МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГАОУ ВО «КРЫМСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ В.И.ВЕРНАДСКОГО»
МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ С.И. ГЕОРГИЕВСКОГО
Медицинской и фармацевтической химии
Кафедра
МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ
ПО АУДИТОРНЫМ ЗАНЯТИЯМ
УТВЕРЖДАЮ:
Зав. кафедрой
Кацев А.М., профессор
(Ф.И.О., звание)
(подпись)
«28» __августа__ 2015 г.
« » ___________ 20
г.
« » ___________ 20
г.
Основная образовательная программа:
Курс:
1
лабораторный практикум
Вид аудиторных занятий:
Дисциплина:
Тема:
Лечебное дело
Химия
Комплексные соединения. Комплексообразование в биологических системах.
Метод комплексонометрии.
Куратор темы:
Наумова Н.В., ассистент,
, 28.08.15.
(Ф.И.О., должность, подпись, дата)
Обсуждено на заседании кафедры «
»____________20
г., протокол №____
Обсуждено на заседании кафедры «
»____________20
г., протокол №____
Обсуждено на заседании кафедры «
»____________20
г., протокол №____
г. Симферополь
1. Актуальность темы:
Комплексные соединения играют большую роль при изучении биологическиактивных соединений, знание которые необходимо для понимания механизмов
биохимических процессов, проходящих в организме человека. Например, было
установлено, что некоторые витамины в комплексах с кобальтом, медью, марганцем,
никелем заметно увеличивают свою физиологическую активность. Гемоглобин,
хлорофилл зеленых растений, витамин В12 представляют собой комплексные соединения,
знание свойств которых необходимо при изучении биологии, биохимии и клинических
дисциплин.
В настоящее время комплексные соединения широко применяются в
клиниках (хелатотерапия отравлений солями тяжелых металлов, таких как ртуть, свинец),
в сельском хозяйстве (удобрения, средства защиты растений от различных болезней), в
клинических и санитарно-гигиенических исследованиях (комплексонометрия).
Комплексонометрия – это метод объёмного анализа, в котором в качестве титрованных
растворов применяют органические реагенты – комплексоны, представляющие собой
аминополикарбоновые кислоты. Чаще всего применяется комплексон Ш или трилон Б
(дигидрат натриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты). Важной
характеристикой его свойств является способность мгновенно образовывать прочные,
растворимые в воде внутрикомплексные соединения почти со всеми катионами. На этом
принципе основан метод определения жесткости воды, широко применяемый в
санитарно-гигиенических лабораториях, на фильтровальных станциях и т.д..
2. Цель обучения
2.1. Общая цель
Изучить строение и свойства комплексных соединений, понятия нестойкости,
устойчивости, образования и диссоциации комплексных соединений, а также применять
метод комплексонометрии для определения жесткости водопроводной воды.
2.2. Частные цели занятия:
2.2.1. Студент должен знать:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Строение комплексных соединений в соответствии с основными положениями
координационной теории Вернера.
Природу химической связи в комплексных соединениях.
Классификацию и номенклатуру комплексных соединений.
Образование и диссоциацию комплексных соединений.
Понятие жесткости воды и определять общую жесткость воды.
Химические основы применения комплексных соединений в медицине и биологии.
2.2.2. Студент должен уметь:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Классифицировать КС.
Писать формулы, отражающие химический состав КС.
Определять в составе КС центральный атом, его степень окисления, лиганды,
координационное число, заряд комплексного иона внутренней сферы и иона
внешней сферы.
Пользоваться правилами международной номенклатуры при названии КС.
Составлять уравнения диссоциации КС.
Оценивать устойчивость КС в растворах, пользуясь значениями констант
нестойкости комплексных ионов.
7.
Использовать знание о строении и свойствах КС для обоснования их применения в
медицине.
8.
3. Студент должен обладать набором компетенций:
3.1. Общекультурные компетенции:
1.
ОК-1 Способность и готовность анализировать социально-значимые проблемы и
процессы, использовать на практике методы гуманитарных, естественнонаучных,
медико-биологических и клинических наук в различных видах профессиональной и
социальной деятельности.
3.2. Профессиональные компетенции:
1.
2.
3.
4.
ПК-2 Способность и готовность выявлять естественнонаучную сущность проблем,
возникающих в ходе профессиональной деятельности, использовать для их
решения соответствующий физико-химический и математический аппарат.
ПК-3 Способность и готовность к формированию системного подхода к анализу
медицинской информации, опираясь на всеобъемлющие принципы доказательной
медицины, основанной на поиске решений с использованием теоретических знаний
и практических умений в целях совершенствования профессиональной
деятельности.
ПК-9 Способность и готовность к работе с медико-технической аппаратурой,
используемой в работе с пациентами, владеть компьютерной техникой, получать
информацию из различных источников, работать с информацией в глобальных
компьютерных сетях; применять возможности современных информационных
технологий для решения профессиональных задач.
ПК-31 Способность и готовность изучать научно-медицинскую информацию,
отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования.
4. Вопросы, подлежащие рассмотрению на занятии:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Основные положения координационной теории Вернера. Структура
комплексных соединений: центральный атом, координационное число, лиганды, их
дентантность, комплексный ион, внутренняя и внешняя сферы комплексных
соединений.
Номенклатура и классификация комплексных соединений по заряду
комплексного иона и сущности лигандов.
Природа химической связи в комплексных соединениях.
Равновесие в растворах комплексных соединений, константа нестойкости и
константа устойчивости комплексных соединений.
Механизм образования хелатных комплексов на примере образования хелатного
комплекса Са2+ с трилоном Б.
Использование метода комплексонометрии для определения общей жесткости
воды.
Хелатный эффект. Применение трилона Б и других комплексонов в качестве
антидотов при отравлениях солями тяжелых металлов.
5. Организационная структура занятия:
№
п/п
1.
Этапы обучения
Методика проведения
Организационная часть:
постановка целей и мотивация,
напоминание мер безопасности
2.
Время
в мин.
5
беседа
40
Устный опрос
35
Упражнения.
1. Назвать следующие КС, определив координационное число и заряд комплексообразователя:
(NH4)2[Pt(OH)2Cl4] – аммония дигидроксотетрахлороплатинат (IV).
[Cr(H2O)3F3] – трифторотриаквахром (аквакомплекс)
[Co(NH3)3(NO2)2Cl] – динитрохлоротриамминкобальт
[Ag(NH3)2]Cl – диаммин серебра (I) хлорид (аммиакат)
[Al(H2O)6]Cl3 – гидрат хлорида аллюминия
[Pt(NH3)2Cl2] – дихлородиамминплатина
.
2 . Разобрать состав КС, указать и назвать составные части следующих КС: [Hg(NH3)4]Cl2 ,
Na3[Cr(OH)6] , [Cr(NH3)3PO4]
-написать уравнения диссоциации указанных КС
-найти заряд комплексной частицы, координационное число
-рассчитать степень окисления комплексообразователя
Основная часть:
(организация работы
студентов по овладению
программой занятия)
1) Обсуждение
теоретических
вопросов темы
2) Решение задач
Эталон решения:
-Согласно правилам при названии КС представленные соединения имеют следующие названия:
тетрааммин ртути (II) хлорид, натрия гексагидроксохромат (III), фосфатотриамминхром
-[Hg(NH3)4]Cl2  [Hg(NH3)4]² +2Clˉ,
Na3[Cr(OH)6]  3Na +[Cr(OH)6]³ˉ
[Cr(NH3)3PO4] – неэлектролит не диссоциирует.
-ЗАРЯД КОМПЛЕКСНОГО ИОНА ЕСТЬ СУММА СТЕПЕНЕЙ ОКИСЛЕНИЯ ВСЕХ
КОМПОНЕНТОВ ВНУТРЕННЕЙ СФЕРЫ.
[Hg² (NH3)°4]²+ Cl2ˉ 2+
(+2) + 0 = +2
NA³ ๋ [CR³ (OH)6ˉ]³ˉ 3–
(+3) + (-6) = -3
[Cr³๋(NH3)º3PO4³ˉ]º – внутренняя сфера с нулевым зарядом.
-Координационное число – общее число лигандов, соответственно:4,6,4
-Степень окисления комплексообразователя, определяется исходя из заряда иона внешней сферы и
заряда иона внутренней сферы соответственно:+2,+3,+3.
3) Выполнение
лабораторной работы
25
Тема: «Определение жесткости воды методом комплексометрии (трилонометрии)».
В практике биохимических исследований метод комплексонометрии (с использованием
комплексона-трилона Б) позволяет определять содержание ионов кальция, магния, железа, а так
же фосфатов в крови, глюкозы в цереброспинальной жидкости. В санитарно-гигиенической
практике этот метод применяют для определения жесткости воды, химического состава почв,
пищевых продуктов, косметической продукции.
Трилон Б - динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, которая образует
растворимые в воде внутрикомплексные соединения с катионами металлов. Эти комплексы
обладают различной прочностью и образуются при определенных для каждого катиона
значениях рН.
К числу катионов, с которыми трилон Б образует комплексы, относятся катионы кальция,
магния, меди, марганца, железа и др.
Ход работы:
1. Бюретку заполнить раствором трилона Б.
2. В колбу налить 100 мл водопроводной воды, 5 мл аммиачного буфера, 5-6 капель индикатора
эриохрома черного (ЕТ-00).
3. Титровать рабочим раствором трилона Б до изменения винно-красного цвета на сине-зеленый.
4. Расcчитать жесткость воды по формуле:
1000  V  C f
Ж воды 
V1
где V - объем трилона Б; V1 -объем воды; Cf -молярная концентрация эквивалента раствора
трилона Б (0,05 н).
По значению жесткости природная вода делится на очень мягкую до 1,5 мэкв/л, мягкую 1,5-4,0 мэкв/л, средней жесткости от 4 до 8, жесткую от 8 до 12 и очень жесткую – свыше 12
мэкв/л.
Жесткость водопроводной воды не должна превышать 7 мэкв/л.
5. Сделать вывод о проделанной работе:
3.
Заключительная часть:
(до 10 - 15% от общего
времени)
1) выходной контроль
уровня знаний,
2) подведение итогов
занятия,
3) задание по
самоподготовке к
следующему
занятию
Итого:
135
20
5
5
минут или 3
академических часа
6. Учебное и материальное обеспечение:
6.1. Место проведения занятия – аудитории кафедры Медицинской и фармацевтической
химии.
6.2.Оснащение занятия:
6.2.1. Таблицы / наглядные пособия
1.
5.
6.
Константы нестойкости КС
Оборудование: колбы для титрования, бюретки, пипетки.
Реактивы: водопроводная вода, аммиачный буфер, индикатор эриохром черный
(ЕТ-00), раствор трилона Б.
7. Источники информации:
7.1. Основная литература:
№
п/п
1.
2.
Автор(ы)
Общая химия.
Биофизическая
химия. Химия
биогенных
элементов.
Учебник для мед.
вузов.
Общая химия.
Название источника
(учебника, учебного пособия,
монографии и т.п.)
Город,
изд-во
Под ред. Ю.А.Ершова.
М.: ВШ
Попков В.А., Пузаков С.А.
М.: ГЭОТАРМедиа
Год
издания
том,
вып.
2007
2007
7.2. Дополнительная литература:
№
п/п
Автор(ы)
1.
Медицинская
химия.
2.
Химия: Основы
химии живого.
Биофизическая
химия.
3.
Калибабчук В.А.,
Грищенко Л.И.,
Галинская В.И. и др.
Слесарев В.И.
К.: Медицина
Год
издания
том,
вып.
2008
СПб.: Химиздат
2000
Садовничая Л.П.,
Хухрянский В.Г.,
Цыганенко А.Я.
К.: Выща шк.
1986
Название источника
(учебника, учебного пособия,
монографии и т.п.)
Город,
изд-во
7.3. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»,
необходимых для освоения темы занятия:
http://www.alleng.ru/edu/chem9.htm - образовательные ресурсы Интернета – Химия
http://himkniga.com/ - учебная литература по химии
http://www.chem.isu.ru/leos/index.php - справочно-информационная система “Химический
ускоритель”
http://www.chemweb.com/ - научный портал (содержит базы данных по химии)
http://elibrary.ru/defaultx.asp - научная электронная библиотека