Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство охорони здоров'я України

Центральний методичний кабінет з вищої медичної освіти

Вищий державний навчальний заклад України

“Українська медична стоматологічна академія”

МЕДИЧНА ХІМІЯ

Навчальний посібник для студентів вищих медичних навчальних закладів ІV рівня акредитації

Полтава 2011



УДК 546 : 61 (07)

Автори: В.О. Стороженко, Л.К. Іщейкіна, С.В. Харченко, В.Ю. Цубер, Н.В. Сизоненко

Рекомендовано Центральним методичним кабінетом з вищої медичної освіти МОЗ України як навчальний посібник для студентів вищих медичних навчальних закладів ІV рівня акредитації (протокол № 1 від 19.05.2009 р. засідання науково-методичної Комісії з медицини Міністерства освіти і науки України). кислотний біологічний рідина

Навчальний посібник містить вказівки до практичних занять з медичної хімії (модуль 1 “Кислотно-основні рівноваги та комплексоутворення в біологічних рідинах” та модуль 2 "Рівноваги в біологічних системах на межі поділу фаз”) для студентів 1 курсу медичного факультету, відповідно до Програми з навчальної дисципліни “Медична хімія” (Київ, 2005 р.).

Кожне заняття включає: обґрунтування теми і мету заняття, перелік знань, умінь і навичок, якими повинен оволодіти студент. Для кращої підготовки студентів до заняття складена орієнтовна картка з основними питаннями теми, запропоновані питання і завдання для самостійного опрацювання з відповідями, наведений список необхідної літератури, врахована інтеграція викладання хімії з іншими навчальними дисциплінами.

У збірнику містяться також методичні рекомендації для самостійної позааудиторної роботи студентів з тих тем програми, що винесені на самостійне опрацювання. Вони допоможуть студентам краще засвоїти матеріал.

Теоретичні знання та практичні навички з цих розділів курсу будуть необхідні студентам при подальшому вивченні біохімії, гігієни, фармакології, фізіології, спеціальних медичних дисциплін.

Матеріали збірника допоможуть студентам краще оволодіти знаннями та вміннями, набути необхідних практичних навичок.

Рецензенти: завідуюча кафедри загальної хімії Національного медичного університету імені О.О.Богомольця, доктор хімічних наук, професор

Калібабчук В.О.,

завідуюча кафедри хімії та методики викладання хімії Полтавського державного педагогічного університету імені В.Г.Короленка, доктор педагогічних наук, професор Шиян Н.І.



МОДУЛЬ 1. КИСЛОТНО-ОСНОВНА РІВНОВАГА ТА КОМПЛЕКСОУТВОРЕННЯ В БІОЛОГІЧНИХ РІДИНАХ

ЗАНЯТТЯ 1.1

1. ТЕМА: Вступ до практикуму. Техніка безпеки роботи в лабораторії.

Біогенні s-елементи: біологічна роль, застосування в медицині.

2. ОБҐРУНТУВАННЯ ТЕМИ. Хімічні дисципліни, що вивчаються студентами І курсу, є обов'язковими дисциплінами в системі медичної освіти.

В організмі людини міститься більше 70 хімічних елементів та більше 40 елементів входять до складу лікарських засобів, тому важливе значення має вивчення цих елементів.

Натрій, калій, кальцій і магній створюють (разом з хлором) електролітний фон організму. На ці чотири метали припадає 99% (за масою) всіх металів організму. Крім того, вони є активаторами деяких ферментів. Кальцій входить до складу неорганічних речовин кісткової тканини, бере участь у процесах зсідання крові, відіграє важливу роль у скороченнях м'язів.

Натрій, калій, кальцій і магній рівномірно розподілені в організмі по всіх тканинах, але іони К⁺ і Мg²⁺ переважно внутрішньоклітинні іони, а Na⁺ і Са²⁺ зовнішньоклітинні. Сполуки цих елементів застосовуються як лікарські засоби.

Тому матеріал цієї теми є основою для наступного вивчення складних процесів обміну речовин в організмі та їх корекції за допомогою лікарських засобів (біохімія, фізіологія, фармакологія, клінічні дисципліни).

3. МЕТА. Сформувати уявлення про біогенні елементи, якісний та кількісний їх склад в організмі людини (макроелементи, мікроелементи, органогени) та про біосферу. Сформувати уявлення про s-елементи, їх будову, властивості, роль у життєдіяльності організму, застосування сполук s-елементів у медицині. Оволодіти методикою проведення якісних реакцій відкриття катіонів s-елементів у розчинах та біологічних рідинах.

Засвоїти правила безпечної роботи в лабораторії.

Студент повинен знати:

правила техніки безпеки при роботі в лабораторії;

суть понять “біогенні елементи”, “макроелементи”, “мікроелементи”, “органогени”,

суть поняття “біосфера” та роль живої речовини;

зв'язок між вмістом біогенних елементів у довкіллі та в організмі людини;

зв'язок ендемічних захворювань з особливостями біогеохімічних провінцій;

положення в періодичній системі, електронну будову, ступінь окислення, валентність, електронегативність s-елементів;

закономірності зміни фізико-хімічних властивостей s-елементів та їх сполук;

біологічну роль s-елементів в організмі, наслідки надлишку або недостачі катіонів цих елементів;

застосування сполук s-елементів у медицині;

характерні якісні реакції відкриття катіонів калію, натрію, кальцію, магнію та барію;

вміти:

складати електронні формули атомів та іонів s-елементів;

проводити якісні реакції на катіони калію, натрію, кальцію, магнію та барію;

складати рівняння якісних реакцій відкриття s-елементів;

оволодіти навичками:

виявлення катіонів s-елементів (калію, натрію, кальцію, магнію, барію) у розчинах і біологічних рідинах.

4. ОСНОВНІ БАЗОВІ ЗНАННЯ, ВМІННЯ ТА НАВИЧКИ, НЕОБХІДНІ ДЛЯ ЗАСВОЄННЯ ТЕМИ.

1) Поняття про біосферу у світлі вчення В.І. Вернадського.

2) Поняття про макрота мікроелементи.

3) Принципи побудови електронних формул.

4) Періодична система Д.І. Менделєєва.

(Матеріал шкільної програми з хімії та біології).

5. ОРІЄНТОВНА КАРТКА ДЛЯ ПІДГОТОВКИ ДО ЗАНЯТТЯ

(самостійна позааудиторна робота студентів).

Зміст і послідовність дій	Вказівки до навчальних дій
1. Людина і біосфера. 2. Поняття про біогенні елементи.	1.1. Суть вчення В.І. Вернадського про біосферу. 1.2. Роль живої речовини. у біосфері. 1.3. Охорона навколишнього середовища. 1.4. Зв”язок ендемічних захворювань з особливостями біогеохімічних провінцій. 2.1. Органогени. 2.2. Макроелементи. 2.3. Мікроелементи. 2.4. Домішкові елементи.
3. s-Елементи.	3.1 Положення у періодичній системі елементів, будова атомів. 3.2. Електронегативність, ступінь окислення, характер зв'язків 3.3. Властивості s-елементів та їх сполук. 3.4. Зв'язок між місцезнаходженням s-елементів у періодичній системі та їх вмістом в організмі.
4. Біороль s-елементів та застосування їх у медицині.	4.1. Біологічна роль натрію і калію в організмі людини. 4.2. Застосування сполук натрію і калію в медицині. 4.3. Біологічна роль кальцію, барію та магнію в організмі людини. 4.4. Застосування сполук елементів ІІ-А групи в медицині.
5. Характерні якісні реакції відкриття катіонів s-елементів у розчинах та біологічних рідинах.	5.1. Якісна реакція на іон калію. 5.2. Якісна реакція на іон натрію. 5.3. Якісна реакція на іон кальцію. 5.4. Якісна реакція на іон барію.



6. ПИТАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО ОПРАЦЮВАННЯ

(самостійна позааудиторна робота студентів)

1) Вказати правильну електронну формулу, що характеризує валентні електрони s-елементів І-А групи.

а) ns¹; б) ns²; в) 2ns¹; г) 2ns².

2) Чим зумовлена значна подібність елементів І-А групи за властивостями?

а) однаковою будовою зовнішнього електронного шару атомів;

б) однаковою будовою передостаннього електронного шару атомів;

в) збільшенням радіусів атомів;

г) зменшенням потенціала іонізації.

3) Вказати, які окисно-відновні властивості проявляють елементи 1-А групи.

а) відновлювальні; б) окислювальні; в) відновлювальні та окислювальні;

г) не проявляють окисно-відновних властивостей.

4) Вказати характерну ступінь окиснення s-елементів І-А групи у їх сполуках.

а) -1; б) +1; в) +2; г) -2.

5) Вказати, в якому стані знаходяться в організмі людини калій і натрій.

а) у вільному стані;

б) у вигляді комплексних сполук з білками;

в) у вигляді гідратованих іонів.

6) Вибрати правильну електронну формулу для валентних електронів s-елементів ІІ-А групи.

а) ns¹; б) 2ns¹; в) ns²; г) ns¹(n-1).

7) Вказати характерний ступінь окиснення для s-елементів ІІ-А в сполуках

а) +2; б) -2; в) +3; г) +1.

8) Вибрати електронну конфігурацію атома магнію.

а) 1s²2s²2p⁶3s²; 2) 1s²2s²2p⁶; 3) 1s²2s²2p⁶3s¹; 4) 1s²2s²2p⁷3s¹.

9) Вказати, в якому вигляді міститься магній в організмі людини.

а) у вільному стані;

б) у вигляді гідратованих іонів;

в) у вигляді комплексів з білками.

ПРАВИЛЬНІ ВІДПОВІДІ

1) Правильна відповідь а).

У атомів елементів І-А групи відбувається заповнення s-підрівня останнього енергетичного рівня.

2) Правильні відповіді а), б).

Значна подібність властивостей елементів І-А групи обумовлена однаковою будовою останнього та передостаннього електронних шарів атомів (крім літію). На зовнішньому енергетичному рівні атоми лужних металів мають по одному електрону. На передостанньому енергетичному рівні у атома літію міститься 2 е-, а у атомів інших металів - по 8 е-.

3) Правильна відповідь а).

Характерною властивістю елементів І-А групи є те, що їх атоми віддають валентні s-електрони, проявляючи при цьому відновні властивості, які у групі у напрямку зверху вниз (у зв`язку із зменшенням потенціалу іонізації) посилюються.

4) Правильна відповідь б).

Атоми s-елементів І-А групи характеризуються подібною будовою електронних оболонок. У них тільки один електрон може брати участь в утворенні хімічного зв`язку, ступінь окиснення завжди постійний і дорівнє +1.

5) Правильна відповідь в).

6) Правильна відповідь а).

У елементів ІІ-А групи на зовнішньому енергетичному рівні на s-підрівні міститься по два валентних електрони.

7) Правильна відповідь а).

У нормальному стані у атомів ІІ-А групи немає неспарених електронів. Але при переході атома у збуджений стан один із зовнішніх s-електронів переміщується на р-підрівень і з`являються два неспарених електрони, що і визначає характерний для цих елементів ступінь окиснення +2 у їх сполуках.

8) Правильна відповідь а).

9) Правильні відповіді б), в).

У біологічних рідинах і тканинах організму магній знаходиться як у вигляді катіонів Мg²⁺, так і в сполуках з білками.

Так, у деяких металоферментах магній є кофактором.

7. ВКАЗІВКИ ДО РОБОТИ СТУДЕНТІВ НА ЗАНЯТТІ.

Ознайомлення з правилами техніки безпеки при роботі в хімічній лабораторії.

При виконанні лабораторної роботи студенти повинні дотримуватися правил внутрішнього розпорядку та техніки безпеки. Кожний студент після ознайомлення з правилами техніки безпеки ставить свій підпис у журналі реєстрації інструктажу.

Ознайомлення з правилами виконання та оформлення протоколів лабораторних робіт.

Перед кожним лабораторно-практичним заняттям студенту необхідно вивчити теоретичний матеріал згідно з питаннями орієнтовної картки методичних вказівок з цієї теми.

Для самопідготовки слід користуватися рекомендованою літературою, конспектами лекцій та збірником методичних вказівок.

При оформленні протоколу лабораторної роботи в зошиті для лабораторних робіт треба записувати дату, тему та мету заняття, послідовність виконання роботи, результати дослідів, рівняння проведених реакцій та висновки.

Ознайомлення з правилами виконання дослідів у якісному аналізі.

1) Не дозволяється висипати чи виливати невикористані реактиви у реактивну склянку з метою дотримання чистоти реактиву.

2) Сухі речовини зі склянки потрібно брати спеціально призначеним для цього шпателем.

3) Не залишати на тривалий час реактиви відкритими. Корки від склянок класти на стіл зовнішньою поверхнею донизу. Не допускається плутати корки від різних склянок.

4) Особливу увагу в аналітичних дослідженнях слід приділяти чистоті посуду. Реакції слід проводити лише в чистому посуді.

5) Потрібно чітко дотримуватися умов виконання аналітичної реакції, звертати увагу на кількість і концентрацію реактивів, зазначених у методичці.

6) Досліди з концентрованими кислотами проводити тільки у витяжній шафі.

7) Осад після проведення досліду не залишати надовго, а відразу розчинити у відповідному реактиві і вимити посуд.

8) Якщо в процесі аналізу осад або розчин потрібно залишити хоча б на короткий час, то на посудині, в якій він знаходиться, слід зробити відповідний напис.

Проведення якісних реакцій на катіони s-елементів

1) Проведення якісної реакції на катіон калію. Реакція з гідротартратом натрію NaHC₄H₄O₆

У пробірку внести 1 мл розчину солі калію і додати такий же об'єм розчину гідротартрату натрію. Для випадання осаду слід обережно потерти скляною паличкою внутрішню стінку пробірки. Випадає білий кристалічний осад гидротартрату калію.

КNО₃ + NaНС₄Н₄О₆ = КНС₄Н₄О₆v + NaNО₃

К⁺ + НС₄Н₄О₆^-= КНС₄Н₄О₆v



Подіяти на одержаний осад сильною минеральною кислотою, оцтовою кислотою та лугом. Написати рівняння реакцій розчинення осаду у лугах та сильних кислотах у молекулярному і короткому іонному вигляді.

Зробити висновок про умови відкриття катіона калію.

2) Проведення якісної реакції на катіон натрію. Реакція з гідроксиантимонатом (V) калию К[Sв(ОН)₆].

У пробірку внести 1 мл розчину солі натрію, додати стільки ж розчину гексагідроксиантимонату (V) калію. Для утворення осаду слід потерти скляною паличкою стінку пробірки та охолодити розчин. Утворюється білий кристалічний осад гексагидроксиантимонату (V) натрію Na[Sв(ОН)₆]. Цю реакцію використовують для осадження іонів натрію з сироватки крові або плазми при визначенні натрію в крові:

NaNО₃ + К[Sв(ОН)₆] = Na[Sв(ОН)₆]v + КNО₃

Na⁺ + [Sв(ОН)₆] = Na[Sв(ОН)₆]v

Подіяти на одержаний осад сильною мінеральною кислотою та лугом. Написати рівняння реакцій у молекулярному та іонному вигляді, враховуючи розчинення осаду в лужному середовищі та розкладання реактиву у кислому середовищі з утворенням білого аморфного осаду метасурмяної кислоти HSbO₃.

Зробити висновок про умови відкриття іона натрію.

3) Проведення якісної реакції на катіон кальцію. Реакція з оксалатом амонію (NН₄)₂С₂О₄.

У пробірку внести 1 мл розчину солі кальцію (хлориду або нітрату) і додати таку ж кількість розчину оксалату амонію. Випадає білий кристалічний осад оксалату кальцію:



СаСl₂ + (NН₄)₂С₂О₄ = 2NН₄Сl + СаС₂О₄v

Са²⁺ + С₂О₄² = СаС₂О₄v

Реакція використовується для визначення кальцію у сечі та крові.

Подіяти на осад сильною мінеральною та оцтовою кислотами. Написати рівняння реакції розчинення осаду в мінеральній кислоті у молекулярному та короткому іонному вигляді. Зробити висновок про умови відкриття катіона кальцію дією оксалату амонію.

4) Проведення якісної реакції на катіон барію. Реакція з сульфатом натрію або сірчаною кислотою.

У пробірку внести 1 мл розчину солі барію і додати таку ж кількість розчину сульфату натрію або сірчаної кислоти. Утворюється білий кристалічний осад:

ВаСІ₂ + Na₂SО₄ = ВаSО₄v + 2NaСІ

Ва²⁺ + SО₄²= ВаSО₄v

Подіяти на осад сульфату барію сильною мінеральною кислотою.

Зробити висновок про умови відкриття катіона барію.

Оформлення протоколу лабораторної роботи.

Записати у зошит необхідні рівняння реакцій та висновки до кожного з дослідів.

8. ЛІТЕРАТУРА.

1. Мороз А.С., Луцевич Д.Д., Яворська Л.П. Медична хімія. -В: НОВА КНИГА, 2006, с. 20-45, 210-224.

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

3. Хухрянский В.Г., Цыганенко А.Я., Павленко Н.В. Химия биогенных элементов.-К: Вища школа, 1990, с. 8-68.

4. Біонеорганічна, фізколоїдна і біоорганічна хімія. Вибрані лекції. За ред. проф. Л.О. Гоцуляка. -О.: Одеський медуніверситет, 1999, с. 16-25.

5. Глинка Н.Л. Общая химия. -Л: Химия, 1984.

ЗАНЯТТЯ 1.2

1. ТЕМА. Біогенні р-елементи: біологічна роль, застосування в медицині.

2. ОБГРУНТУВАННЯ ТЕМИ. До р-елементів належать органогени вуглець, азот, кисень, фосфор, сірка, з атомів яких побудовані основні органічні сполуки організму людини - білки, жири, вуглеводи, полінуклеотиди. р-Елемент хлор бере участь у створенні електролітного фону організму, підтриманні осмотичного тиску позаклітинної рідини. Мікроелементи селен і йод здійснюють регуляторну і транспортну функцію. Бром бере участь у регуляції процесів збудження і гальмування.

Сполуки багатьох р-елементів застосовуються як лікарські засоби.

Тому матеріал цієї теми є основою для наступного вивчення складних процесів обміну речовин в організмі та їх корекції за допомогою лікарських засобів (біохімія, фізіологія, фармакологія, клінічні дисципліни).

3. МЕТА. Сформувати уявлення про р-елементи, іх будову, властивості, роль у життєдіяльності організму, застосування сполук р-елементів у медицині. Оволодіти методикою проведення якісних реакцій відкриття катіонів р-елементів у розчинах та біологічних рідинах.

Студент повинен знати:

положення в періодичній системі, електронну будову, ступінь окислення, валентність, електронегативність р-елементів;

закономірності зміни фізико-хімічних властивостей р-елементів та їх сполук;

біологічну роль р-елементів в організмі, наслідки надлишку або недостачі катіонів цих елементів;

застосування сполук р-елементів у медицині;

характерні якісні реакції відкриття катіонів алюмінію та амонію, карбонат-, нітрит-, сульфат-, тіосульфат-іонів;

вміти:

складати електронні формули атомів та іонів р-елементів ;

проводити якісні реакції на катіони алюмінію, амонію, аніонів: карбонат-, нітрит-, сульфат-, тіосульфат-іони;

складати рівняння якісних реакцій відкриття р-елементів;

оволодіти навичками:

виявлення катіонів та аніонів, до складу яких входять р-елементи, у розчинах і біологічних рідинах.

5. ОРІЄНТОВНА КАРТКА ДЛЯ ПІДГОТОВКИ ДО ЗАНЯТТЯ

(самостійна позааудиторна робота студентів).

Зміст і послідовність дій	Вказівки до навчальних дій
1. р-Елементи.	1.1. Положення у періодичній системі елементів, будова атомів. Електронна будова атомів. 1.2. Електронегативність, ступінь окислення, характер зв'язків. 1.3. Кислотно-основні та окисно-відновні властивості p-елементів та їх сполук.
2. Біороль p-елементів та застосування їх у медицині.	2.1. Біологічна роль р-елементів ІІІ-А та ІV-А груп в організмі людини. 2.2. Біологічна роль р-елементів V-А групи в організмі людини. 2.3. Біологічна роль р-елементів VІ-A VІІ-A груп в організмі людини. 2.4. Застосування сполук елементів р-елементів у медицині.
3. Характерні аналітичні реакції відкриття іонів p-елементів у розчинах та біологічних рідинах.	3.1. Якісна реакція на катіон алюмінію (ІІІ-А група). 3.2. Якісна реакція на іон, який містить Карбон (ІV-А група). 3.3. Якісні реакції на іони, які містять Нітроген (V-A група). 3.4. Якісна реакція на іони, що містять Сульфур (VІ-A група).

6. ПИТАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО ОПРАЦЮВАННЯ (самостійна позааудиторна робота студентів)

1. Вказати правильну електронну формулу, що характеризує валентні електрони р-елементів ІІІ-А групи

а) 2ns²2p²; б) ns²np¹; в) ns³np⁴; г) ns¹np⁵.

2. Вказати правильну електронну формулу, що характеризує валентні електрони р-елементів ІV-А групи

а) ns²np²; б) ns¹2p²; в) ns³np¹; г) ns²np⁰.

3. Вказати правильну електронну формулу, що характеризує валентні електрони р-елементів V-А групи

а) ns²np⁴; б) ns¹p³; в) ns²np³; г) ns².

4. Вказати правильну електронну формулу, що характеризує валентні електрони р-елементів VІ-А групи

а) ns²np⁴; б) ns¹2p³; в) ns²np⁵; г) ns²np².

5. Вказати правильну електронну формулу, що характеризує валентні електрони р-елементів VІІ-А групи

а) ns²np⁵; б) ns¹2p⁴; в) ns²np⁶; г) ns⁰np⁶.

6. Вказати, чим обумовлена амфотерність сполук елементів ІІІ-А групи

а) характером хімічного зв'язку;

б) зміною радіуса іона;

в) зміною радіуса атома;

г) зміною окисно-відновного потенціала.

7. Пояснити, чому аналоги азоту здатні проявляти вищу валентність, ніж гранична валентність азоту

а) тому, що їх атоми мають валентні d-орбіталі;

б) тому, що їх атоми мають більший радіус, ніж радіус атома азоту;

в) тому, що зменшується значення першого потенціалу іонізації їх атомів;

г) тому, що збільшується заряд ядра.

8. Вказати, чому валентність кисню, як правило, дорівнює двом

а) тому, що кисень менш електронегативний, ніж фтор;

б) тому, що атом кисню не має d-підрівнів;

в) тому, що кисень проявляє неметалічні властивості;

г) тому, що для завершення зовнішнього енергетичного рівня його атому не вистачає двох електронів.

9. Вказати, чи є вуглець органогеном, який утворює структурні компоненти живої клітини

а) є органогеном; б) не є органогеном; в) частково є органогеном.

10. Вказати, які іони р-елементів V-A групи беруть участь у фізіологічних процесах організму людини.

а) NO₂^-; б) H₂PO₄-; в) SbO⁺; г) As³⁺.

ПРАВИЛЬНІ ВІДПОВІДІ

1. Правильна відповідь б).

Атоми елементів ІІІ-А групи: бор, алюміній, галій, індій, талій мають три валентних електрони, з яких два знаходяться на s-підрівні та один на р-підрівні зовнішнього енергетичного рівня.

2. Правильна відповідь а).

Вуглець, кремній, германій, олово та свинець є р-елементами головної підгрупи ІV групи. Атоми цих елементів мають 4 валентні електрони: 2 з них на s-підрівні та 2 на р-підрівні зовнішнього енергетичного рівня (s²p²).

3. Правильна відповідь в).

У атомів азоту, фосфору, миш'яку, сурми, вісмуту на зовнішньому енергетичному рівні п'ять валентних електронів. З них 2 знаходяться на s-підрівні та 3 на р-підрівні.

4. Правильна відповідь а).

У атомів кисню, сірки, селену, телуру, полонію на зовнішньому енергетичному рівні знаходяться шість валентних електронів, з яких два електрони знаходяться на s-підрівні та чотири на р-підрівні.

5. Правильна відповідь а).

Атоми галогенів мають сім валентних електронів: два знаходяться на s-підрівні та п'ять на р-підрівні зовнішнього енергетичного рівня (s²p⁵).

6. Правильна відповідь д).

У сполуках елементів ІІІ-А групи не можна провести чітку межу між іонним і ковалентним характером хімічного зв'язку. Бор завдяки високим потенціалам іонізації у сполуках утворює ковалентні зв'язки, хоча він може також утворювати кристалічні модифікації, здатні проводити електричний струм. У алюмінію велика різниця між потенціалами іонізації електрона зр¹(5,8 еВ) та 3s² (І₂= 18,82 еВ, І₁ = 28,44 еВ). Тому він утворює ковалентні зв'язки. Лише при високих температурах (біля 1000⁰С) можуть протягом короткого часу існувати сполуки з іонним типом зв'язку. Утворення зв'язку у талію та його аналогів відбувається приблизно з таким же енергетичним ефектом, як і в алюмінію. Але складність збудження пари s²-електронів у галію, індію, талію збільшується, і різниця між потенціалами іонізації np¹-електрона та ns²-електронів різко зростає. Одночасно від галію до талію зростає радіус іона із зарядом 3+. Це призводить до того, що у гідроксиду талію (ІІІ) переважають основні властивості, а гідроксид талію (І) подібний до їдкого натру. У гідроксиду талію (І) зв'язок Тl-O близький до іонного.

7. Правильна відповідь а).

Азот значно відрізняється за властивостями від фосфору, миш'яку, сурьми, вісмуту (як і взагалі перші елементи головних підгруп). Це пояснюється малими розмірами атома, невеликою кількістю електронів та відсутністю d-орбіталей. Наявність цих орбіталей у інших елементів головної підгрупи V групи обумовлює можливість переходу на d-орбіталь sі р-електронів. Тому аналоги азоту здатні виявляти більш високу валентність.

8. Правильна відповідь б).

Атом кисню відрізняється від атомів інших елементів підгрупи відсутністю d-підрівня на зовнішньому енергетичному рівні. Збільшення кількості неспарених електронів можливе тільки шляхом переходу одного з електронів на наступний енергетичний рівень. Але такий перехід вимагає дуже великої затрати енергії, яка не компенсується енергією, що виділяється при утворенні нових зв'язків. Тому за рахунок неспарених електронів атом кисню може утворювати не більше двох ковалентних зв'язків. У сірки та інших елементів підгрупи число неспарених електронів в атомі може бути збільшене шляхом переходу sі p-електронів на d-підрівень зовнішнього шару. Тому ці елементи проявляють валентність, що дорівнює не тільки двом, а також і 4 та 6.

9. Правильна відповідь а).

Особлива роль Карбону (вуглецю) обумовлена властивостями його атома. Зв'язки в його сполуках завжди ковалентні. Атоми Карбону (вуглецю) в одній і тій же сполуці здатні виконувати роль акцептора і донора електронів. З біохімічної точки зору дуже важливим є те, що всі хімічні зв'язки, які утворює Карбон (вуглець), досить міцні і одночасно здатні легко розриватися (лабільні зв`язки) в біохімічних реакціях.

10. Правильна відповідь б).

Дигідроортофосфат-іони Н₂РО₄є складовою частиною фосфатної буферної системи крові, сечі, міжклітинної рідини.

7. ВКАЗІВКИ ДО РОБОТИ СТУДЕНТІВ НА ЗАНЯТТІ.

Проведення якісної реакції на катіон алюмінію. Реакція з розчином лугу.

У пробірку налити 1 мл розчину солі алюмінію і краплями додати розчин лугу до утворення білого аморфного осаду.

AlCl₃ + 3 NaOH = Al(OH)₃v + 3 NaCl

Al³⁺+ 3 OH^- = Al(OH)₃v

Випробувати дію на осад сильної мінеральної кислоти та лугу.

Написати рівняння реакцій розчинення осаду в мінеральній кислоті та надлишку лугу в молекулярному і короткому іонному вигляді.

Проведення якісної реакції на карбонат-іон. Реакція з мінеральними кислотами.

У пробірку налити 1 мл розчину карбонату натрію, додати 2 мл розчину соляної кислоти та швидко закрити пробірку пробкою з газовідвідною трубкою. Кінець трубки опустити в пробірку з вапняною або баритовою водою. Відзначити, що спостерігається.



CO₂^

а) Na₂CO₃ + 2 HCl = 2 NaCl + H₂CO₃

H₂O

CO₃^2- + 2 H⁺ = CO₂^ + H₂O

б) Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃v + H₂O

Ca²⁺ + 2 OH^- + CO₂ = CaCO₃v + H₂O

в) CaCO₃v + CO₂ + H₂O = Ca(HCO₃)₂

CaCO₃v + CO₂ + H₂O = Ca²⁺ + 2 HCO₃^-

Проведення якісної реакції на катіон амонію. Реакція з розчином лугу.

У пробірку налити 0,5 мл розчину солі амонію і стільки ж концентрованого розчину лугу. Вміст пробірки нагріти. До отвору пробірки піднести змочений водою фенолфталеїновий індикаторний папірець. Поява забарвлення свідчить про наявність в розчині іонів амонію.

У пробірці: NH₄⁺ + OH^- NH₃ · H₂O NH₃^ + H₂O,

на папірці: NH₃ + H₂O NH₃ · H₂O NH₄⁺ + OH^-

Проведення якісної реакції на нітрит-іон. Реакція з розчином перманганату калію.

У пробірку налити 1 мл розчину нітриту натрію, додати таку ж кількість розчину сірчаної кислоти з молярною концентрацією 2 моль/л та краплями розчин КмnO₄.

Спостерігається знебарвлення розчину перманганату калію

NO₂^- 2е^- + H₂O > NO₃^- + 2 H⁺ 5

MnO₄^- + 5е^- + 6 H⁺ > Mn²⁺ + 4 H₂O 2

5 NO₂^- + 2 MnO₄^- + 6 H⁺ = 5 NO₃^- + 2 Mn²⁺ + 3 H₂O

5 KNO₂ + 2 KMnO₄^- + 3 H₂SO₄ = 5 KNO₃ + 2 MnSO₄ + K₂SO₄ + 3 H₂O



Проведення якісної реакції на сульфат-іон. Реакція з розчином хлориду барію.

У пробірку налити 1 мл розчину сульфату натрію або калію, додати розчин хлориду барію до утворення білого дрібнокристалічного осаду сульфату барію.

Na₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄v + 2 NaCl

Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO₄v

Випробувати дію на осад соляної або азотної кислоти.

Зробити висновок про умови відкриття сульфат-іона.

Проведення якісної реакції на тіосульфат-іон. Реакція з мінеральними кислотами.

У пробірку налити 1 мл розчину тіосульфату натрію, додати стільки ж розчину соляної кислоти з молярною концентрацією 2 моль/л. Суміш злегка нагріти та спостерігати утворення жовтуватого осаду вільної сірки.

Na₂S₂O₃ + 2 HCl = Sv + H₂SO₃ + 2 NaCl

S₂O₃^2- + 2 H⁺ = Sv + H₂SO₃

Оформлення протоколу лабораторної роботи.

Записати у зошит необхідні рівняння реакцій та висновки до кожного з дослідів.

8. ЛІТЕРАТУРА.

1. Мороз А.С., Луцевич Д.Д., Яворська Л.П. Медична хімія. -В: НОВА КНИГА, 2006, с. 257-283.

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

3. Хухрянский В.Г., Цыганенко А.Я., Павленко Н.В. Химия биогенных элементов.-К: Вища школа, 1990, с. 120-173.

4. Глинка Н.Л. Общая химия. -Л: Химия, 1984.

ЗАНЯТТЯ 1.3

1. ТЕМА. Біогенні d-елементи : біологічна роль, застосування в медицині.

2. ОБГРУНТУВАННЯ ТЕМИ. Біологічна роль d-елементів обумовлена їх здатністю брати участь в лігандообмінних, гетерогенних, протолітичних реакціях. До особливо поширених і важливих в людському організмі та для фармакології слід віднести d-елементи І-Б групи мідь, срібло, золото, ІІ-Б групи цинк, кадмій, ртуть та VІ-Б групи хром і молібден. З елементів підгрупи мангану найбільше практичне значення має сам манган.

З елементів родини заліза важливе значення мають залізо, кобальт і нікель.

Знання будови атомів та властивостей d-елементів та їх сполук необхідні студентам-медикам для засвоєння багатьох розділів біохімії, фармакології, фізіології та спеціальних дисциплін. Розуміння ролі їх сполук та метаболічних реакцій неможливе без попереднього вивчення властивостей елементів та їх простих сполук.

3. МЕТА. Сформувати уявлення про d-елементи, їх будову, властивості, роль у життєдіяльності організму, застосування сполук цих d-елементів у медицині.

Оволодіти методикою проведення якісних реакцій відкриття катіонів d-елементів у розчинах та біологічних рідинах.

Студент повинен знати:

положення в періодичній системі, електронну будову, ступінь окислення, валентність, електронегативність d-елементів;

закономірності зміни фізико-хімічних властивостей d-елементів та їх сполук;

біологічну роль d-елементів в організмі, наслідки надлишку або недостачі катіонів цих елементів;

застосування сполук d-елементів у медицині;

характерні якісні реакції відкриття катіонів d-елементів;

вміти:

складати електронні формули атомів та іонів d-елементів груп;

проводити якісні реакції на катіони срібла, міді, цинку, заліза, перманганат-іон;

складати рівняння якісних реакцій відкриття цих d-елементів;

оволодіти навичками:

виявлення катіонів d-елементів у розчинах і біологічних рідинах.

5. ОРІЄНТОВНА КАРТКА ДЛЯ ПІДГОТОВКИ ДО ЗАНЯТТЯ

(самостійна позааудиторна робота студентів).

Зміст і послідовність дій	Вказівки до навчальних дій
1. d-Елементи	1.1 Положення у періодичній системі елемен-тів, будова атомів. Електронна будова атомів. 1.2. Електронегативність, ступінь окиснення, характер зв'язків. Координаційні числа. 1.3. Кислотноосновні та окисно-відновні влас-тивості сполук цих елементів у порівнянні з властивостями сполук елементів головних підгруп.
2. Біороль d-елементів та застосування їх у медицині.	2.1. Біологічна роль d-елементів в організмі людини. 2.2. Застосування сполук d-елементів у медицині.
3. Характерні аналітичні реакції відкриття іонів d-елементів у розчинах та біологічних рідинах.	3.1. Якісна реакція на катіон срібла. 3.2. Якісна реакція на катіон міді (І). 3.3. Якісна реакція на катіон цинку. 3.4. Якісна реакція на перманганат-іон. 3.5. Якісна реакція на катіон заліза (ІІІ).

6. ПИТАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО ОПРАЦЮВАННЯ (самостійна позааудиторна робота студентів)

1) Вказати правильну електронну формулу, що характеризує валентні електрони атома хрому

а) 3d⁵ 4 s² в) 3d⁴ 4s²

б) 3d⁵ 4s¹ г) 4d⁴ 4s²

2) Вказати найбільш характерні ступені окиснення елементів І-Б групи у сполуках у порядку зростання заряду ядра їх атомів

а) +1, +2, +3 в) +2, +3, +3

б) +2, +1, +3 г) +1, +1, +1

3) Вказати найхарактерніші ступені окиснення цинку, кадмію і ртуті

а) +2, +2, +1 в) +2, +2, 0

б) +2, +2, +2 г) +2, 0, 0.

4) Вказати, який характер зв'язку проявляється у кристалах хлоридів металів ІІ-Б групи

а) полярний ковалентний; в) іонний;

б) неполярний ковалентний; г) металічний.

5) Вказати, в якому стані міститься мідь в організмі людини

а) у вільному стані;

б) у вигляді гідратованих іонів Cu²⁺

в) у вигляді комплексів з білками, що містять мідь, яка має ступінь окиснення +1 і +2;

г) у вигляді комплексів з білками, що містять мідь, яка має ступінь окиснення +2.

6. Пояснити, чому при додаванні до осаду гідроксиду міді розчину аміаку відбувається розчинення осаду і розчин набуває інтенсивно синього забарвлення

а) тому, що рН розчину стає слабо лужним;

б) тому, що утворюється купрат-іон [Cu(OH)₄]^2-;

в) тому, що утворюються іони [Cu(NH₃)₄]²⁺;

г) тому, що утворюються іони [Cu(H₂O)₆]²⁺.

7) Вказати, які найбільш характерні ступені окиснення проявляють залізо, кобальт, нікель у сполуках

а) +3,+2,+3 в) +3,+3,+2

б) +3,+2,+2 г) +2,+3,+3

8) Вказати, які ступені окиснення характерні для елементів родини заліза у їх комплексних сполуках з білками в живих організмах

а) +2; б) +3; в) +2 і +3; г) +1,+2,+3.

9) Вказати, який ступінь окиснення характерний для сполук марганцю в організмі людини.

а) 0; б) +2; в) +4; г) 7.

ПРАВИЛЬНІ ВІДПОВІДІ

1. Правильна відповідь б).

Хром знаходиться у VІ групі у 4 періоді, тому у його атомі заповнюється 3d-підрівень, а число валентних електронів (s та d) повинно дорівнювати шести. Оскільки в атомі хрому відбувається перескок одного електрона з 4s-підрівня на 3d-підрівень, у нього утворюється стійкий, наполовину заповнений 3d-підрівень.

2) Правильна відповідь б).

3) Правильна відповідь в).

У побічній підгрупі ІІ групи потенціал іонізації від цинку до ртуті збільшується, схильність до окиснення, а значить і стабільність катіонів зменшується. Тому, якщо для цинку характерний ступінь окиснення 2+, то для ртуті більш стабільним є стан зі ступенем окиснення 0. Так, ртуть можна перевести у розчинний стан тільки сильними окисниками, а катіони ртуті Hg²⁺ та Hg₂²⁺ легко відновлюються до вільного металу.

4) Правильна відповідь а).

Хлориди цинку, кадмію та ртуті слід віднести до солей з полярним ковалентним зв'язком. Причому у вказаному ряду полярність зв'язку зменшується. У кристалах солі HgCl₂ доведена наявність молекулярних структур. Такий характер зв'язку можна пояснити високими енергіями іонізації атомів внаслідок стійкого стану повністю заповнених (n-1)d¹⁰ns² атомних орбіталей.

5. Правильна відповідь в).

В організмі людини мідь міститься переважно у вигляді білкових комплексів. Ступінь окиснення міді в них: +1 та +2.

Такі комплекси, насамперед, є ферментами оксидоредуктазами. Участь ферментів, які містять мідь, у перенесенні електронів від субстрату базується на зміні ступеня окиснення атомів міді від +2 до +1.

6) Правильна відповідь в).

У надлишку розчину аміаку гідроксид міді утворює комплексну сполуку аміакат міді, розчинну у воді, яскраво-синього кольору:

Сu(ОН)₂ +4 (NH₃·H₂O) = [Cu(NH₃)₄](OH)₂ + 4H₂O

Cu(OH)₂ + 4(NH₃·H₂O) = [Cu(NH₃)₄]²⁺ + 2OH+4H₂O

7) Правильна відповідь б).

Від заліза до нікеля стабільність сполук з нижчим позитивним ступенем окиснення зростає. Якщо для заліза найбільш характерним є ступінь окиснення +3, то сполуки кобальту (ІІІ) проявляють яскраво виражені окислювальні властивості. Сполуки ж нікелю (ІІІ) настільки нестійкі, що у водних розчинах практично не існують; їх можна одержати, лише подіявши дуже сильним окисником на сполуки нікелю (ІІ). Отже, для заліза більш характерний ступінь окиснення +3, а для кобальту та нікелю +2.

8) Правильна відповідь в).

9) Правильна відповідь б).

7. ВКАЗІВКИ ДО РОБОТИ СТУДЕНТІВ НА ЗАНЯТТІ.

Проведення якісної реакції на катіон срібла (І). Реакція з розчином хлориду або соляною кислотою.

У пробірку внести 1 мл розчину солі срібла і додати такий же об'єм соляної кислоти або солі соляної кислоти. Спостерігається утворення білого осаду хлориду срібла.



AgNO₃ + NaCl = AgCl + NaNO₃

Ag⁺ + Cl= AgCl

Перевірити розчинність осаду у сильних мінеральних кислотах та розчині аміаку.

Написати рівняння реакції розчинення осаду в розчині аміаку. Зробити висновок про умови відкриття іона срібла (І) у вигляді хлориду срібла.

Проведення якісної реакції на катіон міді (ІІ). Реакція з жовтою кров'яною сіллю (калій гексаціаноферратом (ІІ).

У пробірку внести 1 мл розчину солі міді (ІІ) і таку ж кількість розчину калій гексаціаноферрату (ІІ) (жовтої кров'яної солі К₄ [Fe(CN)₆]). Спосетрігається утворення червоно-бурого осаду купрум гексаціаноферрату (ІІ):

2CuSO₄ + К₄ [Fe(CN)₆]) = Cu₂[Fe(CN)₆] + K₂SO₄

2Cu²⁺ + [Fe(CN)₆]⁴= Cu₂[Fe(CN)₆]

Перевірити розчинність осаду у сильних мінеральних кислотах та лугах. Написати рівняння реакцій розчинення осаду в кислотах і лугах. Зробити висновок про умови відкриття катіону міді (І) у вигляді купрум (ІІ) гексаціаноферрату.

Проведення якісної реакції на катіон цинку (ІІ). Реакція з розчином лугу.

У пробирку внести 1 мл розчину солі цинку, краплями додати розчин лугу до утворення осаду.

ZnSO₄ +2NaOH = Zn(ОН)₂ v + Na₂SO₄

Zn²⁺ + 2OH^-= Zn(OH)₂ v



Вміст пробірки поділити на дві частини. До однієї частини додати соляну кислоту, до другої надлишок розчину лугу.

Написати рівняння реакцій розчинення осаду в кислотах та в лугах;

зробити висновок про умови відкриття іона Zn²⁺ в вигляді гідроксиду.

Проведення якісної реакції на катіон заліза (ІІІ). Реакція з розчином роданіду амонію NH₄CNS.

До 1 мл розчину солі заліза (ІІІ) додати такий же об'єм розчину роданіду амонію або калію. Утворюється розчин криваво-червоного кольору.

Fe₂(SO₄)₃ + 6NH₄CNS = 2Fe(CNS)₃ + 3(NH₄)₂SO₄

Fе³⁺ +3CNS- =Fe(CNS)₃

Перевірити дію на роданід заліза (ІІІ) сильної кислоти та лугу. Написати рівняння реакції руйнування роданідів у лужному середовищі. Зробити висновок про умови відкриття катіона заліза (ІІІ) роданід-іоном.

Проведення якісної реакції на перманганат-іон. Реакція з перекисом водню у кислому середовищі.

У пробірку внести 1 мл розчину перманганату калію, додати 2-3 краплі розчину сірчаної кислоти та 5 крапель розчину перикису водню з масовою часткою Н₂О₂ 10%.

Спостерігається знебарвлення розчину перманганату калію.

Cкласти рівняння реакції за схемою:

КМпО₄ + Н₂SO₄ + H₂O₂ MnSO₄ + O₂ + K₂SO₄ + H₂O

Оформлення протоколу лабораторної роботи.

Записати у зошит необхідні рівняння реакцій та висновки до кожного з дослідів.

8. ЛІТЕРАТУРА.

1. Мороз А.С., Луцевич Д.Д., Яворська Л.П. Медична хімія. -В: НОВА КНИГА, 2006, с. 225-256.

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

3. Хухрянский В.Г., Цыганенко А.Я., Павленко Н.В. Химия биогенных элементов.-К: Вища школа, 1990, с. 69-106.

4. Біонеорганічна, фізколоїдна і біоорганічна хімія. Вибрані лекції. За ред. проф. Л.О. Гоцуляка. -О: Одеський медуніверситет, 1999, с. 26-37.

5. Глинка Н.Л. Общая химия. -Л: Химия, 1984.

ЗАНЯТТЯ 1.4

1. ТЕМА. Комплексоутворення в біологічних системах.

2. ОБҐРУНТУВАННЯ TЕМИ. Комплексні сполуки це сполуки з особливою будовою і типом зв'язку. Значна кількість природних сполук є комплексними за будовою, властивостями та біологічною дією. Металоферменти, гемоглобін, міоглобін, вітамін В₁₂, хлорофіл ось приклади фізіологічно активних речовин, що є комлексними сполуками. Особлива група сполук, яка здатна утворювати комплекси з багатьма катіонами, комплексони широко використовуються як лікарські засоби для розчинення каменів нирок, жовчного міхура. Вони застосовуються як стабілізатори при зберіганні крові, так як зв'язують іони металів, що каталізують реакції окиснення; для виведення з організму іонів токсичних металів, радіоактивних ізотопів і продуктів їх розпаду.Знання особливостей будови комплексних сполук необхідні для вивчення біохімії, фармакології, гігієни, дисциплін медичного профілю.

3. МЕТА. Сформувати уявлення про особливості будови, властивості комплексних сполук та їх значення для життєдіяльності організму людини; навчитися проводити реакції комплексоутворення.

Студент повинен знати:

характер зв'язків та будову комплексних сполук;

класифікацію комплексних сполук;

роль комплексних сполук у процесах життєдіяльності;

суть металолігандного гомеостазу;

комплексони та їх застосування в медицині;

вміти:

складати формули комплексних сполук, визначати їхні складові частини (комплексоутворювач, ліганди, комплексний іон);

складати рівняння дисоціації комплексних сполук;

складати рівняння реакцій, що характеризують властивості комплексних сполук;

оволодіти навичками:

проведення реакцій комплексоутворення.

4. ОСНОВНІ БАЗОВІ ЗНАННЯ, ВМІННЯ І НАВИЧКИ, НЕОБХІДНІ ДЛЯ ЗАСВОЄННЯ ТЕМИ.

1) Поняття про комплексні сполуки.

(Матеріал шкільної програми та попередніх занять з хімії)

5. ОРІЄНТОВНА КАРТКА ДЛЯ САМОПІДГОТОВКИ ДО ЗАНЯТТЯ (самостійна позааудиторна робота студентів)

Зміст і послідовність дій	Вказівки до навчальних дій
1. Будова комплексних сполук	1.1. Теорія будови комплексних сполук 1.2. Природа хімічних зв'язків у комплексних сполуках 1.3. Дисоціація комплексних сполук. Константа нестійкості комплексного іона.
2. Класифікація комплексних сполук	2.1. Класифікація за зарядом внутрішньої сфери. 2.2. Класифікація за природою лігандів. 2.3. Внутрішньокомплексні сполуки. 2.4. Поліядерні комплекси.
3. Біологічно активні природні комплекси.	3.1. Залізо-, кобальто-, міде-, цинковмісні біокомплексні сполуки. 3.2. Металолігандний гомеостаз та його порушення.
4. Комплексони та їх застосування в медицині.	4.1 Властивості та застосування Трилону Б (комплексону ІІІ).
5. Реакції комплексоутворення.	5.1 Утворення аміно-, аквата гідроксокомплексів. 5.2 Отримання комплексних сполук реакцією обміну. 5.3 Вплив розчинника на стійкість комплексної сполуки.

6. ПИТАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО ОПРАЦЮВАННЯ (самостійна позааудиторна робота студентів)

1) Координаційне число - це:

а) число зв'язків, за допомогою яких ліганди безпосередньо сполучені з комплексоутво-рювачем;

б) число місць, які ліганди займають у внутрішній координаційній сфері комплексу;

в) число реальних або умовних частинок, які вміщує 1 моль речовини;

г) сумарне число нуклонів у ядрі.

2) Вказати комплексоутворювач, його ступінь окиснення, координаційне число та заряд комплексного іона у сполуці K[Cr(H₂O)₂ (CN)₄]

а) К, +I, 4, -I б) Сr, +3, 6, -І в) Н₂О, 0, 6, -I г) Сr, +2, 4, 0

3) Який вид хімічного зв'язку утворюється між комплексоутворювачем і лігандами у більшості комплексних іонів?

а) іонний; б) ковалентний; в) водневий; г) металічний.

4) Константи нестійкості (К_H) ціанідних комплексів деяких металів мають такі значення:

K_H[Ag(CN)₂]= 1•10^-21 K_H[Cd(CN)₄]²=7,7•10^-18

K_H[Fe(CN)₆]⁴= 1•10^-24 K_H[Hg(CN)₄]²= 3•10^-42

Визначити, катіон якого металу утворює найстійкіший ціанідний комплекс.

а) Ag⁺; б) Cd²⁺; в) Нg²⁺; г) Fe²⁺.

5) Вказати, які з іонів Fe²⁺, Fe³⁺, Cl^-, HCO₃^-, K⁺, Ca²⁺, Na⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ є комплексоутворювачами у ферментах.

а) K⁺, Na⁺, Cl^-; б) K⁺, Ca²⁺, Na⁺; в) Fe²⁺, Fe³⁺, Ca²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺; г) Cl^-, HCO₃^-.

6) Яка функція не характерна для гемоглобіну?

а) зв'язування молекул кисню іонами феруму (ІІ) та перенесення його з легень до м'язів;

б) передача кисню до молекули міоглобіну в м'язах ;

в) зв'язування молекул вуглекислого газу та перенесення його до легень;

г) перенесення електронів.

ПРАВИЛЬНІ ВІДПОВІДІ

1) Правильна відповідь а).

2) Правильна відповідь б).

Комплексоутворювачем є хром (ІІІ), координаційне число (кількість лігандів Н₂О і СN^-) дорівнює 6, заряд комплексного іона буде -1:

4 • (-1) + (+3) + 2 • (0) = -1

3) Правильна відповідь б).

Переважний вид хімічного зв'язку між комплексоутворювачем і лігандами це ковалентний зв'язок, утворений за донорно-акцепторним механізмом. Найчастіше ліганди це донори електронних пар, а комплексоутворювач акцептор.

4) Правильна відповідь в).

Константа нестійкості комплексного іона це константа його дисоціації, отже, чим більше значення константи, тим краще дисоціює комплексний іон, тим менша його стійкість. Цианід Меркурію (Нg²⁺) має найменше значення константи, тому він є найстійкішим.

5) Правильна відповідь в).

Комплексоутворювачами у складі ферментів та інших білків найчастіше виступають іони d-елементів. Крім цього, кальцій і натрій в організмі частіше зустрічаються у вигляді вільних іонів, ніж у вигляді сполук з білками.

6) Правильна відповідь г).

На відміну від міоглобіну, функцією якого є тільки перенесення кисню, гемоглобін має декілька функцій. Крім транспорту кисню, гемоглобін переносить від 3 до 10 % вуглекислого газу від тканин у вигляді карбамінової форми, де вуглекислий газ вступає в реакцію з N-кінцем поліпептидного ланцюга глобіну. Віддача кисню гемоглобіном стимулюється підвищеною концентрацією іонів водню, що вступають в реакцію з гемоглобіном. Таким чином, гемоглобін переносить H⁺ з тканин до легень. При приєднанні кисню у нормі не відбувається окислення Fe²⁺ до Fe³⁺ (гемоглобін, у якому залізо знаходиться у окисленій формі, втрачає здатність переносити кисень). Тому, на відміну від цитохромів, гемоглобін не переносить електрони.

7. ВКАЗІВКИ ДО РОБОТИ СТУДЕНТІВ НА ЗАНЯТТІ.

Одержання аміакату міді..

До розчину солі Cu²⁺ додати краплями розчин NH₄OH. Одержаний осад гідроксиду міді розчинити у надлишку реактиву NH₄OH. при цьому утворюється сполука, яка містить комплексний іон [Cu(NH₃)₄]²⁺.

Написати рівняння цієї реакції.та назвати одержану комплексну сполуку.

Випробувати дію сильних кислот на розчин, що містить катіон тетрааміакату міді (ІІ). Написати рівняння реакцій руйнування комплексу у кислому середовищі

Одержання гідроксисолі олова.

До розчину солі олова Sn²⁺ додати розчин лугу. Утворений осад гідроксиду олова розчинити в надлишку реактиву. Утворюється комплексна сполука, яка містить комплексний іон [Sn(OH)₄]^2-.

Написати рівняння реакції утворення комплексної сполуки та назвати її.

Одержання комплексної сполуки реакцією обміну.

До розчину FeCl₃ додати декілька крапель розчину калій гексаціаноферрату (ІІ) (жовтої кров'яної солі) К₄[Fe(CN)₆]

Утворюється осад синього кольору - "берлінська лазурь" Fe₄[Fe(CN)₆]_3.

Написати рівняння реакції утворення комплексної сполуки та назвати її.

Перевірити розчинність осаду у сильних кислотах і лугах.

Написати рівняння реакції розчинення осаду.

Визначення впливу розчинника на стійкість комплексної сполуки.

До 1 мл розчину солі кобальта додати стільки ж розчину роданіду амонію NH₄SCN.

Утворюється комплексна сполука (NH₄)₂[Co(SCN)₄] яскраво-червоного кольору.

Написати рівняння цієї реакції.та назвати одержану комплексну сполуку.

Розчин розділити на дві частини. до першої додати аміловий спирт, до другої - воду. Порівняти забарвлення одержаних розчинів та стійкість комплексів у аміловому спирті та у воді.

Оформлення протоколу лабораторної роботи.

Записати у зошит необхідні рівняння реакцій та назви комплексних сполук, зробити висновки.

8. ЛІТЕРАТУРА.

1. Мороз А.С., Луцевич Д.Д., Яворська Л.П. Медична хімія. -В: НОВА КНИГА, 2006 с. 46-86.

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

3. Глинка Н.Л. Общая химия. -Л: Химия, 1984.

4. Біонеорганічна, фізколоїдна і біоорганічна хімія. Вибрані лекції. За ред. проф. Л.О. Гоцуляка. -Одеса: Одеський медуніверситет, 1999, с. 32-34.

5. Селезнёв К.А. Аналитическая химия. М., Химия, 1973, с. 54-61.

ЗАНЯТТЯ 1.5

1. ТЕМА: Величини, що характеризують кількісний склад розчинів.

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