАТИОНУ
Ca(NO3)2
КNO2
Fe(NO3)3
NaCl4. СОЛЬ, ГИДРОЛИЗ КОТОРОЙ ИДЕТ ПО АНИОНУ
сульфат калия
сульфат натрия
нитрат калия
сульфид калия
5. НЕОБРАТИМО ГИДРОЛИЗУЕТСЯ СОЛЬ
хлорид меди (II)
сульфит натрия
нитрат цинка (II)
сульфид хрома (III)
6. СРЕДА РАСТВОРА КАРБОНАТА КАЛИЯ
щелочная
кислая
нейтральная
слабокислая
Установите соответствие
7. ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА КИСЛОТНОСТЬ СРЕДЫ
1) Na2CO3
2) Pb(NO3)2
3) ZnSO4
4) Na2SO4 А) рН = 7
Б) рН > 7
В) рН < 7
8. ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА ЦВЕТ ЛАКМУСА
1) K2SiO3
2) ZnCl2
3) Mg(NO3)2
4) Li2SO4 А) фиолетовый
Б) синий
В) красный
Эталон ответов
№ вопроса 1 2 3 4 5 6 7 8
Вариант ответа 1 3 3 4 4 1 БВВА БВВА
Тема: ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ
На основе теоретических знаний и практических умений обучающийся должен
знать:
основные понятия и сущность окислительно-восстановительных реакций;
правила составления окислительно-восстановительных реакций методом
электронного баланса и ионно-электронным методом.
уметь:
определять степень окисления, процессы окисления и восстановления, окислители и восстановители;
составлять электронный баланс для окислительно-восстановительных реакций и применять его для расстановки коэффициентов;
уравнивать окислительно-восстановительные реакции ионно-электронным методом.
Значение темы
Окислительно-восстановительные процессы принадлежат к числу наиболее распространенных химических реакций и имеют огромное значение в промышленности, природе и жизнедеятельности живых организмов. С ними связаны, например, процессы дыхания и обмена веществ, протекающие в живом организме, гниение и брожение, фотосинтез. Окислительно-восстановительные процессы сопровождают круговороты веществ в природе. Их можно наблюдать при сгорании топлива, в процессах коррозии металлов, при электролизе и выплавке металлов. С их помощью получают щелочи и кислоты, а так же многие другие ценные продукты. Окислительно-восстановительные реакции лежат в основе преобразования химической энергии в электрическую энергию в гальванических и топливных элементах.
Окислительно-восстановительные реакции широко применяются в качественном и количественном анализе. Их используют для открытия катионов и анионов, дающих характерные реакции с окислителями и восстановителями, например, ионы железа Fe2+ – довольно сильные восстановители и способны окисляться под действием ряда окислителей, таких, как пероксид водорода, дихромат калия, перманганат калия в кислой среде. Так, взаимодействие сульфата железа (II) с перманганатом калия заканчивается обесцвечиванием раствора перманганата вследствие образования бесцветных ионов марганца Mn2+
Окислительно-восстановительные реакции лежат в основе ряда титриметрических методов анализа: перманганатометрии, иодометрии, которые используются для количественного определения содержания вещества в исследуемом образце.
Краткое содержание темы
Окислительно-восстановительными реакциями называют процессы, сопровождающиеся переходом электроном от одного атома к другому, что ведёт к изменению степени окисления атомов элементов, участвующих в реакции.
Процесс отдачи электронов, сопровождающийся повышением степени окисления атома, называется окислением, процесс присоединения электронов, сопровождающийся понижением степени окисления атома – восстановлением. При составлении уравнений ОВР важно уверенно находить среди реагирующих веществ окислитель и восстановитель.
Окислитель – вещество, в состав которого входит элемент, способный принимать электроны.
Восстановитель – вещество, в состав которого входит элемент, отдающий электроны.
Процессы окисления и восстановления в системе протекают одновременно, причём число электронов, отданных в процессе окисления, равно общему числу электронов, присоединённых в процессе восстановления.

Правила вычисления степени окисления (с. о.)
Степень окисления - это условная величина, которая показывает заряд того или иного элемента в соединении при условии, что все составляющие его частицы представляют собой ионы.
В молекулах простых веществ степень окисления атомов равна нулю.
У кислорода в соединениях степень окисления равна – 2,
исключение: фторид кислорода ОF2, где с.о. +2, пероксиды Н2О2, Nа2О2, где степень окисления кислорода равна – 1 У фтора во всех соединениях степень окисления равна – 1
У водорода в соединениях степень окисления равна +1,
исключение: соединениях со щелочными и щелочноземельными металлами NаН, СаН2, где с. о. водорода равна – 1;
Степень окисления металлов всегда положительная и численно равна валентности металла в соединении. Степень и окисления щелочных и щелочноземельных металлов в соединениях равна соответственно +1 +2
Алгебраическая сумма степеней окисления атомов в молекуле равна нулю, а в ионе – заряду иона.
Таблица 1.
Алгоритм составления электронного баланса окислительно-восстановительных реакций
Последовательность действий Примеры
1. Составьте схему химической реакции KClO3 → KCl + O2
2. Определите и расставьте степени окисления всех элементов в левой и правой части уравнения
K+1Cl+5O3-2→ K+1Cl-1 + O20
3. Подчеркните символы тех элементов, у которых изменились степени окисления
K+1Cl+5O3-2→ K+1Cl-1 + O20
4. Составьте схему электронного баланса, указав переход электронов у тех элементов, изменивших с.о.
Cl+5 + 6 е- → Cl-1
2O-2 – 4е- → O20
Учтите, что кислород – двухатомная молекула, поэтому сначала необходимо уравнять числа атомов в левой и правой части

5. Вынесите число принятых и отданных электронов.
Cl+5 + 6 е- → Cl-1 6
2O-2 – 4е- → O20 4
6. Найдите наименьшее общее кратное (НОК) для вынесенных чисел.
Cl+5 + 6 е- → Cl-1 6
12
2O-2 – 4е- → O20 4
7. Разделите НОК на число принятых и отданных электронов. Полученные числа будут основные коэффициенты, стоящие перед формулами в уравнении. Cl+5 + 6 е- → Cl-1 2
12
2O-2 – 4е- → O20 3
8. Укажите справа от найденных чисел процессы - окисления (отдал) и восстановления (взял) Cl+5 + 6 е- → Cl-1 2 восстановление
2O-2 – 4е- → O20 3 окисление
9. Поставьте коэффициенты в уравнение реакции.
2KClO3 → 2KCl + 3O2
Ионно-электронный метод
Для составления уравнений окислительно-восстановительных реакций, протекающих в растворах, часто применяют электронно-ионный метод.
С помощью этого метода находят коэффициенты ко всем веществам, участвующим в реакции – окислителю, восстановителю, среде.
При расстановке коэффициентов электронно-ионным методом необходимо учитывать среду раствора, в которой протекает реакция и баланс кислорода (таблица 2).
Таблица 2.
Баланс кислорода
Среда реакции Избыток атомов
кислорода Недостаток атомов
кислорода
кислая … + 2nH+ → nH2O + …
… + nH2O→ 2 nH+ + …
нейтральная … + nH2O→ 2 nOH- + …
… + nH2O→ 2 nH+ + …
щелочная … + nH2O→ 2 nOH- + …
… + 2 nOH- → nH2O + …

Наиболее часто применяемые окислители и восстановители, а также продукты их реакции представлены в таблице 3. Типичные окислители и продукты восстановления и в таблице 4. Типичные восстановители и продукты окисления.

Таблица 3.
Типичные окислители и продукты восстановления
Окислитель Продукт восстановления Уравнение полуреакции
восстановления
MnO4-в кислой среде Mn2+ MnO4- + 8H+ +5ē = Mn2++ 4H2O
MnO4- в нейтральной среде MnO2
MnO4- + 2H2 +3ē = MnO2 + 4OH-
MnO4-в щелочной среде MnO42- MnO4- + ē = MnO42-
HNO3(к)
с тяжелыми металлами и неметаллами NO2
NO3- + 2H+ + ē = NO2 + H2O
HNO3(к)
с активными металлами NO NO3- + 4H+ + 3ē = NO+ 2H2O
HNO3 (р)
с тяжелыми металлами NO NO3- + 4H+ + 3ē = NO+ 2H2O
HNO3 (р)
с активными металлами NH3, NH4NO3 NO3- + 10H+ +8 ē = NH4+ +3 H2O
Cr2O72- Cr3+ Cr2O72- + 14H+ + 6ē =2Cr3++7H2O
O2 O-2 O02+ 4ē =2O-2
H2O2 H2O H2 O2 + 2H+ + 2ē = 2H2O
H2SО4(к) SO2 SО42-+ 4H+ + 2ē = SO2+2H2O
Таблица 4.
Типичные восстановители и продукты окисления
Восстановитель Продукт окисления Уравнение
полуреакции окисления
H2 H2O H20 - 2ē → 2H+
H2S
S H2S - 2ē → S +2H+
SO32-
SO42-
SO32- + 2H2O - 2ē →SO42-+2H+
NO2- NO3- NO2- + H2O -- 2ē → - NO3- +2Н+
Hal-
Hal2 2Hal- - 2ē → Hal2
Cr3+
в щелочной среде CrO42- Cr3++ 8OH- - 3ē → CrO42-+4H2O
Cr3+
в кислой среде Cr2O72- Cr3+ +7H2O - 6ē → Cr2O72-+14H+
Fe2+ Fe3+ Fe2+ - ē →Fe3+
Пример 1. Рассмотрим электронно-ионный метод на пример окисления сульфита натрия перманганатом калия в кислой среде.

KMnO4+ Na2SO3 +H2SO4→ MnSO4+ K2SO4 + Na2SO4 + H2O
Составление полуреакций начинают с нахождения ионов и молекул, которые в процессе реакций изменяют свой заряд или состав или заряд и состав одновременно. Для этого удобно представить уравнение в ионном виде
K+ + MnO4 - + 2Na+ + SO32- + 2H+ + SO42 → Mn2+ + SO42- + 2K+ + SO42- + 2Na+ + SO42- + H2O
Из ионного уравнения видно, что в ходе реакции произошли следующие изменения:
MnO4 -→ Mn2+
SO32- → SO42-
Для этих частиц составляем полуреакции:
MnO4 - +8H++5℮ → Mn2++ 4H2O
Среда кислая, избыток кислорода, значит, по таблице 2, в левую часть уравнения добавляем Н+, а в правую – Н2О. Уравняем атомы кислорода и водорода.
Подсчитаем суммарный заряд в левой и правой частях уравнения
MnO4 - +8H+ → Mn2++ 4H2O

+7 +2
В данной полуреакции для компенсации избыточного положительного заряда слева требуется добавить 5 электронов.
SO32- + H2O - 2ē → SO42-+2H+
Среда кислая, недостаток кислорода, значит, в левую часть уравнения добавляем Н2О, а в правую - Н+ . Уравняем атомы кислорода и водорода.
Подсчитаем суммарный заряд в левой и правой частях уравнения
SO32- + H2O → SO42-+2H+
-2 0
Для перехода от заряда -2 к заряду 0 необходимо отнять 2 электрона.
Для уравнения полуреакций подбираем коэффициенты, чтобы количество отданных и принятых электронов было одинаковым:
MnO4 - +8H++5℮→ Mn2++ 4H2O 5 2
10
SO32- + H2O - 2ē → SO42-+2H+2 5
Умножаем полуреакции на найденные коэффициенты и складываем уравнения почленно2MnO4 - +16H++ 5SO32- + 5H2O → 2Mn2++ 8H2O + 5SO42-+10H+
После исключения подобных членов получаем
2MnO4 - + 6H+ + 5SO32- → 2Mn2+ + 3H2O + 5SO42-
Получаемое сокращенное ионное уравнение отражает сущность процесса, указывает какие именно частицы и в каком соотношении вступают в реакцию.
Коэффициент к K2SO4 определен по количеству ионов калия в левой части уравнения.
2KMnO4+5 Na2SO3 +3H2SO4→ 2MnSO4+ K2SO4 + 5Na2SO4 + 6H2O
Вопросы для самоподготовки
1.Какие реакции называются окислительно-восстановительными? Чем обусловлено изменение степеней окисления в ходе окислительно-восстановительных реакций?
2.Что такое степень окисления? Расскажите правила определения степени окисления.
3.Как называется: а) процесс отдачи электронов, б) процесс присоединения электронов? Как изменяются степени окисления атомов в этих процессах?
4.Как называются частицы (атомы, молекулы, ионы), которые а) отдают электроны, б) присоединяют электроны?
5.Какие вещества могут выступать в роли: а) только окислителей, б) только восстановителей? Какие вещества могут проявлять окислительно-восстановительную двойственность? Приведите примеры.
6.На чём основан ионно-электронный метод подбора коэффициентов в окислительно-восстановительных реакциях?
7. Подберите коэффициенты электронно-ионным методом в следующих
схемах уравнений реакции, укажите окислитель и восстановитель
а) KOH + ClO2 → KClO3 + KClO2 + H2O
б) NaCrO2 + Br2 + NaOH → NaBr + Na2CrO4 + H2O
в) Zn + KNO2 + KOH → K2ZnO2 + … + ….
г) Cr(OH)3 + Br2 + KOH → K2CrO4 + … + ….
Раздел самоконтроля
Выберите один правильный вариант ответа
1.СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ ФОСФОРА В СОЕДИНЕНИИ Mg3P2
+3
+2
-2
-3
2. СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ АТОМА АЗОТА В ИОНЕ АММОНИЯ NH4+
- 3
- 4
+3
+ 4
3. СХЕМА, ОТРАЖАЮЩАЯ ПРОЦЕСС ОКИСЛЕНИЯ
1) S0 → S-2
2) S+6 → S+4
3) S+4→ S+6
4) S+6 → S-2
4. ЭЛЕМЕНТ ПРОЯВЛЯЕТ В СОЕДИНЕНИЯХ НИЗШУЮ СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ -1. ЭЛЕКТРОННАЯ КОНФИГУРАЦИЯ ВАЛЕНТНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ ЭТОГО ЭЛЕМЕНТА В ОСНОВНОМ СОСТОЯНИИ
1) 2s1
2) 2s22p1
3) 3s23p5
4) 4s13d5
5. СХЕМА, ОТРАЖАЮЩАЯ ПРОЦЕСС ВОССТАНОВЛЕНИЯ
1) N-3 → N0
2) N+3 → N+5
3) N+5 → N+4
4) N-3 → N+2
6. ПРОДУКТ ВОССТАНОВЛЕНИЯ MnO4- В КИСЛОЙ СРЕДЕ
MnOMnO42-
MnO2
Mn2+
7. ПРОДУКТ ВОССТАНОВЛЕНИЯ MnO4- В ЩЕЛОЧНОЙ СРЕДЕ
MnOMnO42-
MnO2
Mn2+
8. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНАЯ РЕАКЦИЯ
Сu(ОН)2 = СuО + Н2О
Р2О5 + 3Н2О = 2Н3РО4
Са + 2НС1 = СаС12 + Н2А1(ОН)3 + 3H2SO4 = A12(SO4)3 + 6Н2О
9. Уравнению реакции 2КI + С12 = 2КС1+I2 соответствует схема превращений
I-1 → I+5
I-1 → I0
I° → I+7
I° → I-1
10.В процессе превращения по схеме S +4 → S-2 сера
принимает электроны, окислитель
отдает электроны, восстановитель
принимает электроны, восстановитель
отдает электроны, окислитель
Эталон ответов
№ вопроса 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Вариант ответа 4 1 3 3 3 4 2 3 2 1
Тематика рефератов и презентаций
Фотосинтез как окислительно-восстановительный процесс.
Брожение и гниение как окислительно-восстановительные процессы.
Дыхание живых организмов и ОВР.
Выделение и поглощение энергии живыми организмами.
Коррозия.
Антиоксиданты и антиокислители.
Человек и окислительно-восстановительные реакции.
Окислительно-восстановительные реакции в природе.
При написании и оформлении рефератов, подготовки презентаций воспользуйтесь следующими пособиями:
1. Реферат, курсовая, диплом? Пиши правильно! [Электронный ресурс] : метод. пособие для студентов по написанию и оформлению рефератов, курсовых, дипломных работ / сост. Е. Н. Казакова, Е. П. Клобертанц ; Красноярский медицинский университет, Фармацевтический колледж. - Красноярск : КрасГМУ, 2014. - 46 с. - (В помощь студенту).
2. Выступай эффектно и эффективно! [Электронный ресурс] : метод. рекомендации для преподавателей и студентов / сост. Т. В. Потупчик, Е. П. Клобертанц, И. П. Клобертанц ; Красноярский медицинский университет, Фармацевтический колледж. - Красноярск : КрасГМУ, 2014. - 27 с. - (В помощь студенту).

Тема: КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ. РЕАКЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ.
На основе теоретических знаний и практических умений обучающийся должен
знать:
классификация органических соединений по строению углеродного скелета и по функциональным группам;
общие формулы основных классов органических соединений;
правила систематической номенклатуры органических соединений;
типы реакций органических соединений: замещения, присоединения, отщепления, изомеризации.
уметь:
определять принадлежность соединения к определенному классу органических соединений;
давать названия соединениям по систематической номенклатуре;
устанавливать взаимосвязь между строением и свойствами органических соединений;
составлять схемы реакции, характеризующие свойства органических соединений.
Значение темы
Велико значение органической химии в нашей жизни. В любом организме в любой момент протекает множество превращений одних органических веществ в другие. Поэтому без знаний органической химии невозможно понять, как осуществляется функционирование систем, образующих живой организм, т.е. сложно понимание биологии и медицины.
С помощью органического синтеза получают разнообразные органические вещества: искусственные и синтетические волокна, полимеры, красители, синтетические витамины, гормоны, лекарства и т.д.
Развитие биотехнологии, т.е. получение органических веществ не из живых организмов, а из клеточных культур (например, получение белков с помощью дрожжей на основе углеводородного сырья), генной инженерии, т.е. синтеза важнейших соединений белковой природы (например, синтез инсулина, интерферона) было бы невозможно без достижений органической химии.
В природе существуют несколько миллионов органических соединений. Каждый год создаются все новые и новые органические вещества. Чтобы разобраться в огромном количестве органических соединений, необходимо их классифицировать, знать правила номенклатуры. В настоящее время для точного обозначения состава и строения органических соединений используют рациональную и систематическую номенклатуры. Систематическая номенклатура — номенклатура IUPAC — международная единая химическая номенклатура основывается на современной теории строения и классификации органических соединений.
Краткое содержание темы
В основе классификации органических соединений лежит теория строения – теория А.М. Бутлерова. Классифицируют органические вещества по наличию и порядку соединения атомов в их молекулах.
В зависимости порядка соединения атомов углерода в этой цепи вещества делятся на ациклические, не содержащие замкнутых цепей атомов углерода в молекулах, и циклические, содержащие такие цепи (циклы) в молекулах. Карбоциклические соединения содержат в цикле только атомы углерода и делятся на ароматические и алициклические (циклические неароматические).
Схема 1.
Классификация углеводородов


Помимо атомов углерода и водорода, молекулы органических веществ могут содержать атомы и других химических элементов. Вещества, в молекулах которых эти так называемые гетероатомы, включены в замкнутую цепь, относят к гетероциклическим соединениям.
Гетероатомы (кислород, азот и др.) могут входить в состав молекул и ациклических соединений, образуя в них функциональные группы.
Функциональная группа – атомы или группы атомов, которые определяет наиболее характерные химические свойства вещества и его принадлежность к определенному классу соединений. Систематической номенклатурой органических соединений, разрабатываемой Международным союзом чистой и прикладной химии (номенклатура IUPAC) принят термин «характеристические группы».

Таблица 1.

Функциональные группы и общие формулы классов органических соединений

Основы номенклатуры органических соединений
Правила IUPAC рекомендуют для образования названий заместительную номенклатуру:
В основе названия соединения лежит родоначальная структура (главная цепь ациклической молекулы, карбоциклическая или гетероциклическая система). Название родоначальной структуры составляет основу названия, корень слова.
Характеристические группы и заместители (структурные элементы) обозначаются префиксами и суффиксами. Характеристические группы подразделяются по старшинству. Порядок старшинства основных групп следующий:


Выделяют старшую характеристическую группу, которую обозначают в суффиксе. Все остальные заместители называют в префиксе в алфавитном порядке.
В название включают обозначение двойной или тройной связи, которое идет сразу после корня.
Атомы родоначальной структуры номеруют. Нумерацию начинают с того конца углеродной цепи, к которой ближе расположена старшая характеристическая группа.
Например, рассмотрим название по систематической номенклатуре аминокислоты лейцина

Родоначальной структурой является цепь из пяти атомов углерода, значит коренная часть слова – пентан, старшей характеристической группой является карбоксильная группа, поэтому к коренной части добавляется – овая кислота. Второй по старшинству является аминогруппа, которая обозначается префиксом – амино, кроме того молекула содержит углеводородный радикал метил. Нумерацию начинают с того конца углеродной цепи, к которой ближе расположена старшая характеристическая группа, в этом случае нумерация начинается с атома углерода, входящего в состав карбоксильной группы, аминогруппа окажется при углероде 2, а метил - при углероде 4. Таким, образом, природная аминокислота лейцин по правилам номенклатуры ИЮПАК называется 2-амино-4 –метилпентановая кислота.
Вопросы для самоподготовки
1. Какие органические соединения относятся к ациклическим? Карбоциклическим? Гетероциклическими? Приведите примеры.
Дайте определение функциональной группе.
Назовите кислородсодержащие функциональные группы. Приведите примеры соединений, содержащих эти группы.
Какие органические соединения называются гетерофункциональными? Приведите примеры.
Назовите типы органических реакций.
Что такое изомерия? Какие виды изомерии вы знаете?
Каковы способы разрыва связей в молекулах органических веществ? Приведите примеры.
Задания для самостоятельной работы студентов
1. Определите классы органических соединений, к которым относятся вещества с данными эмпирическими формулами: С4Н9NO2, С5Н11Cl, С4Н8O
- постройте их структурные формулы, дайте названия;
- постройте и назовите изомеры (если таковые имеются).

2. Напишите структурные формулы следующих соединений и определите их принадлежность к классу органических соединений:
Название соединения Структурная формула соединения, класс
а) 3-гидрокси-3-карбоксипентандиовая
кислота (лимонная кислота) б) 2-амино-4-метилтиобутановая
кислота в) 4-аминофенол г) пентанпентаол-1,2,3,4,5 д) 2,2-диметилпропаналь е)  2-олеил-1,3-дистеарилглицерин ж) 2-метиламино-1-фенилпропанол-1 з) 2-амино-2-метилпропановая кислота и) 2-гидроксибутандиовая кислота к) 2-бром-5-гидрокси-4-метилгекен-2-аль 3. Допишите уравнения реакций. Укажите тип химической реакции, условия протекания, дайте названия веществ.
а) CH2 = CH2 + ?→ CH3 – CH2 –Cl
б) CH2 = CH2 + ?→ CH3 – CH2 –OH 
в) СН3 – СН3 + Cl2 → ? + HCl 
г) C2H6 + ?→ CO2 + H2O
д) CH3 – CH2 –OH → ? + H2O 
е) СH3 – CH2 – CH2 – CH3 → CH3 – CH(CH3)  – CH3 
ж) CH ≡ CH + 2H2 → ?
з) СН3 – СН2 – Cl + ?→ CH3 – CH2 – OH + ?и) СH3 – CH2– Cl + Na → СН3 – СН2 – СН2 – СН3 + ?Раздел самоконтроля
Выберите один правильный вариант ответа
1. Атомы углерода только в sp3-гибридном состоянии имеются в молекулах
1) циклогексана
2) толуола
3) бутена
4) бутадиена-1,3
2. В молекуле ацетилена имеются
1) две σ- и две π-связи
2) две σ- и три π-связи
3) три σ- и одна π-связь
4) три σ- и две π-связи
3. Только σ-связи содержатся в молекуле
1) толуола
2) пропина3) полиэтилена
4) бутена
4. Гомологами являются
1) пропанол-1 и пропанол-2
2) формальдегид и ацетальдегид
3) пропановая кислота пропеновая кислота
4) бутан и циклобутан5. Для этанола характерна изомерия
1) углеродного скелета
2) геометрическая
3) положения гидроксильной группы
4) межклассовая
6. Структурным изомером бутена-1 является
1) бутин-1
2) 2-метилпропан
3) 2-метилпропен
4) 3-метилбутен-1
7. Изомерами являются
1) олеиновая кислота и стеариновая кислота
2) пропанон и ацетон
3) диэтиловый эфир и этиловый спирт
4) циклобутан и бутен-1
8. Атом углерода в состоянии sp2-гибридизации содержит молекула
1) этанола
2) этаналя3) этиленгликоля
4) этина9. Число σ- и π-связей в молекуле этилена соответственно
1) 4 и 1 2) 4 и 2 3) 5 и 1 4) 5 и 2
10. К соединениям, имеющим общую формулу CnH2n
1) бензол
2) циклогексан
3) гексан4) гексин11. Бутен-1 и 2-метилпропен являются
1) одним и тем же веществом
2) гомологами
3) структурными изомерами
4) геометрическими изомерами
12. 6 σ-связей содержится в молекуле
1) пропина2) этанола
3) этана
4) бензола
Эталон ответов
№ вопроса 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Вариант ответа 1 4 3 2 4 3 4 2 3 2 3 1
Тема: СПИРТЫ. ФЕНОЛЫ
На основе теоретических знаний и практических умений обучающийся должен
знать:
состав, строение, классификация, номенклатура, химические свойства спиртов, фенолов;
качественные реакции на этанол, фенол, глицерин.
уметь:
составлять структурные формулы спиртов;
пользоваться тривиальной и систематической номенклатурой;
проводить характерные реакции спиртов и фенолов, составлять соответствующие уравнения реакции.
Значение темы
Спирты – распространенный класс органических соединений, многие представители которого или их производные имеют большое практическое значение. Наиболее распространенным алканолом является этиловый спирт, или этанол. Он образуется в результате ферментативного разложения (брожения) глюкозы. Этанол используется в фармации для приготовления спиртовых настоек, например, 5% спиртовой раствор йода, 3% спиртовой раствор борной кислоты. Этанол обладает дезинфицирующим действием, поэтому используется в медицине для дезинфекции.
Многоатомный спирт глицерин широко используется в косметике, фармацевтической и пищевой промышленности. Так, в косметических средствах играет роль смягчающего и успокаивающего средства, его добавляют к зубной пасте, чтобы предотвратить её высыхание. Его добавляют к клеям, чтобы предохранить их от быстрого высыхания, и к пластикам, особенно к целлофану, что придает пластмассам необходимую гибкость и эластичность.
Фенол является сильным антисептиком и в основном применяется в качестве дезинфицирующего вещества, в форме 3-5% раствора для обработки различных поверхностей. В медицинских учреждениях его используют для обработки предметов больничного обихода, белья, инструментов.
Так же фенол является основой для производства фенопластов, красителей и применяется для производства лекарственных веществ. Большинство этих лекарств — производные получаемой из фенола салициловой кислоты: oрто-HOC6H4COOH. Самое распространенное жаропонижающее — аспирин, не что иное, как ацетилсалициловая кислота. Эфир салициловой кислоты и самого фенола тоже хорошо известен под названием салол. При лечении туберкулеза применяют парааминосалициловую кислоту (сокращенно ПАСК). При конденсации фенола с фталевым ангидридом получается фенолфталеин, он же пурген.
Являясь токсичным веществом, фенол - легко всасывается и в высоких дозах способен вызывать такие токсические явления, как слабость, головокружение, коллапс, расстройства дыхания.
Краткое содержание темы
Спирты (алкоголи) - производные углеводородов, содержащие в молекуле одну или несколько гидроксильных групп – ОН у насыщенных атомов углерода.
Общая формула спиртов
R (ОН)m,
где m ≥ 1, определяет атомность спирта.
Классификация спиртов
по строению УВ радикала
предельные (алканолы)
Например, СН3ОН метанол
непредельные (алкенолы и алкинолы)
Например, СН2= СН − СН2ОН пропен-2-ол-1 (аллиловый спирт)
СН ≡ С− СН2ОН пропин-2-ол-1 (пропаргиловый спирт)
ароматические
Например,

─СН2ОН фенилметанол (бензиловый спирт)
по атомности
одноатомные (олы)
Например, С2Н5ОН этанол
двухатомные (диолы)
Например, СН2ОН − СН2ОН этандиол-1,2 (этиленгликоль)
3. трехатомные (триолы)
Например, СН2ОН − СНОН − СН2ОН пропантриол-1,2,3 (глицерин)

Предельные одноатомные спирты (алканолы) СпН2п+1ОН, п ≥1
СН3ОН метанол (метиловый спирт)
С2Н5ОН этанол (этиловый спирт)
С3Н7ОН пропанол (пропиловый спирт)
С4Н9ОН бутанол (бутиловый спирт)
Номенклатура
Выбрать главную цепь, содержащую – ОН группу
Пронумеровать цепь с той стороны, к которой ближе – ОН группа
Указать положение и название радикалов, число атомов углерода в главной цепи с суффиксом –ан.
Затем добавить суффикс –ол, обозначающий гидроксильную группу, и
номер атома углерода, у которого эта группа находится.
Характерные виды изомерии
- изомерия углеродной цепи
- изомерия положения функциональной группы − ОН
- межклассовая изомерия с простыми эфирами
Химические свойства предельных одноатомных спиртов
I. Реакции замещения атома водорода гидроксильной группы вследствие разрыва связи О−Н
1) взаимодействие с активными металлами с образованием алкоголятов металлов;
2) взаимодействие с органическими и неорганическими кислотами – реакция этерификации – с образованием сложных эфиров.
II. Замещение гидроксильной группы вследствие разрыва связи С−О
1) взаимодействие с галогеноводородами с образованием галогеналканов;
2) взаимодействие с аммиаком с образованием аминов.
III. Реакция дегидратации (отщепления воды)
1) межмолекулярная дегидратация с образованием простых эфиров;
2) внутримолекулярная дегидратация при более высокой температуре с образованием алкенов.
IV. Дегидрирование (отщепление водорода)
1) при дегидрировании первичных спиртов образуются альдегиды
2) при дегидрировании вторичных спиртов образуются кетоны;
3) третичные спирты не дегидрируются.
V.Реакции окисления
1) горение с образованием углекислого газа и воды;
2) неполное окисление под действием окислителей (кислорода с присутствии катализаторов (например, Cu), KMnO4, K2Cr2O7 и д.р. Продуктами неполного окисления первичных спиртов являются альдегиды, вторичных – кетоны.
Фенолы - производные ароматических углеводородов, содержащие одну или несколько гидроксильных групп у атомов углерода бензольного кольца.
Классификация фенолов
По числу гидроксильных групп
- одноатомные (аренолы)
Фенол
- двухатомные (арендиолы)
1,3 – дигидроксибензол, резорцин
- трехатомные (арентриолы)
1,2,3 – тригидрокисбензол, пирогаллол
Химические свойства фенолов
Обусловлены наличием в их молекулах функциональной группы −ОН и бензольного кольца.
I. Реакции с участием группы –ОН (кислотные свойства)
1) взаимодействие со щелочами с образованием фенолятов (отличие от спиртов);
2) взаимодействие с активными металлами с образованием фенолятов (сходство со спиртами).
II.Реакции с участием бензольного кольца
1) реакции замещения (галогенирование, нитрование, сульфирование);
2) реакции присоединения - реакция гидрирования с образованием циклогексанола;
3) качественная реакция на фенол – с хлоридом железа (III) с образованием раствора фиолетового цвета.
Вопросы для самоподготовки
1. Дайте определение спиртам. Какова общая формула спиртов?
2. Что такое атомность спирта? Как классифицируются спирты по атомности? Приведите формулы простейших представителей.
3. Опишите электронное строение молекул спиртов. Какая связь в молекулах алканолов является наиболее полярной?
4. Укажите причины образования водородных связей между молекулами спирта. Объясните их влияние на физические свойства спиртов.
5. Опишите химические свойства характерные для предельных одноатомных спиртов на примере этанола.
5. Какие реакции являются качественными на этиловый спирт?
6. Какая реакция является качественной на многоатомные спирты?
7. Дайте определение фенолам. Классификация фенолов.
8. Объясните взаимное влияние атомов в молекуле фенола. Чем отличаются фенолы от спиртов по свойствам? Что общего в химических свойствах спиртов и фенолов?
9. Какая реакция является качественной на фенолы?
10. Назовите области применения спиртов и фенолов.
Задания для самостоятельной работы студентов
1. Фенол в форме 3-5% растворов применяют для дезинфекции различных поверхностей. Рассчитайте массу фенола, необходимую для приготовления 5% раствора фенола массой 400 г. (Ответ: 20 г)
2. В двух пробирках под номерами находятся:
а) раствор фенола, этиловый спирт;
б) глицерин, раствор фенола.
Распознайте эти вещества, составьте план решения и опишите наблюдения.
3. Вещество Х вступает в реакцию с бромной водой, образуя белый осадок нерастворимый в воде и гидроксидом натрия, но не реагирует с соляной кислотой. Какое это может быть вещество? Ответ поясните. Напишите уравнения реакций.
4. Выберите реагент с помощью которого можно отличить глицерин от пропанола-1: 1) Na; 2) NaOH; 3) Cu(OH)2;  4) FeCl3 Ответ подтвердите уравнениями химических реакций.
Раздел самоконтроля
Выберите один правильный вариант ответа
1. Общая формула предельных одноатомных спиртов
1) СпН2п+1ОН
2) СпН2п-2 (ОН)
3) СпН2п-1ОН 2
4) СпН2пО2
2. Название вещества, формула которого
СН3─СН2─СН─СН3

ОН
1) бутаналь
2) бутанол-2
3) бутанол-3
4) 3-метилпропанол-1
3. Вид изомерии, характерный для предельных одноатомных спиртов:
1) положения кратной связи
2) положения функциональной группы
3) стереоизомерия4) оптическая изомерия
4. Этанол вступает в реакцию с веществом, формула которого
1) H2
2) Cu(OH)2
3) NaOH4) CH3COOH
5. В цепочке превращений С2Н6 → Х→ С2Н5ОН веществом Х является
1) этаналь
2) этановая кислота
3) этилен
4) ацетилен
6. Тип реакции С2Н4 + Н2О→ С2Н5ОН
1) гидратации
2) гидрирования
3) дегидратации
4) дегидрирования
7. При окислении этанола оксидом меди (II) образуется
1) метаналь
2) этаналь
3) этан
4) уксусная кислота
8. Реактив для распознавания фенола
1) КМnO4
2) FeCl3
3) Cu (OH)2
4) CuO9. При нитровании фенола образуется
1) нитрофенол
2) 2,4,6 – тринитрофенол
3) 2,4,6- тринитробензол
4) фенолят натрия
10. Нитроглицерин можно получить путем взаимодействия глицерина с веществом, формула которого
1) Br2
2) HNO3
3) KMnO4
4) NaOH
11. Фенол в водном растворе является
1) сильной кислотой
2) слабой кислотой
3) слабым основанием
4) сильным основанием
12. Фенол реагирует с1) Br2
2) Na2CO3
3) NaCl
4) Cu(OH)2
Эталон ответов
№ вопроса 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Вариант ответа 1 2 2 4 3 1 2 2 2 2 2 1
Тема: АЛЬДЕГИДЫ. КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ
На основе теоретических знаний и практических умений обучающийся должен
знать:
состав, строение, классификация, номенклатура, химические свойства альдегидов и карбоновых кислот;
качественные реакции на альдегиды и карбоновые кислоты.
уметь:
составлять структурные формулы альдегидов и карбоновых кислот;
пользоваться тривиальной и систематической номенклатурой;
проводить характерные реакции альдегиды и карбоновые кислоты, составлять соответствующие уравнения реакции.
Значение темы
Значение альдегидов в промышленности, медицине и жизни человека достаточно велико. 40%-ный раствор формальдегида в воде называется формалином и применяется для дезинфекции, консервации анатомических препаратов. Формальдегид является сырьем в химической промышленности, например, для получения фенолформальдегидных смол (пластмасс), для получения уротропина - лекарственного вещества, обладающего антимикробным и диуретическим действием.
Карбоновые кислоты многообразный класс органических соединений, многие из которых имеют большое практическое значение промышленности, быту, медицине. Уксусная кислота находит применение в клинико-диагностических анализах, например, ледяная уксусная кислота используется в методике обнаружения ацетоновых тел и кровяного пигмента в моче, 3-5% раствор уксусной кислоты используют в общем анализе крови для разрушения эритроцитов. В цитологических исследованиях уксусная кислота используется для просветления мазков.
Водные растворы уксусной кислоты разной концентрации широко используется в пищевой промышленности. Кроме того, уксусная кислота является сырьем для получения многих важных органических веществ: искусственные волокна, лаки, краски, сложные эфиры.
Соли щавелевой кислоты, - оксалаты, - могут образовывать нерастворимые в воде соединения, представленные в основном солями кальция и аммония, и оседать в почечных лоханках в виде конкрементов различного размера.  Определяют наличие оксалатов в общем анализе мочи, при микроскопии мочевого осадка. Кристаллы солей оксалатов имеют характерную форму в виде прозрачных октаэдров или почтовых конвертов.
Натриевые и калиевые соли стеариновой и пальмитиновой кислот хорошо растворимы и обладают моющим действием и являются основой для получения мыла.
Краткое содержание темы

Альдегиды - органические соединения, молекулы которых содержат альдегидную группу, связанную с углеводородным радикалом.
С
О
Н

Общая формула предельных альдегидов СпН2п+1 ―
или СпН2п+1СНО
Для альдегидов возможна изомерия:
а) углеродного скелета
б) межклассовая изомерия (альдегиды изомерны кетонам)
Например,
СН3 –СН2 −СНО пропанальСН3 − СО − СН3 пропанон – 2 (ацетон)

Таблица 1.
Представители гомологического ряда альдегидов
Формула Систематическое
название Тривиальное
название
НСНО метанальмуравьиный альдегид, формальдегид
СН3СНО этанальуксусный альдегид, ацетальдегид
СН3СН2СНО пропанальпропионовый альдегид
СН3СН2СН2СНО бутанальмасляный альдегид
СН3СН2СН2СН2СНО пентанальвалериановый альдегид
В отличие от спиртов, альдегиды легко окисляются. Их окисление идёт растворами слабых окислителей. К таким окислителям относят: аммиачный раствор оксида серебра и свежеприготовленный раствор гидроксида меди (II). При лёгком нагревании альдегиды превращаются в кислоты, а оксиды и гидроксиды металлов восстанавливаются до свободных металлов или оксидов.
Качественные реакции на альдегидную группу:
Реакция «серебряного зеркала».
2AgNO3 + 2KOH → Ag2O↓ + H2O + 2KNO3

Ag2O + 4NH4OH ↔2[Ag(NH3)2]OH + 3H2O
t
НСОН + Ag2O → НСООН +2Ag↓

Окисление гидроксидом меди (II)
СuSO4 + 2KOH = Сu(OH)2↓ + K2SO4
голубой осадок
СН3СОН + Сu(OH)2 → СН3СООН + Сu2О↓ +2H2O
красного цвета
Карбоновыми кислотами называются соединения, в молекулах которых содержится одна или несколько карбоксильных групп:
3313430109855
40640013335
Классификация карбоновых кислот
По основности (числу карбоксильных групп)
Таблица 2.
Представители карбоновые кислоты
Формула Систематическое название Тривиальное
название
Одноосновные (монокарбоновые) кислоты
НСООН метановая муравьиная
СН3 СООН этановаяуксусная
СН3―CH2―COOH пропановаяпропионоваяСН3 ―CH2―CH2―COOH бутановая масляная
СН3 ―CH2―CH2― CH2―COOH пентановаявалериановая
СН3 ―(CH2)4―COOH гексановаякапроновая
C6H5―COOH бензойная Двухосновные (дикарбоновые) кислоты
НООС—СООН этандиоваящавелевая
НООС—CH2—СООН пропандиоваямалоноваяНООС—СН2—CH2—СООН бутандиоваяянтарная
Трехосновные кислоты
2-гидрокси-1,2,3-пропантрикарбоновая
кислота лимонная
В зависимости от строения углеводородного радикала:
а) насыщенные (предельные) карбоновые кислоты (производные алканов и циклоалканов), например, масляная кислота (бутановая кислота)
СН3—СН2—СН2—СООН
б) ненасыщенные (непредельные)  карбоновые кислоты (производные алкенов, алкинов), например, акриловая кислота (пропеновая кислота)
СН2=СН—СООН в) ароматические кислоты  (производные аренов), например, бензойная
С6Н5СООН
Названия солей следующих карбоновых кислот:муравьиной – формиатыуксусной – ацетатыпропионовой – пропионатымасляной – бутиратывалериановой – валериаты 

Таблица 1.
Свойства кислот
Химические свойства Примеры
Диссоциация
R – CОOH→ R – CОО- + H+

Взаимодействие
с металлами
Взаимодействие с оксидами металлов
Взаимодействие со щелочами
Замещение
гидроксогруппы на галоген
Образование
сложных эфиров
(реакция этерификации)
Реакции
восстановления
(до спиртов)
Свойства
радикала
Вопросы для самоподготовки
Какие органические вещества относятся к оксосоединениям?
Объясните строение карбонильной группы.
Чем отличаются альдегиды от кетонов?
Какие реакции наиболее характерны для альдегидов? Объясните с точки зрения строения молекулы. Приведите примеры соответствующих уравнений реакций.
Дайте понятие о карбоновых кислотах.
Как классифицируются карбоновые кислоты?
Охарактеризуйте химические свойства карбоновых кислот: общие с неорганическими кислотами и специфические.
Каковы способы получение кислот в лаборатории?

Задания для самостоятельной работы студентов
1. Напишите структурные формулы альдегидов, соответствующие составу С5Н10О. Дайте им названия.
2. Для каких из перечисленных соединений возможна водородная связь: углеводороды, спирты, фенолы, альдегиды? Дайте пояснения.
3. Какое строение имеет вещество состава С4Н8О, если известно, что при восстановлении оно образует 2-метилпропанол-1? Составьте уравнение реакции.
4. Составьте уравнение реакции поучения пропанола-1 из соответствующего альдегида. Укажите условия её осуществления.
5. Составьте три изомера и гомолог для вещества: 3-метилбутановой кислоты. Назовите их, используя систематическую и тривиальную номенклатуры.
6. Получите бутановую кислоту, используя следующие исходные вещества:
а) 1-хлорпропан; б) этанол; в) этаналь.
7. С какими из перечисленных веществ: Mg, Cu, CuO, Ba(OH)2 ,CaCO3, CaSO4, SO2, C3H7OH будет вступать в реакцию уксусная кислота. Напишите уравнения возможных химических реакций в полном и сокращенном ионном виде.
8. Установите соответствие между формулой вещества и его названием.
ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВА
А) СН3СН2СНО 1) валериановая кислота
Б) ClСН2СООН 2) бутанон-2
В) СН3СОСН2СН3 3) пропанальГ) СН3СН2СН2СН2СООH 4) хлоруксусная кислота
А Б В Г
9. Расположите следующие кислоты в порядке увеличения их силы:
СН3СООН, ClСН2СООН, BrСН2СООН, IСН2СООН
10. Осуществите следующие превращения:

Тематика презентаций и рефератов
Роль альдегидов в метаболических процессах.
Что и почему растворяет ацетон?
«Фруктовые» кислоты.
Муравьиная кислота – простейшее бифункциональное соединение.
Альдегиды как ароматические вещества.
При написании и оформлении рефератов, подготовки презентаций воспользуйтесь следующими пособиями:
  1. Реферат, курсовая, диплом? Пиши правильно! [Электронный ресурс] : метод. пособие для студентов по написанию и оформлению рефератов, курсовых, дипломных работ / сост. Е. Н. Казакова, Е. П. Клобертанц ; Красноярский медицинский университет, Фармацевтический колледж. - Красноярск : КрасГМУ, 2014. - 46 с. - (В помощь студенту).
 2. Выступай эффектно и эффективно! [Электронный ресурс] : метод. рекомендации для преподавателей и студентов / сост. Т. В. Потупчик, Е. П. Клобертанц, И. П. Клобертанц ; Красноярский медицинский университет, Фармацевтический колледж. - Красноярск : КрасГМУ, 2014. - 27 с. - (В помощь студенту).
Раздел самоконтроля
Выберите один правильный вариант ответа
1. Продукт взаимодействия предельных альдегидов с водородом
1) карбоновые кислоты
2) первичные спирты
3) вторичные спирты
4) простые эфиры
2.При взаимодействии муравьиной кислоты с магнием образуются
1) формиат магния и вода
2) формиат магния и водород
3) ацетат магния и вода
4) ацетат магния и водород
3. Реактив для обнаружения щавелевой кислоты
CaCl2
FeCl3
HClNaCl4. Ацетальдегид реагирует с1) аммиачным раствором оксида серебра
2) гидроксидом железа(II)
3) азотом
4) гидроксидом натрия
5. Продукт восстановления пропаналя
1) пропанол2) пропановая кислота
3) пропанон4) пропан
6. Для муравьиной кислоты характерна реакция
1) этерификации
2) гидрирования
3) гидратации
4) нитрования

7. В цепи превращений C2H5OH → X → CH3COOH вещество Х
1) этан
2) этанол
3) этаналь4) этиленгликоль
8. Уксусная кислота реагирует с1) пропанолом2) соляной кислотой
3) хлоридом натрия
4) сульфатом калия
9. В порядке усиления кислотных свойств расположены кислоты
1) уксусная – трихлоруксусная- муравьиная
2) уксусная - муравьиная- трихлоруксусная
3) трихлоруксусная - уксусная - муравьиная
4) трихлоруксусная -муравьиная- уксусная
10. Для пропаналя характерна изомерия
1) углеродного скелета
2) геометрическая
3) межклассовая
4) оптическая
Эталон ответов
№ вопроса 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Вариант ответа 2 2 1 1 1 1 3 1 2 3
Тема: ЖИРЫ. УГЛЕВОДЫ
На основе теоретических знаний и практических умений обучающийся должен
знать:
состав, строение, классификация, номенклатура, физические и химические свойства жиров;
биологические функции жиров;
определение, классификацию углеводов;
строение, физические и химические свойства глюкозы, качественные реакции на функциональные группы глюкозы;
дисахариды, полисахариды, важнейшие физические и химические свойства, качественная реакция на крахмал;
биологическая роль углеводов.

уметь:
составлять структурные формулы жиров, углеводов пользоваться тривиальной и систематической номенклатурой;
составлять уравнения реакции гидролиза жиров.
проводить характерные химические реакции углеводов, составлять соответствующие уравнения реакции
Значение темы
Жиры и углеводы являются неотъемлемой частью питания человека и обеспечивают его жизнедеятельность.
Жиры обнаружены во всех органах и тканях организма человека (в мозге, печени до 5% жира, а жировая ткань организма содержит 90%). Жиры обеспечивают 25-30% всей энергии, необходимой для организма. При полном окислении 1г жира выделяется 38,9 кДж, а 1г углеводов и белка даёт 17, 6 кДж энергии.
Жиры в организме выполняют различные функции, являются важными элементами питания и обмена веществ, участвуют в построении клеточных мембран. Служат запасной формой питательных веществ и участвуют в терморегуляции.
Суточная потребность в жирах зависит от энергозатрат, пола, возраста человека и составляет в среднем (для взрослого) 80 -100 г., в том числе 20-30 г растительных.
Углеводы – обширный класс природных соединений, которые играют важную роль в жизни человека, животных и растений.
Углеводы относятся к числу наиболее распространенных в природе органических соединений: они являются компонентами клеток всех растительных и животных организмов. Животные не способны сами синтезировать углеводы и используют углеводы, синтезируемые растениями в процессе фотосинтеза.
Углеводы составляют значительную долю пищи млекопитающих. В процессе дыхания происходит окисление углеводов, в результате чего выделяется энергия, необходимая функционирования живых организмов. Некоторое количество выделяющейся энергии превращается в тепло, а большая часть её аккумулируется в АТФ и затем расходуется в процессах жизнедеятельности.
Функции углеводов в живых организмах разнообразны. Они служат источником запасной энергии (растениях – крахмал, в животных организмах – гликоген). В растительных организмах углеводы являются основой клеточных мембран. В качестве одного из структурных компонентов остатки углеводов входят в состав нуклеиновых кислот.
Краткое содержание темы
Жиры входят в состав клеточных структур, в которых они выполняют важнейшие и разнообразные функции:
Вместе с углеводами и частично с белками жиры обеспечивают энергетические потребности организмов. Известно, что при окислении 1 г жира выделяется 38, 9 кДж энергии.
Белки и жиры относятся к пластическим веществам клетки, т.к. они используются для построения новых и замены старых клеток и тканей.
Жиры – это кладовая питательных веществ. Жировыми депо могут быть и капля жира внутри клетки, и жировое тело у насекомых, и подкожная клетчатка, в которой накапливается жир, у человека.
Жиры плохо проводят тепло и участвуют в обеспечении функции терморегуляции. Например, у кита слой подкожного жира достигает 1м (сотни тонн жира). Это позволяет теплокровным животным обитать в холодной воде.
Жиры – это изолирующий и защищающий органы материал. Так, слой жира защищает некоторые органы от ударов и сотрясений (околопочечная капсула, жировая подушка около глаз). Жироподобные соединения покрывают тонким слоем растения, не давая им намокать во время обильных дождей.
Жиры – поставщики эндогенной воды. При окислении 100г жира выделяется 107 мл воды. Благодаря такой воде существуют многие животные в пустыне; с этим связано и накопление жира в горбах у верблюда.
Жиры – важные компоненты пищи животных и человека. Они повышают вкусовые качества пищи, действуют как пищевые растворители для жирорастворимых витаминов и служат источником незаменимых полиненасыщенных жирных кислот, синтезировать которые организм не может (линолевая, линоленовая, арахидоновая кислоты).
Если энергетические расходы организма незначительны, то избыток жира откладывается в жировых депо, происходит ожирение. Жиры следует употреблять в умеренном количестве еще и потому, что они тормозят пищеварительный процесс, препятствуют усвоению белков. Кроме того, обнаружена корреляция между ишемической болезнью сердца и количеством потребляемых жиров.
Термин «полиненасыщенный», часто употребляемый по отношению к жирам, означает, содержащую более чем одну двойную углерод - углеродную связь на остаток жирной кислоты. На такие продукты с недавних пор стали обращать особое внимание в связи с тем, что согласно современным данным, потребление только насыщенным жиров может вредно сказываться на здоровье. Насыщенные жиры могут вызывать образование бляшек из жироподобного или нитевидного вещества, которые способны закупоривать артерии. В результате происходит «затвердение артерии», или атеросклероз, который особенно опасен, если поражает коронарные (сердечные) артерии ли артерии, снабжающие кровью мозг. При блокировании коронарной артерии происходит сердечный приступ, повреждающий сердечную мышцу. При перекрывании артерий, ведущих к мозгу, происходит гибель мозговых клеток, что нарушает самые разнообразные функции организма.
Состав жиров определяет их физические и химические свойства. Понятно, что для жиров, содержащих остатки ненасыщенных карбоновых кислот, характерны реакции непредельных соединений. Они обесцвечивают бромную воду, вступают в другие реакции присоединения.
Химический состав жиров
По химическому строению жиры, или триглицериды, представляют собой смесь сложных эфиров трехатомного спирта глицерина и высших карбоновых кислот (ВКК).
Таблица 1.
Наиболее важные ВКК, входящие в состав жиров
Насыщенные (предельные) кислоты Ненасыщенные (непредельные) кислоты
С15Н31СООН пальмитиновая С17Н33СООН олеиновая
С17Н35СООН стеариновая С17Н31СООН линолеваяС17Н29СООН линоленовая
По агрегатному состоянию жиры бывают твердыми и жидкими (масла).
Как правило, триглицериды (жиры), образованные предельными (насыщенными) кислотами, бывают твердыми продуктами (свиной, говяжий, бараний), а непредельными (ненасыщенными) кислотами – жидкие (подсолнечное, льняное, конопляное и др.). Таблица 2.
Зависимость свойств жиров от строения
Агрегатное состояние жиров Различие в химическом строении Происхождение жиров Исключения
Твердые жиры Содержат остатки насыщенных ВКК
Животные жиры Рыбий жир (жидк.)
Смешанные жиры Содержат остатки насыщенных и насыщенных ВКК
Жидкие жиры (масла) Содержат остатки ненасыщенных ВКК
Растительные жиры Кокосовое масло (тверд.)

Физические свойства жиров
Жиры (триглицериды) - вязкие жидкости или твердые вещества, легче воды, в воде не растворяются, но растворяются в органических растворителях: бензине, бензоле и др. Чем больше в жирах содержание ненасыщенных кислот, тем ниже температура плавления жиров.
Химические свойства жиров
1. Гидролиз
В зависимости от условий бывает:
- водный (без катализатора, при высоких t0 и давлении),
- кислотный (в присутствии кислоты в качестве катализатора),
- ферментативный (происходит в живых организмах),
- щелочной (под действием щелочей)
2. Для жиров, содержащих остатки ненасыщенных карбоновых кислот, характерны реакции присоединения. Они обесцвечивают бромную воду, вступают в другие реакции присоединения (например, гидрирования, гидрированный жир используется в производстве маргарина).
3. Реакции окисления и полимеризации (для жидких ненасыщенных жиров).
Жиры, содержащие остатки непредельных кислот, под действием кислорода окисляются и полимеризуются.
Углеводы (сахариды) представляют собой конечные продукты фотосинтеза и являются исходными веществами для биосинтеза других органических соединений.
Углеводы получили название по элементному составу их молекул. Эти соединения содержат только химические элементы: углерод, водород и кислород, причем водород и кислород находятся в них, как правило, в таком же соотношении, как и в молекуле воды, — 2:1. Отсюда и происходит название класса веществ. Состав большинства углеводов соответствует общей формуле Cn(H2O)mКлассификация углеводов
По сложности строения молекул углеводы делятся на моносахариды, дисахариды и полисахариды (схема 1).
Моносахариды – углеводы, которые не представляющие собой альдегидоспирты или кетоспирты, в зависимости от того, есть ли в молекуле моносахаридов альдегидная или карбонильная группа. Не гидролизируются.
Олигосахариды – соединения, образованные в результате конденсации нескольких молекул моносахаридов друг с другом с выделением воды, например, дисахариды. Молекулы дисахаридов состоят из двух остатков моносахаридов с общей формулой C12(H2O)11. При гидролизе образуют две молекулы моносахаридов.

Полисахариды - высокомолекулярные вещества, являющиеся продуктами конденсации большого количества молекул моносахаридов. Это целлюлоза, крахмал и гликоген с общей формулой (C6H10O5)n.. При гидролизе образуют n молекул моносахаридов

Схема 1.
Классификация углеводов

.
Моносахариды – это углеводы, которые не гидролизуются, т.е. не разлагаются водой. В зависимости от числа атомов углерода в молекуле их делят на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы и др. Наибольшее значение имеют пентозы (молекулы этих моносахаридов содержат пять атомов углерода) и гексозы (содержат шесть атомов углерода).
Среди пентоз необходимо назвать рибозу C5H10O5 и дезоксирибозу C5H10O4. Формула дезоксирибозы не отвечает общей формуле углеводов.
Схема 2.
Классификация моносахаридов

Глюкоза - это альдегидоспирт, молекулярная формула C6H12O6, графическая формула:
570230139700
2859405161290

или
Установлено, что свойства глюкозы не всегда соответствуют такому строению. Она не дает ряд реакций, характерных для альдегидов, обнаружены свойства, которые не соответствуют данной структурной формуле. Возникшие противоречия нашли объяснение, когда предположили существование циклической формы глюкозы, которая уже не имеет альдегидной группы. Циклические формы образуются в результате взаимодействия карбонильной группы и одной из гидроксильных групп.
При изображении циклических формул моносахаридов заместители, которые располагались слева, остаются над плоскостью кольца, а заместители, стоящие справа - под плоскостью кольца:
73025149860
54610149225
Новый гидроксил у С1 может располагаться двояко по ту же сторону от кольца, что и гидроксил при соседнем С2 – атоме углерода – α – форма или по другую его сторону – β- форма.
Этот ассиметричный атом углерода называется аномерным. Изомеры углеводов, отличающиеся расположением атомов и атомных групп у аномерного атома углерода, называются аномерами.
К моносахаридам относится также фруктоза, ее формула такая же, как и у глюкозы - C6H12O6, однако фруктоза – это кетоспирт. Графическая формула фруктозы:

Фруктоза содержит пять гидроксогрупп и проявляет свойства спиртов, но не дает реакции серебряного зеркала. Фруктоза также существует в открытой и циклической формах.
Дисахариды
Сахароза - белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, химическая формула C12H22O11.
Молекула сахарозы состоит из остатков циклических форм глюкозы и фруктозы:

Полисахариды
Наиболее распространенный полисахарид - крахмал. Его химическая формула (C6H10O5)n, образован остатками α – глюкозы. Он образуется в растениях в результате фотосинтеза.
Крахмал состоит из смеси полисахаридов: 20 % - растворимая в воде амилаза, 80 % - нерастворимый в воде амилопектин.
Амилаза является неразветвленными цепочками (C6H10O5)n, n = 200-400, а амилопектин – разветвленные цепочки такой же формулы с n = 600-6000.
3448051289053249295204470
Раствор йода окрашивает крахмал в темно-синий цвет.
Это очень чуткая качественная реакция на крахмал или йод. Крахмал не дает реакций, характерных для альдегидов. При нагревании в присутствии катализаторов или под действием ферментов крахмал гидролизируется, конечным продуктом гидролиза является глюкоза:
589280106680
(С6Н10O5)n + nH2O nC6H12O6
Целлюлоза (С6Н10O5)n имеет такой же химический состав, как и крахмал, но образована остатками β- глюкозы. Целлюлоза - волокнистое, нерастворимое в воде прочное вещество.
79375081915


Вопросы для самоподготовки
Дайте определение жиров.
Какова классификация жиров? Приведите примеры.
Опишите физические свойства жиров.
Охарактеризуйте важнейшие химические свойства жиров. Какие реакции доказывают непредельность жиров?
Напишите уравнение реакции омыления жиров. Как называют продукты омыления жиров?
Почему жиры необходимо хранить в тёмном, прохладном месте?
Осуществить превращение:
Тристеарин → стеариновая кислота → стеарат калия

глицерин → глицерат меди (II)

тринитроглицерин
8. Какие вещества называются углеводами?
9. Какова классификация углеводов? Приведите примеры.
10. Что такое альдозы и кетозы? Приведите примеры.
11. Запишите строение глюкозы, используя формулы Фишера и Хеуорса. Чем отличаются α – и β – аномеры глюкозы?
12. Какие реакции доказывают, что глюкоза является по строению альдегидоспиртом?
13. Почему фруктоза не дает реакции «серебряного зеркала»?
14. Что такое дисахариды?
15. Дают ли дисахариды качественную реакцию на многоатомные спирты? Ответ поясните.
16. Что такое восстанавливающие и невосстанавливающие дисахариды? Приведите примеры.
17. Что такое полисахариды?
18. В чем отличие в строении крахмала от целлюлозы?
19. Каковы химические свойства крахмала? Почему крахмал и целлюлоза не дают качественную реакцию на многоатомные спирты?
20. Что такое гликоген и какова его роль в животных организмах?
Задания для самостоятельной работы студентов
1. Составьте формулу твердого жира и дайте ему название.
2. Составьте уравнение гидрирования триолеата глицерина.
3. Составьте уравнение гидролиза трипальмитата глицерина.
4. Напишите структурные формулы всех возможных триглицеридов, образованных остатками (по одному) олеиновой, пальмитиновой и стеариновой кислот.
5. 2-олеил-1,3-дистеарилглицерин, содержащийся в кокосовом масле, гидрируют (Н2, Pt) по двойной связи в тристеарин. Напишите уравнение реакции гидрирования.
6. Дайте названия жирам, образованным глицерином и: а) линолевой кислотой; б) пальмитин-олеиновой кислотой; в) комбинацией этих двух кислот. Приведите их структурные формулы.
7. Какие жирные кислоты образуются при гидролизе 2-линолеил-1,3-диолеилглицерина? Составьте уравнение реакции гидролиза этого жира.
8. Установите соответствие между названием вещества и его формулой:
НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВА ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА
1) глюкоза А) (C6H10O5)n 2) фруктоза Б) C6H12O6
3) рибоза В) С5Н10О5
4) сахароза Г) C12H22O11
5) лактоза 6) целлюлоза 7) крахмал 9. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: 
а) углекислый газ → глюкоза → сорбит; 
б) глюкоза → глюконовая кислота → глюконат натрия (натриевая соль глюконовой кислоты); 
в) глюкоза → этиловый спирт → этилен

молочная кислота
10. К моносахаридам относятся рибоза C5H10O5 и дезоксирибоза C5H10O4. Объясните, подчиняется ли формула последнего вещества общей формуле углеводов.
Раздел самоконтроля
Выберите один правильный вариант ответа
1. Ненасыщенной жирной кислотой является
1) пальмитиновая
2) олеиновая
3) стеариновая
4) масляная
2. Среди следующих жиров жидким является
1) триолеин
2) тристеарин
3) пальмитодистеарин
4) дипальмитостеарин
3. Заболевание сахарным диабетом вызвано повышением содержания в крови
1) сахарозы
2) рибозы
3) глюкозы
4) фруктозы
4. Твердое мыло образуется в результате взаимодействия жира с
1) водой в присутствии серной кислоты
2) водным раствором гидроксида натрия
3) водным раствором гидроксида калия
4) с водородом в присутствии катализатора
5. Название жира, в молекуле которого содержится три остатка кислоты С17Н35СООН
1) триолеин
2) трилинолеин
3) трипальмитин
4) тристеарин
6. Называние жира, в молекуле которого содержится два остатка кислоты С17Н31СООН и один остаток кислоты С15Н31СООН
1) диолеостеарин
2) дилинолеостеарин
3) дилинолеопальмитин
4) дипальмитостеарин
7. Отличить глюкозу от фруктозы можно с помощью
1) хлорида железа (III)
2) раскаленной медной проволоки
3) бромной воды
4) аммиачного раствора оксида серебра (I)
8. Насыщенной жирной кислотой является
1) пальмитиновая
2) олеиновая
3) линолевая4) линоленовая
9. Среди следующих жиров твердым является
1) триолеин
2) олеодилинолеин
3) пальмитодистеарин
4) трилинолеин
10. Для приготовления маргарина жидкие жиры подвергают
1) пиролизу
2) гидролизу
3) гидрированию
4) галогенированию
11. Дисахаридом является
1) фруктоза
2) клетчатка
3) крахмал
4) сахароза
12. Вещество, подвергающееся гидролизу, - это
1) α-глюкоза
2) β-глюкоза
3) фруктоза
4) сахароза
13. ПОЛИСАХАРИД, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ В КОНДИТЕРСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ В КАЧЕСТВЕ СТРУКТУРООБРАЗУЮЩЕГО ВЕЩЕСТВА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КОНФЕТ
1) крахмал
2) инулин
3) целлюлоза
4) пектин или агар-агар
14. ИЗВЕСТНО, ЧТО ПИЩА БОГАТАЯ КЛЕТЧАТКОЙ ПОЛЕЗНА ДЛЯ БОЛЬШИНСТВА ЛЮДЕЙ. ПРОДУКТ С НАИБОЛЬШИМ СОДЕРЖАНИЕМ КЛЕТЧАТКИ – ЭТО
1) отруби
2) мука (пшеничная)
3) яблоки
4) овсяные хлопья
№ вопроса 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Вариант ответа 2 1 3 2 4 3 4 1 3 3 4 4 4 4
Тематика рефератов и презентаций
Гликоген и его роль в животных организмах.
Жиры – продукт питания и ценное химическое сырьё.
Мыло и синтетические моющие средства – сравнительная оценка.
Чем и почему отличаются целлюлоза и крахмал.
Важнейшие моносахариды, особенности строения, свойства, значение.
Что такое маргарин? И как его получают?
При написании и оформлении рефератов, подготовки презентаций воспользуйтесь следующими пособиями: .
1. Реферат, курсовая, диплом? Пиши правильно! [Электронный ресурс] : метод. пособие для студентов по написанию и оформлению рефератов, курсовых, дипломных работ / сост. Е. Н. Казакова, Е. П. Клобертанц ; Красноярский медицинский университет, Фармацевтический колледж. - Красноярск : КрасГМУ, 2014. - 46 с. - (В помощь студенту).
2. Выступай эффектно и эффективно! [Электронный ресурс] : метод. рекомендации для преподавателей и студентов / сост. Т. В. Потупчик, Е. П. Клобертанц, И. П. Клобертанц ; Красноярский медицинский университет, Фармацевтический колледж. - Красноярск : КрасГМУ, 2014. - 27 с. - (В помощь студенту).
Тема: АМИНОКИСЛОТЫ. БЕЛКИ.
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ МЕЖДУ ОСНОВНЫМИ КЛАССАМИ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
На основе теоретических знаний и практических умений обучающийся должен
знать:
состав, строение, классификация, номенклатура, физические и химические свойства аминокислот;
состав, структура и свойства белков; качественные (цветные) реакции белков;
биологические функции белков
уметь:
составлять структурные формулы аминокислот, писать уравнения реакции их поликонденсации;
проводить реакции, характеризующие химические свойства аминокислот и белков, составлять соответствующие уравнения реакций.
Значение темы
Изучение данной темы позволяет расширить понятия об аминокислотах и белках, их классификации и роли в жизни человека, животных и растительных организмов.
Аминокислоты являются основными элементами, из которых строятся молекулы белка. Животные организмы получают их при гидролизе белков, а также при непосредственном введении в организм в случае возникновения различных заболеваний.
Аминокислоты играют важную роль не только в построении белковых молекул, но и в азотистом обмене – образовании аммиака, мочевины и многочисленных азотсодержащих соединений, при этом выделяется энергия, необходимая организму для процессов жизнедеятельности.
Некоторые синтетические волокна также построены из аминокислот, например, капрон, построен из остатков ε-аминокапроновой кислоты.
Белки являются основой всего живого на Земле и выполняют в организмах многообразные функции: пластическую, транспортную, защитную, энергетическую, каталитическую, регуляторную. Белки – необходимая составная часть пищи человек, отсутствие или недостаток их может вызвать серьезные заболевания.
Краткое содержание темы
Аминокислоты – гетерофункциональные соединения, содержащие две функциональные группы: аминогруппу ―NH2 и карбоксильную группу ―COOH, связанные с углеводородным радикалом.

Общая формула аминокислот:
(H2N)m―R― (COOH)n,
где m и n – чаще всего равны 1 или 2
По систематической номенклатуре аминокислоты называют по соответствующей карбоновой кислоте с добавлением приставки амино-. Положение аминогруппы указывают соответствующей цифрой.
Например,
3 2 1
СН3─СН─СООН 2-аминопропановая кислота

NH2
3 2 1
NH2─СН2─СН2─СООН 3-аминопропановая кислота
По рациональной номенклатуре положение аминогруппы ―NH2 указывается буквами греческого алфавита, начиная со второго атома углерода: α, β, γ, δ, ε и т.д. Название кислоты используется тривиальное.
β α
СН3─СН─СООН α -аминопропионовая кислота

NH2
βα
NH2─СН2 ─СН─СООН β –аминопропионовая кислота
Для аминокислот характерны виды изомерии;
1. углеродного скелета
2. положения аминогруппы
3*.у многих аминокислот возможна оптическая изомерия
Химические свойства аминокислот
Аминокислоты могут взаимодействовать друг с другом с образование пептидов:

Любой дипептид имеет свободные амино- и карбоксильную группу и поэтому может взаимодействовать с ещё одной молекулой аминокислоты, образуя трипептид и т.д. Реакция образования пептидов относится к реакциям поликонденсации.
Общая формула пептидов:

Белки – высокомолекулярные органические соединения, состоящие из α-аминокислот, соединенных пептидными связями.
По химическому составу белки делят на две основные группы.
К первой группе – протеины – относятся те белки, при гидролизе которых образуются только аминокислоты.
Вторую группу – протеиды – составляют белки, при гидролизе которых помимо аминокислот образуются и другие соединения, например, липиды, углеводы, фосфорные кислоты и др.
В состав белков входит свыше 20 различных аминокислот. Все белки сильно различаются между собой по качественному и количественному составу различных аминокислот, по взаиморасположению аминокислотных остатков.
В тканях и органах человека и животных могут синтезироваться 12 α-аминокислот (заменимые аминокислоты), 8 α-аминокислот в организме человека и животных не синтезируются (незаменимые аминокислоты) и должны поступать в организм с пищей.
Таблица 1 .
Формулы и названия некоторых аминокислот
остатки, которых входят в состав белков
Глицин Аспарагиновая кислота
Аланин Глютаминовая кислота
Серин Лизин
Цистеин Тирозин
Валин ФенилаланинСтроение белковых молекул
Различают четыре уровня структурной организации белковых молекул.
Таблица 2.
Характеристика структур белковых молекул
Структура белковой молекулы Графическое изображение Характеристика структуры
Первичная структура белка Число и последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи. Поддерживается пептидными связями.
Вторичная структура белка Для большинства белков — это α-спираль, которая образуется в результате скручивания полипептидной цепи за счет водородных связей между группами: —СО— и —NН— .
Существуют белки, имеющие другие типы вторичной структуры.
Третичная структура белка Пространственная конфигурация спирали. У большинства белков полипептидные цепи свернуты особым образом в «клубок» — компактную «глобулу». Эта структура поддерживается за счет гидрофобных взаимодействий, а также водородных, дисульфидных, ионных и других связей. Существуют белки, у которых третичная структура почти или совсем не выражена
Четвертичная структура белка Способ совместной укладки нескольких полипептидных цепей; образующиеся структуры называются ассоциатами.

Химические свойства белков
1. Гидролиз белков:
H+
[− NH2─CH─ CO─NH─CH─CO − ]n +2nH2O → n NH2 − CH − COOH +
│ │ ‌‌│
R1 R2 R1 аминокислота 1

n NH2 ─ CH ─ COOH

R2 аминокислота 2
2. Осаждение белков:
а) обратимое. Белок в растворе ↔ осадок белка. Происходит под действием растворов солей Na+, K+.
б) необратимое (денатурация). Под действием внешних факторов (температура; механическое воздействие – давление, растирание, встряхивание, ультразвук; действия химических агентов – кислот, щелочей и др.) происходит изменение вторичной, третичной и четвертичной структур белковой макромолекулы, т.е. её нативной пространственной структуры. Первичная структура, а, следовательно, и химический состав белка не меняются.
3. Горение белков
Белки горят с образованием азота, углекислого газа, воды, а также некоторых других веществ. Горение сопровождается характерным запахом жженых перьев.
4. Цветные (качественные) реакции на белки:
а) ксантопротеиновая реакция (на остатки аминокислот, содержащих бензольные кольца):
Белок + HNO3 (конц.) → желтое окрашивание
б) биуретовая реакция (на пептидные связи):
Белок + CuSO4 (насыщ) + NaOH (конц) → ярко-фиолетовое окрашивание
в) цистеиновая реакция (на остатки аминокислот, содержащих серу):
Белок + NaOH + Pb(CH3COO)2 → Черное окрашивание
Белки являются основой всего живого на Земле и выполняют в организмах многообразные функции
Таблица 2.
Функции белков в организме
Функция Пояснение и примеры
Строительная
Белки участвуют в образовании клеточных и внеклеточных структур: входят в состав клеточных мембран, волос (кератин), сухожилий (коллаген) и т.д.
Транспортная
Переносят различные вещества. Белок крови гемоглобин присоединяет кислород О2 и транспортирует его от легких ко всем тканям и органам, а от них переносит углекислый газ СО2.
Защитная
Обезвреживают чужеродные вещества. В ответ на проникновение в организм чужеродных белков или микроорганизмов образуются особые белки – антитела, способные связывать и обезвреживать их. Например, γ - глобулин сыворотки крови.
Энергетическая При расщеплении 1 г белка освобождается 17,6 кДж энергии.
Каталитическая
Ускоряют протекание химических реакций в организме
Все ферменты по своей химической природе являются белками. Например, фермент пепсин.
Сократительная
Выполняют все виды движений, к которым способны клетки и организмы. Сократительные белки актин и миозин (белок мышц) обеспечивают сокращение мышц.
Регуляторная
Гормоны белковой природы принимают участие в регуляции процессов обмена веществ. Например, гормон инсулин регулирует уровень глюкозы в крови, способствует синтезу гликогена.

Существуют белки, выполняющие специфические функции, например рецепторные, — обеспечивают передачу импульсов между нервными клетками и др.
Вопросы для самоподготовки
Что такое аминокислоты?
Что такое заменимые и незаменимые аминокислоты? Приведите примеры.
Как будут действовать на индикатор (лакмус) растворы аланина, лизина, аспарагиновой кислоты?
Что такое белки, каково их строение?
В чём отличие протеинов от протеидов?
Какие структурные уровни организации характерны для белковых молекул и чем они характеризуются?
Опишите химические свойства белков.
Охарактеризуйте функции белков в организме.
Задания для самостоятельной работы студентов
Напишите структурные формулы всех аминокислот состава C3H7NO2 и назовите их.
Трипептид аланил-серил-глицин подвергли гидролизу, с полученными аминокислотами провели ксантопротеиновую и цистеиновую реакции. Какие кислоты дадут данные цветные реакции? Ответ обоснуйте.
Какой цвет будет у раствора лакмуса в растворе глутаминовой кислоты: а) красный, б) синий, в) фиолетовый, г) не изменится? Ответ поясните.
Рассчитайте, какую примерно молекулярную массу будет иметь белок, содержащий 0,32% серы, если предположить, что в его молекуле содержится только один остаток аминокислоты, содержащий атом серы.
Раздел самоконтроля
Выберите один правильный вариант ответа
1. В состав аминокислот входят функциональные группы
1) только ─OH и ─NH2
2) только ─COH и ─NH2
3) ─COOH и ─NH2 и другие
4) ─COOH и ─NO2 и другие
2. Формула аминоуксусной кислоты
1) NH2─CH2─COOH
2) CH3─CH2─COOH
3) CH3─CH2─NO2
4) CH3─CH (NH2)─COO
3. Свойства Моноаминомонокарбоновых кислот
1) основные
2) кислотные
3) амфотерные4) нейтральные
4. Первичная структура белка осуществляется за счет связей
1) водородных
2) ионных
3) пептидных
4) дисульфидных5. Вторичная структура белка –
1) последовательность аминокислотных остатков в
полипептидной цепи
2) пространственная конфигурация, которую принимает
полипептидная цепь
3) конфигурация, которую принимает в пространстве
закрученная в спираль полипептидная цепь
4) ассоциаты, образованные из нескольких полипептидных
цепей
6. структуры белка, в формировании которой участвуют дисульфидные связи
1) первичной 2) вторичной
3) третичной
4) четвертичной
7. Полипептиды получаются в результате реакции
1) этерификации
2) полимеризации
3) поликонденсации
4) дегидрирования
8. Для обнаружения в составе белков остатков ароматических кислот используют
1) биуретовую реакцию
2) ксантопротеиновую реакцию
3) реакцию гидролиза
4) реакцию этерификацию
9. Реактивы, необходимые для проведения биуретовой реакции
1) HNO3 (конц.)
2) (CH3COO)2Pb, NaOH3) CuSO4, NaOH4) H2SO4, t0
10. Признак ксантопротеиновой реакции
1) ярко-синий раствор
2) голубой осадок
3) черное окрашивание
4) желтое окрашивание
Эталон ответов
№ вопроса 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Вариант ответа 3 1 3 3 2 3 3 2 3 4
Тема: ИТОГОВОЕ ЗАНЯТИЕ
На основе теоретических знаний и практических умений обучающийся должен
знать:
периодический закон и периодическую систему химических элементов Д.И.Менделеева, строение атома;
природу химической связи, классификацию и механизмы образования различных типов химической связи;
дисперсные системы, виды дисперсных систем;
определение, классификация, состав, номенклатура и характерные свойства основных классов неорганических и органических соединений;
генетическую связь между классами неорганических и органических соединений;
коллигативные свойства растворов;
способы выражения концентрации растворов;
основные понятия и сущность окислительно-восстановительных реакций;
методы уравнивания окислительно-восстановительных реакций (электронного баланса и электронно-ионный).
уметь:
составлять электронные и электронно-графические формулы строения электронных оболочек атомов;
прогнозировать химические свойства элементов, исходя из их положения в периодической системе электронных формул;
составлять химические формулы соединений в соответствии со степенью окисления химических элементов;
составлять уравнения реакций ионного обмена;
решать задачи на растворы;
уравнивать окислительно-восстановительные реакции ионно-электронным методом;
составлять уравнения гидролиза солей, определять кислотность среды;
составлять схемы буферных систем;
давать названия соединениям по систематической номенклатуре;
составлять схемы реакции, характеризующие свойства органических соединений;
объяснять взаимное влияние атомов в молекуле.
Значение темы
Обобщение и систематизация знаний и умений по курсу химии.
Химия имеет огромное значение для здравоохранения, в том числе для лабораторной службы. При проведении большинства клинических и биохимических исследований используются химические реактивы, готовятся растворы, а сами определения основаны на химических реакциях.
Курс химии направлен на формирование у студентов знаний и умений, способствующих развитию профессиональных качеств, умения проводить качественные реакции на основные классы органических и неорганических веществ, составлять химические реакции для различных классов соединений, соблюдать нормы по технике безопасности в работе с химическими веществами.
Задания для самостоятельной работы студентов
1. Заполните таблицу:
  Атом  Ион,
   соответствующий  
данному атому Число
   электронов  
в атоме Число
  электронов 
в ионе Инертный газ,
  имеющий такое же 
электронное
строение, как и ион
CaBr 2. Составьте формулы бинарных соединений, образованных атомами элементов и определите тип химической связи в них:
   а) Al и F
   б) Li и S в) H и C
г) S и O
Напишите механизм образования связи для вещества г)
3.Подберите коэффициенты в схемах следующих окислительно-восстановительных реакций ионно-электронным методом:
а) KMnO4 + Na2S + H2O → S + MnO2 + NaOH + KOH
б) KMnO4 + HCl → MnCl2 + Cl2 + KCl + H2O
4. В какой цвет будет окрашен лакмус в водных растворах солей: силикат натрия, хлорид аммония, сульфид калия, нитрат натрия, хлорид железа (III), сульфат натрия. Напишите уравнения реакций гидролиза в ионной и молекулярной форме.
5. Рассчитайте массу сульфата калия и воды, которые нужно взять для приготовления 60 г. раствора с массовой долей растворенного вещества 15%.
6. Определите молярную концентрацию 10 % - ного раствора H3PO4, плотность которого равна 1,05 г/мл.
7. Осуществите превращения:
а) Са → CaO → Ca(OH)2 → CaCO3 → Ca(HCO3)2
б) S → SO2 → SO3 → H2SO4 → K2SO4 → BaSO4
Дайте названия всем веществам, образующимся в ходе химических превращений.
8. Написать тетрапептиды ала-асп-лиз-гли и лей-глу-арг-тре. Дать полное название указанным тетрапептидам.
9. Вещества А и Б получают по схемам:
C2H4 → C2H5OH → C2H4O → C2H5OH (А)
C2H2 → C2H4O → C2H4O2 (Б)
Осуществите превращения. Какой продукт реакции образуется между веществами А и Б? Дайте названия всем веществам, образующимся в ходе химических превращений.
ЛИТЕРАТУРА
Основная литература
1. Пустовалова, Л. М.Химия : учебник / Л. М. Пустовалова, И. Е. Никанорова. - М. : КНОРУС, 2014. - 439 с. 
Дополнительная литература
1. Бабков, А. В.Общая и неорганическая химия : учеб. для мед. училищ и колледжей / А. В. Бабков, Т. И. Барабанова, В. А. Попков. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2013. - 384 с. : ил.
2. Зурабян, С. Э.Органическая химия : учеб. для мед. училищ и колледжей / С. Э. Зурабян, А. П. Лузин. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2013. - 384 с. : ил.
3. Химия [Электронный ресурс] : сб. тестовых заданий с эталонами ответов для студентов 1 курса, обучающихся по специальности 31.02.03 - Лабораторная диагностика / сост. Л. В. Ростовцева, О. М. Попова, Л. В. Струкова ; Красноярский медицинский университет, Фармацевтический колледж. - Красноярск : КрасГМУ, 2015. - 31с. 
Режим доступа:
http://krasgmu.ru/sys/files/colibris/51651_6989_1433475920_himiya_sb.tz_ld_2015.pdf
Электронные ресурсы
ЭБС КрасГМУ Colibris;
ЭБС Консультант студента;
ЭБС ibooks;
НЭБ elibrary.

Приложенные файлы

  • docx file1
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 20

Добавить комментарий