Занятие № 2. Биогенные s-элементы и их соединения.

Тема занятия
Биогенные S-элементы и их соединения
Цель занятия: сформировать понятие о биосфере, классификации биогенных элементов
по их функциональной роли и значении биогенных s-элементов, как основы
электролитного фона организма; познакомиться с медико-биологическим значением sэлементов и качественными реакциями с их участием. Научиться применять учебный
материал в своей будущей профессии.
Сделайте записи в рабочей тетради по плану:
 дата
 номер занятия
 тема занятия
 цель занятия
 основные вопросы темы
 краткий конспект лабораторных работ по литературе
Учебные вопросы занятия:
1. Понятие о биосфере. Биогенность химических элементов. Круговорот биогенных
элементов.
1.1. Классификации биогенных элементов.
1.2. Биогеохимические провинции. Эндемические заболевания.
2. Общая характеристика s-элементов и их соединений. Строение электронных оболочек и
прогнозирование химических свойств. Металлические и неметаллические свойства.
Валентности и степени окисления. Общие химические свойства.
3.Водород и его соединения; кислотные свойства, окислительно-восстановительные
свойства, комплексообразующие свойства, образование ассоциатов.
3.1. Вода и ее свойства. Вода в природе, в организме и медицине.
3.2. Пероксид водорода (Н2О2)
4.Химия ионов s-металловIA и IIA групп в организме.
4.1. Натрий и калий, биологическая роль и биологический антагонизм, применение их
соединений в медицине, участие в реакциях комплексообразования.
4.2.Кальций и магний,биологическая роль и биологический антагонизм,
комплексообразующая способность, образование осадков.Применение соединений
кальция и магния в медицине.
4.3.Микроэлементы- бериллий, стронций и барий, их роль в жизнедеятельности.
Рекомендуемая литература:
а) основная
1. Попков В. А. Общая химия: учеб. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. – 976 с.
2. Попков В.А. Общая химия [Электронный ресурс]: учеб. / В.А. Попков, С.А. Пузаков. М.: ГЭОТАР-Медиа,2010. - 976 с. – Режим доступа:
http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785970415702.html?SSr=45013379b60803afecdf5782
8011959
3. Тюкавкина Н. А. Биоорганическая химия. – М.: Дрофа, 2008. – 542 с.
4. Тюкавкина, Н. А. Биоорганическая химия [Электронный ресурс]: учеб. / Н. А.
Тюкавкина, Ю. И. Бауков, С. Э. Зурабян. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2014. - 416 с. : ил. –
Режим доступа:
http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785970427835.html?SSr=45013379b60803afecdf5782
8011959
б) дополнительная
1. Биоорганическая химия : рук.кпракт. занятиям [Текст] : учеб. пособие / под ред. проф.
Н. А. Тюкавкиной. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2009. - 168 с.
2. Братцева И. А. Биоорганическая химия: учеб.пособие. – Ставрополь: Изд-во СтГМА,
2008. – 196 с.
Жолнин, А.В. Общая химия [Текст] : учеб. / А. В.Жолнин ; под ред. В. А. Попкова, А.В.
Жолнина. - М. : ГЭОТАР-Медиа,2012. - 400 с.
При подготовке к данному занятию
Повторите материал довузовской подготовки по общей химии и химии элементов. Это
очень важно, т.к. этот материал является базовой основой для получения новых знаний, и
на нем строится программа занятия.
Обратите внимание на:
 обозначение химических элементов, их порядковый номер, атомную массу согласно
периодической системе;
 формулы сложных веществ, образованных этими элементами;
 ионы s-элементов, их форма записи, величина и знак заряда ионов элементов;
 составление уравнений реакций;
 образование осадков, изменение цвета растворов реагирующих веществ, согласно
планируемым лабораторным работам;
 взаимосвязь темы занятия и медицинских аспектов;
 наличие специальной терминологии и ее расшифровке, синонимах, применяемых вами
ранее.
При необходимости обратитесь к дополнительной литературе, информационносправочным материалам и поисковым системам в интернете, которые отвечают теме
занятия.
При отработке 1-го учебного вопроса обратите внимание на несколько вариантов
классификации биогенных элементов, их особенности. Приведите примеры авторских
классификаций. Определите взаимосвязь между количеством элементов и их
биогенностью. Выделите группы биогенных элементов и группы элементовтоксикантов.Дайте определение биосфере и биохимическим провинциям. Приведите
примеры взаимосвязи эндемических заболеваний с повышенным или пониженным
содержанием элементов в биосфере.
При отработке 2-го учебного вопроса обратите внимание на расположение s-элементов
в периодической системе, их общие характеристики, строение и свойства.
При отработке 3-го учебного вопроса Обратите внимание на особенность электронного
строения атома водорода, химическую активность его иона, склонность к образованию
водородных связей в биологически важных веществах. Обратите особое внимание на роль
воды в жизнедеятельности живых организмов во взаимосвязи с ее химическими
свойствами.
При отработке 4-го учебного вопросаобратите внимание на ионные взаимодействия
элементов s-группы, запись сокращенных ионных уравнений, образование осадков.
Разберите, какие реакции могут служить качественными реакциями для обнаружения
определенных ионов. Обратите внимание на образование циклических макроструктур
(комплексообразование s-элементов), их биороль в организме, разберите вопросы,
связанные с синергизмом и антагонизмом поступающих в организм s-элементов.
Лабораторные - практические работы
Обнаружение катионов s-металлов
1.Аналитическое обнаружение катионов калия
Реакция с натрий гексанитрокобальтатом (III). Эта реакция высоко чувствительна и легко
проходит по обмену катионов во внешней сфере комплекса соли. На часовое стекло
нанесите 3-4 капли раствора соли калия и добавьте 2-3 капли свежеприготовленного
раствора.
Образуется
желтый
кристаллический
осадок
калий-натрий
гексанитрокобальтата. Если осадок не выпадает, дайте смеси постоять.
В щелочной среде реакцию проводить нельзя, т.к. от щелочи реактив разлагается, образуя
аморфный осадок Co(OH)2, желто-зеленого цвета. Этой реакцией пользуются для
осаждения иона K+ из выворотки при перманганатометрическом определении калия в
крови.
2.Реакция открытия катионов магния
Реакция с натрий гидроксидом. На часовое стекло прилейте 2-3 капли раствора соли
магния и добавьте 2-3 капли раствора натрий гидроксида. Образуется белый осадок
магний гидроксида. Осадок разделите на 2 части: к одной части добавьте 2-3 капли серной
кислоты, к другой – раствор хлорида аммония. Что наблюдается? Напишите уравнения
проведенных реакций.
3.Обнаружение иона кальция
Реакция с аммоний оксалатом (NH4)2C2O4. К 5-6 каплям раствора соли кальция
прилейте 5-6 капель раствора реактива. Наблюдайте выпадение белого мелкокристаллического осадка кальция оксалата.разделите осадок на 2 части. К одной части
прилейте раствор HCl, к другой прилейте раствор CH3COOH. Что наблюдается?
Напишите уравнения проведенных реакций.Рассмотренная реакция применяется для
осаждения ионов Ca2+ при определении кальция в моче и в крови
перманганатометрическим методом. Аналогичную реакцию дают ионы бария, но в
отличие откальций оксалата барий оксалат растворим в уксусной кислоте при кипячении.
Контроль на входе
Химия S-элементов
Вариант № 1
1. Содержание элементов-органогенов в организме составляет:
а) 50 %;
б) 20%; в) 25%;
г) 97, 4%
2. К макроэлементам относится:
а) Н; б) Cu; в) F; г) Co; д) Au
3. К развитию эндемического заболевания приводит:
а) аномальное содержание некоторых элементов в почве или в водоемах;
б) пониженное содержание кислорода в воздухе;
в) промышленные выбросы в атмосферу;
г) кислотные дожди.
4. Степень окисления водорода в водородпероксиде H2O2 составляет:
а) +1; б) +2; в) -1; г) -2.
5. Натрий в организме является:
а) внутриклеточным ионом;
б) внеклеточным ионом;
в) типичным комплексообразователем.
ЭТАЛОН ОТВЕТА
1. Органогены – это элементы, из атомов которых состоят основные органические
соединения, составляющие структурную основу органов и тканей организма. К ним
относятся: H, C, N, P, S, O. Содержание элементов-органогенов в организме составляет
97,4%. Ответ: г.
2. Макроэлементы – это элементы, содержание в организме которых больше, чем 10-2%. К
ним относятся H, C, N, P, S, O, Са, Mg, Na, Cl. Ответ: а.
3. Эндемические заболевания – заболевания, связанные с избытком или недостатком тех
или иных элементов на биогеохимических провинциях. Ответ: а.
−1
4. Степень окисления водорода в водородпероксиде составляет: Н+1
2 О2 . Ответ: а.
5. Натрий в организме является внеклеточным ионом. Ответ: б.
Контроль на выходе.
Химия S-элементов
Вариант № 2
1.Дайте определение понятию биосфера. Какие границы имеет биосфера.
2.В каком состоянии находится кальций в крови и лимфе:
а) в виде ионов;
б) связан с белками;
в) в виде цитрата и лактата;
1) а, б;
2) а;
3) б, в;
4) а, б, в.
3.Чем объясняется слабительный эффект сульфата магния:
1) осмосом воды в просвет кишечника;
2) диффузией соли внутри кишечника;
3) растворением содержимого кишечника;
4) осмосом воды из кишечника.
ЭТАЛОН ОТВЕТА
1. Биосфера – это часть земной оболочки, занятая растительными и животными
организмами. Границы биосферы: тропосфера, литосфера, гидросфера и атмосфера.
2. Кальций относится макроэлементам. Его содержание в крови от 2,2 - 2,7 ммоль/л.
Основная масса находится в костной и зубной тканях. В среднем человек в сутки должен
потреблять до 1 г кальция. Кальций находится в крови и лимфе: в виде ионов, цитратов и
лактатов, а также связан с белками. Ответ: 4.
3. Слабительный эффект сульфата магния основан на явлении осмоса. Эта соль плохо
всасывается через стенки кишечника, поэтому она создаёт в нем гипертоническую среду и
вызывает поступление в кишечник большого количества воды, через его стенки, что
приводит к послабляющему действию. Ответ: 1.