КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1. Программа по Общей и неорганической химии, даны рекомендации по ее изучению. Пособие содержит варианты контрольных работ, требования к их содержанию и оформлению,, вопросы для подготовки к экзамену
 Скачать 0.64 Mb.
|
|
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации Методические рекомендации и контрольные задания для студентов I курса фармацевтического факультета по дисциплине «Общая и неорганическая химия» Оренбург, 2019. Авторы: к.б.н. доцент И.П.Воронкова Методические рекомендации и контрольные задания для студентов I курса фармацевтического факультета по курсу «Общей и неорганической химии». Методические рекомендации и контрольные задания по курсу «Общая и неорганическая химия» составлены для студентов I курса фармацевтического (очная форма обучения с применением дистанционных технологий) факультета Оренбургского государственного медицинского университета в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности 33.05.01– «Фармация» (квалификация - провизор), учебным планом и программой курса. В пособии представлена программа по «Общей и неорганической химии», даны рекомендации по ее изучению. Пособие содержит варианты контрольных работ, требования к их содержанию и оформлению, , вопросы для подготовки к экзамену. Цель и задачи изучения курса «Общая и неорганическая химия» Общая и неорганическая химия является общетеоретической, базисной дисциплиной в системе подготовки провизора. Она дает необходимые знания для усвоения ряда медико – биологических дисциплин – биохимия, физиология, фармакология, фармацевтической химии и др. Преподавание данной дисциплины обеспечивает развитие у студентов навыков анализа лекарственных веществ необходимые знания основных законов и теоретических положений необходимых для объяснения нормальных и патологических процессов на молекулярном и клеточном уровне. Задачи изучения дисциплин: Сформулировать конкретные знания студентов по разделам “Энергетика химических процессов”, ”Окислительно – восстановительные реакции”, “Растворы”, “Строение вещества” и химии элементов. Научить студентов пониманию связи свойств соединений с положением составляющих их элементов в Периодической системе. Показать единство химического элементного состава живой и неживой природы и объяснить биологическую роль элементов. Привить студентам практические навыки определения и расчета энергетических характеристик химических процессов, направления и глубины их протекания, способы расчета химических равновесий, определение концентрации веществ титриметрическим (оксидиметрия, комплексонометрия, ацидиметрия, алкалиметрия и др.) методами анализа, широко используемыми в биохимических лабораториях и практики провизора. Основные знания и учения, приобретаемые студентами при изучении курса общей и неорганической химии. В итоге прохождения курса общей и неорганической химии студент должен знать: - правила техники безопасности работы в химической лаборатории и с физической аппаратурой; - свойства растворов и процессы протекающие в водных растворах; - основные начала термодинамики, термохимия; - основные начала термодинамики, термохимия; - значения термодинамических потенциалов (энергия Гиббса и Гельмгольца); - следствия из закона Гесса, правила расчета температурного коэффициента; - химическое равновесие, способы расчета констант равновесия; Студент должен уметь: - рассчитывать термодинамические функции состояния системы, тепловые эффекты химических процессов; рассчитывать Кр, равновесные концентрации продуктов реакции и исходных веществ; - смещать равновесия в растворах электролитов; - готовить истинные, буферные и коллоидные растворы; - собирать простейшие установки для проведения лабораторных исследований; пользоваться физическим, химическим оборудованием, компьютеризированными приборами; - табулировать экспериментальные данные, графически представлять их, интерполировать, экстраполировать для нахождения искомых величин; - измерять физико – химические параметры растворов; - проводить элементарную статистическую обработку экспериментальных данных в химических экспериментах; - проводить лабораторные опыты, объяснять суть конкретных реакций и их аналитические эффекты, оформлять отчетную документацию по экспериментальным данным. владеть: - методами статистической обработки экспериментальных результатов химических исследований; - навыками пользования поисковыми программами для доступа к профессиональной информации, размещенной в сети Интернет; - навыками интерпретации рассчитанных значений термодинамических функций и на их основе прогнозировать возможность осуществления и направление протекания химических процессов; - техникой химических экспериментов, проведения пробирочных реакций, навыками работы с химической посудой и простейшими приборами; - техникой экспериментального определения рН растворов при помощи индикаторов и приборов; - правилами номенклатуры неорганических веществ; Программа курса общей и неорганической химии Энергетика, направление и глубина протекания химических реакций. Химическое равновесие Основные понятия химической термодинамики. Поглощение и выделение различных видов энергии при химических превращениях. Теплота и работа. Внутренняя энергия и энтальпия индивидуальных веществ и многокомпонентных систем. Стандартные состояния веществ и стандартные значения внутренней энергии и энтальпии. Теплоты химических реакций при постоянной температуре и давлении или объеме. Термохимические уравнения. Стандартные энтальпии образования и сгорания веществ. Закон Гесса. Расчеты изменения стандартных энтальпий химических реакций и физико – химических превращений (растворение веществ, диссоциация кислот и оснований) на основе закона Гесса. Понятие об энтропии как мере неупорядоченности системы (уравнение Больцмана). Энергия Гиббса и энергия Гельмгольца как критерий самопроизвольного протекания процесса и термодинамической устойчивости химических соединений. Таблицы стандартных энергий Гиббса образования веществ. Обратимые и необратимые химические реакции и состояние химического равновесия. Качественная характеристика состояния химического равновесия и его отличие от кинетически заторможенного состояния системы. Закон действующих масс (ЗДМ). Константа химического равновесия и ее связь со стандартным изменением энергии Гиббса и энергии Гельмгольца процесса. Определение направления протекания реакции в системе при данных условиях путем сравнения соотношения произведений концентраций в данных условиях и значения константы равновесия. Зависимость энергии Гибба процесса и константы равновесия от температуры. Принцип Ле Шателье – Брауна. Окислительно – восстановительные реакции Электронная теория окислительно – восстановительных (ОВ) реакций (Л.В. Писаржевский). Окислительно – восстановительные свойства элементов и их соединений в зависимости от положения элемента в Периодической системе элементов и степени окисления элементов в соединениях. Сопряженные пары окислитель – восстановитель. Окислительно – восстановительная двойственность. Влияние среды и внешних условий на направление окислительно – восстановительных реакций и характер образующихся продуктов. Учение о растворах Основные определения: раствор, растворитель, растворенное вещество. Растворимость. Растворы газообразных, жидких и твердых веществ. Вода как один из наиболее распространенных растворителей. Роль водных растворов в жизнедеятельности организмов. Процесс растворения как физико – химическое явление (Д.И. Менделеева, Н.С. Курнаков). Термодинамика процесса растворения. Растворы газов в жидкостях. Законы Генри, Генри – Дальтона, И.М. Сеченова. Растворы твердых веществ в жидкостях. Понятие о коллигативных свойствах растворов. Зависимость «Свойство раствора - концентрация». Закон Вант – Гоффа об осмотическом давлении. Теория электролитической диссоциации (Аррениус С., Каблуков И.А.). Роль осмоса в биосистемах. Плазмолиз, гемолиз, тургор. Гипо- , изо- и гипертонические растворы. Теория растворов сильных электролитов. Ионная сила растворов, коэффициент активность ионов. Ионизация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель. РН растворов сильных кислот и оснований. Растворы слабых электролитов. Применение ЗДМ к ионизации слабых электролитов. Константа ионизации (диссоциации). Ступенчатый характер ионизации. Теории кислот и оснований (Аррениуса, Льюиса, Бренстеда - Лоури). Константы кислотности и основности. Процессы ионизации, гидролиза, нейтрализации с точки зрения различных теорий кислот и оснований. рН растворов слабых кислот, оснований, гидролизующих солей. Амфотерные электролиты (амфолиты). Роль ионных, в том числе кислотно – основных, взаимодействий при метаболизме лекарств, в анализе лекарственных препаратов, при приготовлении лекарственных смесей. Химическая совместимость и несовместимость лекарственных веществ. Электронные оболочки атомов и периодический закон Д.И. Менделеева. Природа химической связи и строение химических соединений Квантово – механическая модель строения атомов. Электронные формулы и электронно – структурные схемы атомов. Периодический закон (ПЗ) Д.И. Менделеева и его трактовка на основе квантово – механической теории строения атомов. Типы химических связей и физико – Химические свойства соединений с ковалентной, ионной и металлической связью. Экспериментальные характеристики связей: энергия связи, длина, направленность. Экспериментальная кривая потенциальной энергии молекулы водорода (двухэлектронная химическая связь по Гайтлеру – Лондону на примере молекулы водорода). Описание молекулы методом валентных связей (МВС). Механизм образования ковалентной связи и свойства ковалентной связи. Гибридизация атомных орбиталей. Устойчивость гибридизированных состояний различных атомов. Комплексные соединения Современное содержание понятия «Комплексные соединения» (КС). Структура КС: центральный атом, лиганды, комплексный ион, внутренняя и внешняя сфера, координационное число центрального атома, дентатность лигандов. Способность атомов различных элементов к комплексообразованию. Природа химической связи в КС. Классификация и номенклатура КС. Комплексные кислоты, основания, соли. Хелатный и макроциклические КС. Биологическая роль КС. Металлоферменты, понятие о строении их активных центров. Химические основы применения КС в фармации и медицине. s – ЭЛЕМЕНТЫ Водород Общая характеристика. Особенности положения в ПСЭ, реакции с кислородом, галогенами, металлами, оксидами. Вода как важнейшее соединение водорода, ее физические и химические свойства. Аквакомплексы и кристаллогидраты. Дистиллированная и апирогенная вода, их получение и применение в фармации. Природные и минеральные воды. s – Элементы – металлы Общая характеристика. Изменение свойств элементов II А группы в сравнении с I А. Характеристики катионов. Ионы s – металлов в водородных растворах; энергия гидратации ионов. Взаимодействие щелочных и щелочно – земельных металлов с водой и кислотами. Соли щелочных и щелочно – земельных металлов: сульфаты, галогениды, карбонаты, фосфаты. Ионы щелочных и щелочно – земельных металлов как комплексообразователи. Ионофоры и их роль в мембранном переносе калия и натрия. Ионы магния и кальция как комплексообразователи. Реакция с комплексонами (на примере натрия этилендиаминтетраацетата). Биологическая роль s – элементов – металлов в минеральном балансе организма. Макро– и микро– s – элементы. Поступление в организм с водой. Жесткость воды, единицы ее измерения, пределы, влияние на живые организмы и протекание реакций в водных растворах, методы устранения жесткости. Соединения кальция в костной ткани, сходство ионов кальция и стронция, изоморфные замещения (проблема стронция – 90). Токсичность соединений бериллия. Химические основы применения соединений лития, натрия, калия, магния, кальция, бария в медицине и в фармации. d – ЭЛЕМЕНТЫ Общая характеристика d – элементов. d – Элементы III – V групп Общая характеристика d – элементов (переходных элементов). Характерные особенности d – элементов: переменные степени окисления, образование комплексов. Вторичная периодичность в семействах d – элементов. Лантаноидное сжатие и сходство d – элементов V и VI периодах. d – Элементы III группы. Общая характеристика, сходство и отличие от s – элементов II группы. d – Элементы IV и V, групп. Общая характеристика. Химические основы применения титана, ниобия и тантала в хирургии, титана диоксида и аммония метаванадата в фармации. d – Элементы VI группы Общая характеристика группы. Хром. Общая характеристика. Простое вещество и его химическая активность, способность к комплексообразованию. Соединения хрома (VI) – оксид и хромовые кислоты, хроматы и дихроматы, КО и ОВ характеристика. Окислительные свойства хроматов и дихроматов в зависимости от рН среды; окисление органических соединений (спиртов). Пероксосоединения хрома (VI). Общие закономерности КО и ОВ свойств соединений d – элементов при переходе от низших степеней окисления к высшим на примере соединений хрома. Молибден и вольфрам, общая характеристика. Биологическое значение d – элементов VI группы. Химические основы применения соединений хрома, молибдена и вольфрама в фармации (фармацевтическом анализе). d – Элементы VII группы Общая характеристика группы. Марганец. Общая характеристика. Химическая активность простого вещества. Способность к комплексообразованию (карбонилы марганца). Марганец (II) и марганец (IV): КО и ОВ характеристика соединений, способность к комплексообразованию. Марганец (IV) оксид, кислотно – основные и окислительно – восстановительные свойства, влияние рН на ОВ свойства. Соединения марганца (VI): манганаты, их образование, термическая устойчивость, диспропорционирование в растворе и условия стабилизации. Соединения марганца (VII) – оксид, марганцевая кислота, перманганаты, КО и ОВ свойства, продукты восстановления перманганатов при различных значениях рН, окисление органических соединений, термическое разложение. Химические основы применения калия перманганата и его раствора как антисептического средства и в фармацевтическом анализе. d – Элементы VIII – группы Общая характеристика группы. Деление d – элементов VIII группы на элементы семейства железа и платиновые металлы. Общая характеристика элементов семейства железа. Железо. Химическая активность простого вещества, способность к комплексообразованию. Соединения железа (II) и железа (III) – КО и ОВ характеристика, способность к комплексообразованию. Комплексные соединения железа (II) и железа (III) с цианид– и тиоцианат– ионами. Гемоглобин и железосодержащие ферменты, химическая сущность их действия. Железо (VI). Ферраты, получение и окислительные свойства. Химические основы применения железа и железосодержащих препаратов в медицине и фармации (в том числе в фармацевтическом анализе). Кобальт и никель. Химическая активность простых веществ в сравнении с железом. Соединения кобальта (II) и кобальта (III), никеля (II); КО и ОВ характеристика, способность к комплексообразованию. Никель и кобальт как микроэлементы. Химические основы применения соединений кобальта и никеля в медицине и фармации. Общая характеристика элементов семейства платины. d – Элементы I группы. Общая характеристика группы. Физические и химические свойства простых веществ. Соединения меди (I) и меди (II), их КО и ОВ характеристика, способность к комплексообразованию. Комплексные соединения меди (II) с амиаком, аминокислотами, многоатомными спиртами. Соединения серебра, их КО и ОВ характеристики (бактерицидные свойства иона серебра). Золото. Соединения золота (I) и золота (III), их КО и ОВ характеристика, способность к комплексообразованию. Химические основы применения в медицине и фармации золота и его соединений. d – Элементы II группы Общая характеристика группы. Цинк. Общая характеристика, химическая активность простого вещества; КО и ОВ характеристика соединений цинка. Комплексные соединения цинка. Комплексная природа цинкосодержащих ферментов и химизм их действия. Химические основы применения в медицине и в фармации соединений цинка. Кадмий и его соединения в сравнении с аналогичными соединениями цинка. Ртуть. Общая характеристика. Химизм токсического действия соединений кадмия и ртути. Химические основы применения соединений ртути в медицине и фармации. p – ЭЛЕМЕНТЫ p – Элементы IIIгруппы Общая характеристика группы. Электронная дефицитность и ее влияние на свойства элементов и их соединений. Изменение устойчивости соединений со степенями окисления +3 и +1 в группе p – элементов III группы. Бор. Общая характеристика. Простые вещества и их химическая активность. Бориды. Соединения с водородом (бораны), особенности стереохимии и природы связи (трехцентровые связи). Гидридобораты. Галиды бора, гидролиз и комплексообразование. Борный ангидрид и борная кислота, равновесие в водном растворе. Бораты – производные различных мономерных и полимерных борных кислот. Тетраборат натрия. Эфиры борной кислоты. Качественная реакция на бор и ее использование в фармацевтическом анализе. Биологическая роль боа. Антисептические свойства борной кислоты и ее солей. Алюминий. Общая характеристика. Простое вещество и его химическая активность. Разновидности оксида алюминия. Применение в медицине. Амфотерность гидроксида. Алюминаты. Ион алюминия как комплексообразователь. Безводные соли алюминия и кристаллогидраты. Особенности строения. Галиды. Гидрид алюминия и аланаты. Квасцы. Физико – химические основы применения алюминия в медицине и фармации. |