для специальности: 060105 – Медико

Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Казанский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
«У Т В Е Р Ж Д А Ю»
Проректор
по образовательной деятельности,
председатель ЦКМС,
профессор Л.М. Мухарямова
____________________________
«______»_____________ 2013 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине «Общая и биоорганическая химия»
для специальности: 060105 – Медико-профилактическое дело
Код квалификации выпускника – 65 (специалист)
Форма обучения - очная
Факультет медико-профилактический
Кафедра Общей и органической химии
Курс - 1
Семестр - 1
Лекции - 20 часов
Лабораторные занятия - 60 часов
Самостоятельная работа – 46 часов
Всего 162 часа, 4,5 зачетных единицы
Экзамен (36 часов) – 1 семестр
2013 год
1. Цель и задачи освоения дисциплины
Цель – формирование у студентов системных знаний и умений выполнять расчеты
параметров физико-химических процессов, при рассмотрении их физико-химической
сущности и механизмов взаимодействия веществ, происходящих в организме человека на
клеточном и молекулярном уровнях, а также при воздействии на живой организм
окружающей среды.
Цель освоения дисциплины конкретизируется в следующих компетенциях (из ФГОС):
способностью к научному анализу социально-значимых проблем и процессов,
политических событий и тенденций, пониманию движущих сил и закономерностей
исторического процесса, способностью к восприятию и адекватной интерпретации
общественно значимой социологической информации, использованию социологических
знаний в профессиональной и общественной деятельности (ОК-1);
способностью в условиях развития науки и изменяющейся социальной практики к
переоценке накопленного опыта, анализу своих возможностей, приобретению новых
знаний, использованию различных форм обучения, информационно-образовательных
технологий (ПК-3);
владением
компьютерной
техникой,
медико-технической
аппаратурой,
готовностью к работе с информацией, полученной из различных источников, к
применению современных информационных технологий для решения профессиональных
задач (ПК-5);
способностью и готовностью к прогнозированию опасности для здоровья,
причиной которых могут стать используемые трудовые и производственные процессы,
технологическое оборудование, и определению рекомендаций по их планированию и
проектированию, распознаванию и интерпретации появления в производственной среде
химических, физических и биологических и иных факторов среды обитания человека,
которые могут повлиять на здоровье и самочувствие работников (ПК-9);
способностью и готовностью к формулировке, оценке и проверке гипотез,
объясняющих причину, условия и механизм возникновения заболеваний и их
распространения (ПК-35);
способностью и готовностью к научно-обоснованному применению современных
методик сбора и обработки информации о состоянии здоровья населения, деятельности
различных типов медицинских учреждений и их подразделений, анализу информации в
целях разработки научно-обоснованных мер по улучшению и сохранению здоровья
населения (ПК-36).
Задачи дисциплины: (из ФГОС)
Знать:
 правила техники безопасности и работы в физических, химических, биологических
лабораториях, с реактивами, приборами, животными;
 химико-биологическую сущность процессов, происходящих в организме человека на
молекулярном и клеточном уровнях;
 строение и биохимические свойства основных классов биологически важных
соединений, основные метаболические пути их превращения;
 термодинамические и кинетические закономерности, определяющие протекание химических и
биохимических процессов;
 физико-химические аспекты важнейших биохимических процессов и различных видов
гомеостаза в организме: теоретические основы биоэнергетики, факторы, влияющие на смещение
равновесия биохимических процессов;
 свойства воды и водных растворов сильных и слабых электролитов;
 основные типы равновесий и процессов жизнедеятельности: протолитические, гетерогенные,
лигандообменные, редокс;
 механизмы действия буферных систем организма, их взаимосвязь и роль в поддержании
кислотно-основного гомеостаза; особенности кислотно-основных свойств аминокислот и белков;
 закономерности протекания физико-химических процессов в живых системах с точки зрения их
конкуренции, возникающей в результате совмещения равновесий разных типов;
 роль коллоидных поверхностно-активных веществ в усвоении и переносе малополярных
веществ в живом организме;
 физико-химические основы поверхностных явлений и факторы, влияющие на свободную
поверхностную энергию; особенности адсорбции на различных границах разделов фаз;
 особенности физической химии дисперсных систем и растворов биополимеров;
 физико-химические методы анализа в медицине (титриметрический, электрохимический,
хроматографический, вискозиметрический).
Уметь:
 пользоваться учебной, научной, научно-популярной литературой, сетью Интернет для
профессиональной деятельности;
 пользоваться физическим, химическим и биологическим оборудованием;
 прогнозировать результаты физико-химических процессов, протекающих в живых системах,
опираясь на теоретические положения;
 научно обосновывать наблюдаемые явления;
 производить физико-химические измерения, характеризующие те или иные свойства растворов,
смесей и других объектов, моделирующих внутренние среды организма;
 представлять данные экспериментальных исследований в виде графиков и таблиц;
 производить наблюдения за протеканием химических реакций и делать обоснованные выводы;
 представлять результаты экспериментов и наблюдений в виде законченного протокола
исследования;
 решать типовые практические задачи и овладеть теоретическим минимумом на более
абстрактном уровне;
 решать ситуационные задачи, опираясь на теоретические положения, моделирующие физикохимические процессы, протекающие в живых организмах;
 умеренно ориентироваться в информационном потоке (использовать справочные данные и
библиографию по той или иной причине).
Владеть:
базовыми технологиями преобразования информации, текстовыми, табличными
редакторами, поиск в сети интернет;
 навыками самостоятельной работы с учебной, научной и справочной литературой;
вести поиск и делать обобщающие выводы;
 навыками безопасной работы в химической лаборатории и умением обращаться с
химической посудой, реактивами, газовыми горелками и электрическими приборами;
 навыками постановки простого химического эксперимента в лаборатории.
2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО Университета.
2.1. Дисциплина относится к учебному циклу (разделу) Математический,
естественнонаучный цикл.
2.2. Для изучения дисциплины необходимы знания, умения и навыки,
формируемые дисциплинами/практиками школьной программы: (из стандартов
полного среднего образования)
 химия

Знания: об основополагающих химических понятиях, законах и теориях, о методах
научного познания природы и месте химии в современной научной картине мира;

Умения: уверенно пользоваться химической терминологией и символикой;
самостоятельно планировать и проводить химический эксперимент с соблюдением
правил безопасной работы с веществами и лабораторным оборудованием;
исследовать свойства органических веществ, прогнозировать возможность
осуществления химических реакций, объяснять закономерности их протекания;
анализировать результаты проведенных опытов и делать достоверные выводы;


Навыки: развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих
способностей в процессе решения химических задач и выполнения
экспериментальных исследований; способности к самостоятельному приобретению
новых знаний по химии; работы с различными источниками информации.
2.3. Изучение дисциплины необходимо для знаний, умений и навыков,
формируемых последующими дисциплинами/практиками: (из ФГОС)
 Биохимия
Знания:
 правила техники безопасности и работы в физических, химических, биологических
лабораториях с реактивами, приборами, животными;
 строение и биохимические свойства основных классов биологически важных
соединений, основные метаболические пути их превращения;
 роль клеточных мембран и их транспортных систем в обмене веществ в организме
человека;
Умения:
 пользоваться физическим, химическим и биологическим оборудованием;
Навыки:
 владения базовыми технологиями преобразования информации: текстовые, табличные
редакторы; поиск в сети Интернет;
 навыками постановки предварительного диагноза на основании результатов лабораторного и
инструментального обследования.
 Фармакология
Знания:
 классификацию и основные характеристики лекарственных средств, фармакодинамику и
фармакокинетику, показания и противопоказания к применению лекарственных средств;
побочные эффекты.
Умения:
 анализировать действие лекарственных средств по совокупности их фармакологических
свойств и возможность их использования для терапевтического лечения пациента;
Навыки:
 назначения лекарственных средств при лечении, реабилитации и профилактике различных
заболеваний и патологических процессов.
3. Требования к результатам освоения дисциплины.
Изучение дисциплины направлено на формирование у обучающихся следующих
общекультурных (ОК) и профессиональных (ПК) компетенций:
Код
п/
компе№
тенции
1.
ОК-1
Содержание компетенции
(или ее части)
способность к научному
анализу социально-значимых
проблем и процессов, политических событий и тенденций,
понимание движущих сил и
закономерностей исторического процесса, способность к
восприятию и адекватной
интерпретации общественно
В результате изучения дисциплины
обучающиеся должны:
Оценочные
Знать
Уметь Владеть
средства*
1-8
1-10
1-4
контрольная
работа,
собеседование
по
ситуационны
м задачам и
лабораторны
м работам,
письменное
тестировани
е
значимой социологической
информации, использованию
социологических знаний в
профессиональной и
общественной деятельности
2. ПК-3
способность в условиях
развития науки и изменяющейся социальной практики
к переоценке накопленного
опыта, анализу своих возможностей, приобретению
новых знаний, использованию различных форм обучения, информационно-образовательных технологий
1-8
3. ПК-5
владение компьютерной
техникой, медико-технической аппаратурой, готовность к работе с информацией, полученной из различных источников, к применению современных
информационных технологий для решения профессиональных задач
1-3
1-2
1
4. ПК-9
способностью и готовность
к прогнозированию опасности для здоровья, причиной которых могут стать
используемые трудовые и
производственные процесссы, технологическое оборудование, и определению
рекомендаций по их планированию и проектированию, распознаванию и
интерпретации появления в
производственной среде
химических, физических и
биологических и иных
факторов среды обитания
человека, которые могут
повлиять на здоровье и
самочувствие работников
1-8
1-10
1-4
способность и готовность к
формулировке, оценке и
проверке гипотез,
объясняющих причину,
1,2
5. ПК-35
1-10
1-4
контрольная
работа, собеседование по
ситуационным задачам
и лабораторным работам,
письменное
тестирование
контрольная
работа, собеседование по
ситуационны
м задачам и
лабораторны
м работам,
письменное
тестирование
контрольная
работа,
собеседование
по
ситуационны
м задачам и
лабораторны
м работам,
письменное
тестирование
1-5
1,2
контрольная
работа, собеседование по
условия и механизм
возникновения заболеваний
и их распространения
6. ПК-36
способность и готовность к
научно-обоснованному
применению современных
методик сбора и обработки
информации о состоянии
здоровья
населения,
деятельности
различных
типов
медицинских
учреждений
и
их
подразделений,
анализу
информации
в
целях
разработки
научнообоснованных
мер
по
улучшению и сохранению
здоровья населения
1-3
1,2
ситуационны
м задачам и
лабораторны
м работам,
тестирование
собеседование
по
ситуационны
м задачам
1
4. Разделы дисциплины и компетенции, которые формируются при их
изучении:
Код
Содержание раздела
п/№ компетенц
Наименование раздела дисциплины
в дидактических
ии
единицах
1. Элементы химической термодинамики,
термодинамики растворов и химической
кинетики.
ОК-1
2. Основные типы химических равновесий и
ПК-3
процессов в функционировании живых систем.
5
ПК-5
3. Поверхностные явления в функционировании
1-6
ПК-9
живых систем.
ПК-35
4. Физико-химические свойства дисперсных
ПК-36
систем в функционировании живых систем.
5. Биологически активные высокомолекулярные
вещества (строение, свойства, участие в
функционирование живых систем).
ОК 1 ПК-3 ПК 5
Содержание учебного материала
1. Предмет и методы химической термодинамики.
+
+
+
Взаимосвязь между процессами обмена веществ и
энергии в организме. Химическая термодинамика как
теоретическая основа биоэнергетики.
Основные понятия термодинамики. Интенсивные и
экстенсивные
параметры.
Функция
состояния.
Внутренняя энергия. Работа и теплота - две формы
передачи энергии. Типы термодинамических систем
(изолированные,
закрытые,
открытые).
Типы
термодинамических
процессов
(изотермические,
изобарные, изохорные). Стандартное состояние.
Первое
начало
термодинамики.
Энтальпия.
ПК 9
ПК 35
ПК 36
+
+
+
Стандартная
энтальпия
образования
вещества,
стандартная энтальпия сгорания вещества. Стандартная
энтальпия реакции. Закон Гесса. Применение первого
начала термодинамики к биосистемам.
Второе начало термодинамики. Обратимые и
необратимые в термодинамическом смысле процессы.
Энтропия. Энергия Гиббса. Прогнозирование направления
самопроизвольно
протекающих
процессов
в
изолированной и закрытой системах; роль энтальпийного
и энтропийного факторов. Термодинамические условия
равновесия. Стандартная энергия Гиббса образования
вещества, стандартная энергия Гиббса биологического
окисления вещества. Стандартная энергия Гиббса реакции.
Примеры экзергонических и эндергонических процессов,
протекающих в организме. Принцип энергетического
сопряжения.
Химическое равновесие. Обратимые и необратимые
по направлению реакции. Термодинамические условия
равновесия в изолированных и закрытых системах.
Константа химического равновесия. Общая константа
последовательно
и
параллельно
протекающих
процессов. Уравнения изотермы и изобары химической
реакции. Прогнозирование смещения химического
равновесия. Понятие о буферном действии, гомеостазе
и стационарном состоянии живого организма.
Роль воды и растворов в жизнедеятельности.
Физико-химические свойства воды, обусловливающие
ее
уникальную
роль
как
единственного
биорастворителя. Автопротолиз воды. Константа
автопротолиза воды. Зависимость растворимости
веществ в воде от соотношения гидрофильных и
гидрофобных свойств; влияние внешних условий, на
растворимость. Термодинамика растворения. Понятие
обидеальном растворе.
Коллигативные свойства разбавленных растворов не
электролитов. Закон Рауля и следствия из него:
понижение
температуры
замерзания
раствора,
повышение температуры кипения раствора, осмос.
Осмотическое давление: закон Вант-Гоффа.
Коллигативные свойства разбавленных растворов
электролитов.
Элементы теории растворов сильных электролитов
Дебая- Хюккеля.
Осмоляльность и осмолярность биологических
жидкостей и перфузионных растворов.
Роль осмоса в биологических системах.
Предмет и основные понятия химической кинетики.
Химическая кинетика как основа для изучения
скоростей и механизмов биохимических процессов.
Скорость реакции, средняя скорость реакции в
интервале, истинная скорость. Классификации реакций,
применяющиеся в кинетике: реакции, гомогенные,
гетерогенные и микрогетерогенные; реакции простые и
сложные
(параллельные,
последовательные,
сопряженные, цепные). Молекулярность элементарного
акта реакции.
Кинетические уравнения. Порядок реакции. Период
полупревращения. Зависимость скорости реакции от
концентрации. Кинетические уравнения реакций
первого, второго и кулевого порядков. Экспериментальные методы определения скорости и константы
скорости реакций.Зависимость скорости реакции от
температуры. Температурный коэффициент скорости
реакции и его особенности для биохимических
процессов. Понятие о теории активных соударении.
Энергетический профиль реакции; энергия активации;
уравнение Аррениуса. Роль стерического фактора.
Понятие о теории переходного состояния.
Катализ. Гомогенный и гетерогенный катализ.
Энергетический профиль каталитической реакции.
Особенности каталитической активности ферментов.
Уравнение Михаэлиса - Ментен и его анализ.
2. Протолитические реакции. Ионизация слабых
кислот и оснований. Константа кислотности и
основности. Связь между константой кислотности и
константой
основности
в
сопряженной
протолитической паре. Конкуренция за протон:
изолированное и совмещенное протолитические
равновесия.
Общая
константа
совмещенного
протолитического равновесия. Гидролиз солей. Степень
и константа гидролиза. Амфолиты. Изоэлектрическая
точка.
Буферное
действие
основной
механизм
протолитического гомеостаза организма. Механизм
действия буферных систем. Зона буферного действия и
буферная емкость. Расчет рН протолитических систем.
Буферные
системы
крови:
гидрокарбонатная,
фосфатная, гемоглобиновая, протеиновая. Понятие о
кислотно-основном состоянии организма. Применение
реакции нейтрализации в фармакотерапии: лекарственные
средства с кислотными и основными свойствами
(гидрокарбонат натрия, оксид и пероксид магния,
трисамин и др.).
Гетерогенные реакции в растворах электролитов.
Константа растворимости. Конкуренция за катион или
анион: изолированное и совмещенное гетерогенные
равновесия в растворах электролитов. Общая константа
совмещенного гетерогенного равновесия. Условия
образования и растворения осадков. Реакции, лежащие
в основе образования неорганического вещества
костной ткани гидроксидфосфата кальция. Механизм
функционирования
кальций-фосфатного
буфера.
Явление изоморфизма: замещение в гидроксидфосфате
кальция гидроксид-ионов на ионы фтора, ионов кальция
на ионы стронция. Остеотропность металлов. Реакции,
лежащие в основе образования конкрементов: уратов,
оксалатов, карбонатов. Применение хлорида кальция и
сульфата магния в качестве антидотов.
Реакции замещения лигандов. Константа нестойкости
комплексного иона. Конкуренция за лиганд или за
комплексообразователь: изолированное и совмещенное
равновесия замещения лигандов. Общая константа
совмещенного равновесия замещения лигандов.
Инертные и лабильные комплексы. Представления о
строении металлоферментов и других биокомплексных
соединений (гемоглобин, цитохромы, кобаламины).
Физико-химические принципы транспорта кислорода
гемоглобином.
Металло-лигандный гомеостаз и причины его
нарушения. Механизм токсического действия тяжелых
металлов и мышьяка на основе теории жестких и
мягких
кислот
и
оснований
(ЖМКО).
Термодинамические
принципы
хелатотерапии.
Механизм цитотоксического действия соединений
платины.
+
+
+
+
+
+
3. Адсорбционные равновесия и процессы на
подвижных границах раздела фаз. Поверхностная
энергия Гиббса и поверхностное натяжение. Адсорбция.
Уравнение
Гиббса.
Поверхностно-активные
и
поверхностно-неактивные
вещества.
Изменение
поверхностной активности в гомологических рядах
(правило Траубе). Изотерма адсорбции. Ориентация
молекул в поверхностном слое и структура биомембран.
Адсорбционные равновесия на неподвижных границах
раздела фаз. Физическая адсорбция и хемосорбция.
Адсорбция газов на твердых телах. Адсорбция из
растворов.
Уравнение
Ленгмюра.
Зависимость
величины адсорбции от различных факторов. Правило
выравнивания полярностей. Избирательная адсорбция.
Значение
адсорбционных
процессов
для
жизнедеятельности.
Физико-химические
основы
адсорбционной терапии, гемосорбции, применения в
медицине ионитов.
4.
Классификация
дисперсных
систем.
Классификация дисперсных систем по степени
дисперсности; по агрегатному состоянию фаз; по силе
межмолекулярного взаимодействия между дисперсной
фазой и дисперсионной средой. Природа коллоидного
состояния.
Получение и свойства дисперсных систем. Получение
суспензий, эмульсий, коллоидных растворов. Диализ,
электродиализ, ультрафильтрация. Физико-химические
принципы функционирования искусственной почки.
Молекулярно-кинетические
свойства
коллоиднодисперсных систем: броуновское движение, диффузия,
осмотическое давление, седиментационное равновесие.
Оптические свойства: рассеивание света (Закон Рэлея).
Электрокинетические
свойства:
электрофорез
и
электроосмос; потенциал течения и потенциал седиментации.
Строение
двойного
электрического
слоя.
Электрокинетический потенциал и его зависимость от
различных факторов.
Устойчивость
дисперсных
систем.
Седиментационная, агрегативная и конденсационная
устойчивость лиозолей. Факторы, влияющие на
устойчивость лиозолей. Коагуляция. Порог коагуляции
и его определение, правило Шульце-Гарди, явление
привыкания. Взаимная коагуляция. Понятие о
современных теориях коагуляции. Коллоидная защита и
пептизация.
Микрогетерогенные (грубодисперсные) системы, их
природа и разновидности. Получение, физикохимические свойства и значение в медицине аэрозолей,
порошков, суспензий, эмульсий и пен.
5. Коллоидные ПАВ; биологически важные
коллоидные ПАВ (мыла, детергенты, желчные
кислоты). Мицеллообразование в растворах ПАВ.
Определение
критической
концентрации
мицеллообразования. Липосомы. Липиды.
Углеводы.
Гомополисахариды:
(амилоза,
амилопектин,
гликоген,
декстран,
целлюлоза).
Пектины.
Монокарбоксилцеллюлоза,
полиакрилцеллюлоза
–
основа гемостатических перевязочных материалов.
Гетерополисахариды:
гиалуроновая
кислота,
хондроитинсульфаты. Гепарин. Понятие о смешанных
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
биополимерах (гликопротеины, гликолипиды и др.).
Полимеры. Понятие о полимерах медицинского
назначения.
Свойства растворов ВМС. Особенности растворения
ВМС
как
следствие
их
структуры.
Форма
макромолекул. Механизм набухания и растворения
ВМС. Зависимости величины набухания от различных
факторов. Аномальная вязкость растворов ВМС.
Уравнение Штаудингера. Вязкость крови и других
биологических жидкостей. Осмотическое давление
растворов
биополимеров.
Уравнение
Галлера.
Полиэлектролиты. Изоэлектрическая точка и методы ее
определения. Мембранное равновесие Доннана.
Онкотическое давление плазмы и сыворотки крови.
Устойчивость растворов биополимеров. Высаливание
биополимеров из раствора. Коацервация и ее роль в
биологических системах. Застудневание растворов
ВМС. Свойства студней: синерезис и тиксотропия.
5. Распределение трудоемкости дисциплины.
5.1. Распределение трудоемкости дисциплины и видов учебной работы по семестрам:
Вид учебной работы
Трудоемкость
Трудоемкость
по семестрам
объем в зачет- объем в ака(АЧ)
ных единицах демических
(ЗЕ)
часах (АЧ)
1 семестр
Аудиторная работа, в том числе
2,22
80
80
Лекции (Л)
0,55
20
20
Лабораторные занятия (ЛЗ)
1,67
60
60
Практические занятия (ПЗ)
-
-
-
Самостоятельная работа студента (СРС)
1,28
46
46
экзамен (1)
4,5
36
162
36
162
зачет/экзамен (указать вид)
ИТОГО
5.2. Разделы дисциплины, виды учебной работы и формы текущего контроля:
№
п/
семест
№
ра
1
1
Наименование раздела
дисциплины
Элементы химической
термодинамики, термодинамики растворов и
химической кинетики.
Виды учебной работы (в АЧ)
Л
4
ЛЗ
4
ПЗ
-
СРС
4
всего
12
Оценочные
средства
контрольная
работа,
собеседование по
ситуационным
задачам,
письменное
тестирование
2
1
Основные
типы
химических равновесий
и
процессов
в
функционировании
живых систем
4
16
-
10
30
3
1
Поверхностные
явления в функционировании живых систем
2
8
-
12
22
4
1
Физико-химические
свойства дисперсных
систем в функционировании живых систем
6
16
-
12
34
5
1
Биологически активные
высокомолекулярные
вещества
(строение,
свойства, участие в
функционирование
живых систем).
4
16
-
8
28
6
1
Экзамен
36
ИТОГО
20
96
5.3. Распределение лекций по семестрам:
№
1
36
-
46
Тема лекций и их содержание
контрольная
работа,
собеседование по
ситуационным
задачам и
лабораторным
работам,
письменное
тестирование
контрольная
работа,
собеседование по
ситуационным
задачам и
лабораторным
работам,
письменное
тестирование
контрольная
работа,
собеседование по
ситуационным
задачам и
лабораторным
работам,
письменное
тестирование
контрольная
работа,
собеседование по
ситуационным
задачам и
лабораторным
работам,
письменное
тестирование
письменный
контроль
162
Объем
(АЧ)
Элементы химической термодинамики и биоэнергетики.Термохимия.
2
Основные понятия термодинамики. Функция состояния. Внутренняя
энергия. Работа и теплота - две формы передачи энергии. Типы
термодинамических систем (изолированные, закрытые, открытые). Типы
термодинамических процессов (изотермические, изобарные, изохорные).
Стандартное состояние.
Первое начало термодинамики. Энтальпия. Стандартная энтальпия
образования вещества, стандартная энтальпия сгорания вещества.
Стандартная энтальпия реакции. Закон Гесса. Второе начало
2
3
4
термодинамики. Обратимые и необратимые в термодинамическом смысле
процессы. Энтропия. Энергия Гиббса. Прогнозирование направления
самопроизвольно протекающих процессов в изолированной и закрытой
системах; роль энтальпийного и энтропийного факторов. Термодинамические
условия равновесия. Стандартная энергия Гиббса образования вещества,
стандартная энергия Гиббса биологического окисления вещества.
Стандартная энергия Гиббса реакции. Примеры экзергонических и
эндергонических процессов, протекающих в организме. Принцип
энергетического сопряжения.
Химическая кинетика и катализ. Химическая кинетика как основа для
изучения скоростей и механизмов биохимических процессов. Скорость
реакции, средняя скорость реакции в интервале, истинная скорость.
Классификации реакций, применяющиеся в кинетике: реакции,
гомогенные, гетерогенные и микрогетерогенные; реакции простые и
сложные (параллельные, последовательные, сопряженные, цепные).
Молекулярность элементарного акта реакции.
Кинетические уравнения. Порядок реакции. Период полупревращения.
Зависимость скорости реакции от концентрации. Кинетические
уравнения реакций первого, второго
и
кулевого порядков.
Экспериментальные методы определения скорости и константы скорости
реакций.
Зависимость скорости реакции от температуры. Температурный
коэффициент скорости реакции и его особенности для биохимических
процессов. Понятие о теории активных соударении. Энергетический
профиль реакции; энергия активации; уравнение Аррениуса. Роль
стерического фактора. Понятие о теории переходного состояния.
Катализ. Гомогенный и гетерогенный катализ. Энергетический профиль
каталитической реакции. Особенности каталитической активности
ферментов. Уравнение Михаэлиса - Ментен и его анализ.
Химическое равновесие. Обратимые и необратимые по направлению
реакции. Константа химического равновесия. Уравнения изотермы и
изобары химической реакции. Прогнозирование смещения химического
равновесия.
Роль воды и растворов в жизнедеятельности. Физико-химические
свойства воды, обусловливающие ее уникальную роль как единственного
биорастворителя. Автопротолиз воды. Константа автопротолиза воды.
Зависимость растворимости веществ в воде от соотношения гидрофильных
и гидрофобных свойств; влияние внешних условий, на растворимость.
Термодинамика растворения. Понятие об идеальном растворе.
Протолитические реакции. Ионизация слабых кислот и оснований.
Константа кислотности и основности. Связь между константой
кислотности и константой основности в сопряженной протолитической
паре. Конкуренция за протон: изолированное и совмещенное
протолитические равновесия. Общая константа совмещенного
протолитического равновесия. Гидролиз солей. Степень и константа
гидролиза.Электрохимичесие методы анализа (кондуктометрия,
потенциометрия).
Гетерогенные реакции в растворах электролитов. Константа
растворимости. Условия образования и растворения осадков. Реакции,
лежащие в основе образования неорганического вещества костной ткани
гидроксидфосфата кальция. Реакции, лежащие в основе образования
конкрементов: уратов, оксалатов, карбонатов.
2
2
2
5
6
7
8
9
Реакции замещения лигандов. Константа нестойкости комплексного
иона. Конкуренция за лиганд или за комплексообразователь:
изолированное и совмещенное равновесия замещения лигандов. Общая
константа совмещенного равновесия замещения лигандов. Инертные и
лабильные комплексы. Представления о строении металлоферментов и
других
биокомплексных
соединений
(гемоглобин,
цитохромы,
кобаламины).
Адсорбция на поверхности твердого тела, силы ее обеспечивающие,
разновидности адсорбции. Количественные закономерности адсорбции на
твердой поверхности - уравнения и изотермы адсорбции Лэнгмюра,
Фрейндлиха, изотерма БЭТ. Адсорбция ионов (избирательная и
ионообменная).
Адсорбция на поверхности жидкости. Изотерма поверхностного
натяжения, поверхностная активность, уравнение Гиббса. Природа
поверхностно-активных и поверхностно-неактивных веществ. Правило
Дюкло-Траубе. Структура адсорбционного слоя на поверхности жидкости
Развитие представлений о коллоидном состоянии вещества.
Классификация дисперсных и коллоидных систем.
Методы получения коллоидных систем - условия их проведения,
значение для медицины. Методы очищения коллоидных растворов диализ,
ультрафильтрация,
их
применение
в
биотехнологии,
использование искусственной почки.
Молекулярно-кинетические явления в коллоидных системах:
броуновское движение частиц, диффузия, осмотическое давление,
вязкость, седиментационное равновесие.
Оптические свойства коллоидных систем. Рассеяние света в
коллоидных системах, его механизм, уравнение Рэлея. Оптические методы
исследования коллоидных систем (ультрамикроскопия, нефелометрия).
Использование нефелометрии и турбидиметрии в медико-биологических
исследованиях.
Строение лиофобных коллоидных частиц. Структура двойного
электрического
слоя
частиц.
Электротермодинамический
и
электрокинетический потенциалы. Электрокинетические явления электрофорез и электроосмос. Использование электрофореза в
биотехнологии и в медицинской практике
Агрегативная и кинетическая устойчивость коллоидных систем.
Коагуляция частиц, ее молекулярно-кинетический механизм.
Закономерности и механизм коагуляции частиц под действием
электролитов. Значение коагуляции коллоидных частиц в медицине.
Микрогетерогенные (грубодисперсные) системы, их природа и
разновидности. Получение, физико-химические свойства и значение в
медицине аэрозолей, порошков, суспензий, эмульсий и пен.
Высокомолекулярные соединения, их химическая природа и значение в
жизнедеятельности opганизма. Классификация ВМС и
способы
образования. Структура макромолекул, фазовые и агрегатные состояние
полимеров. Растворы полимеров. Механизм растворения и набухания
ВМС. Аномальная вязкость растворов ВМС. Уравнение Штаудингера.
Осмотическое давление растворов ВМС, значение онкотического давления
плазмы крови. Устойчивость растворов ВМС, ее факторы. Заряд и
изоэлектрическое состояние полиамфолитов. Высаливание полимеров,
использование в биотехнологии. Коацервация и ее биологическое
значение. Коллоидная защита.
2
2
2
2
2
10
Системы с самопроизвольным мицеллообразованием. Коллоидные ПАВ.
Эмульгаторы, их свойства (жиры и фосфолипиды).
Углеводы.
Понятие
об
олигосахаридах,
полисахаридах
и
гетерополисахаридах. Понятие о смешанных биополимерах.
2
Итого
20
5.4. Распределение лабораторных занятий по семестрам:
№
Тема и содержание занятия
1
Правила работы в химической лаборатории. Техника безопасности.
Способы выражения концентрации растворов.
Растворы сильных и слабых электролитов.
Лабораторная работа «Свойства растворов электролитов»
Решение ситуационных задач.
Автопротолиз воды. Ионное произведение воды. Водородный и
гидроксильный показатели. Гидролиз солей.
Лабораторная работа «Кондуктометрический и потенциометрический
методы определения рН растворов».
Буферные растворы.
Гетерогенное равновесие.
Лабораторная работа «Приготовление буферных растворов и определение
буферной ёмкости. Исследование гетерогенных равновесий на реакциях
ионного обмена».
Коллигативные свойства разбавленных растворов неэлектролитов и
электролитов.
Решение ситуационных задач.
Элементы химической термодинамики и биоэнергетики. Химическая
кинетика и химическое равновесие.
Лабораторная работа «Химическая кинетика, катализ, химическое
равновесие ».
Адсорбция на твердой поверхности и на поверхности жидкости.
Лабораторная работа "Адсорбция на поверхности твердого тела».
Коллоидные системы, их природа, разновидности, получение и очищение,
молекулярно-кинетические и оптические свойства.
Лабораторная работа "Получение коллоидных растворов различными
методами и их очищение диализом".
Строение лиофобных коллоидных частиц. Электрокинетические явления в
коллоидных системах.
Лабораторная работа «Определение знака заряда коллоидных частиц
краски конго и гидроксида железа методом капиллярного поднятия»
Агрегативно-кинетическая устойчивость коллоидных систем. Коагуляция
коллоидных растворов.
Лабораторная работа "Определение порогов коагуляции различных
электролитов и доказательство правила Шульце-Гарди".
Модуль № 1 по темам 1-9
Микрогетерогенные системы. Свойства аэрозолей, порошков, суспензий,
эмульсий и пен. Эмульгаторы, их свойства (жиры и фосфолипиды).
Лабораторная работа ''Получение эмульсий, определение их типа,
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Объем
(АЧ)
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
12
13
14
15
обращение фаз эмульсий. Получение и разрушение пен пеногасителями".
Высокомолекулярные соединения, их химическая природа и значение.
Свойства растворов ВМС (липидов, белков).
Лабораторная работа "Высаливание казеина различными электролитами и
установление лиотропного ряда ионов. Определение изоэлектрической
точки казеина и защитного числа желатины"
Системы с самопроизвольным мицеллообразованием. Коллоидные ПАВ.
Лабораторная работа «Определение ККМ методом измерения
поверхностного натяжения»
Углеводы.
Понятие
об
олигосахаридах,
полисахаридах
и
гетерополисахаридах.
Лабораторная работа «Определение константы скорости гидролиза
сахарозы»
Модуль № 2 по темам 11-14. Выходное тестирование.
Итого
4
4
4
4
60
5.8. Распределение самостоятельной работы студента (СРС) по видам и
семестрам:
п/№ Наименование вида СРС*
1
2
Объем в АЧ
1 семестр
(1,28 ЗЕ)
Теоретическая внеаудиторная подготовка к практическим
30
занятиям (работа с литературными или иными
источниками информации)
Решение упражнений самостоятельной внеаудиторной
16
работы
ИТОГО (всего - 46 АЧ, 1,28 ЗЕ)
№ п/п
№
семест
ра
6. Оценочные средства для контроля успеваемости и результатов освоения
дисциплины.
6.1. Формы текущего контроля и промежуточной аттестации, виды оценочных
средств:
Оценочные средства
Наименовани
Кол-во
Кол-во незавие раздела
Формы контроля
вопросов
симых
Виды
дисциплины
1
1.
2
1
2.
1
3.
1
3
Контроль освоения
темы (контроль
решения ситуационных
задач)
Контроль освоения
темы (контроль
лабораторной работы)
Контроль
самостоятельной
работы студента
(контроль решения
ситуационных задач)
4
1-5
1-5
1-5
5
собеседование
по ситуационным задачам/
тестирование
собеседование
по
лабораторным
работам/
тестирование
письменный
контроль
в задании
вариантов
6
7
1/10
10/20
2/10
1/20
10-15
20
4.
1
Контроль освоения
ряда тем (модуль)
1-5
письменный
контроль
5.
1
Контроль освоения
тем всего курса
(выходное
тестирование)
экзамен
1-5
письменный
контроль
6.
1
1-5
письменный
контроль
25
тестовых
тестовы
вариантов
хи5
20,
творческ творческих –
их
30
25
20
25
тестовых
тестовы
вариантов
хи5
20,
творческ творческих –
их
40
Виды оценочных средств:
1. Собеседование по ситуационным задачам.
2. Собеседование по лабораторным работам.
3. Письменный текущий контроль освоения темы.
4. Письменный контроль самостоятельной работы студента.
5. Письменный контроль промежуточной аттестации (экзамена).
6. Письменное тестирование.
6.2. Примеры оценочных средств:
1. Примеры вопросов для собеседования по ситуационным задачам:
1. Какие вещества называют электролитами? Чем отличаются водные растворы
электролитов от растворов неэлектролитов?
2. Что понимают под электролитической диссоциацией (ионизацией)?
3. Какие величины являются количественными характеристиками процесса
электролитической диссоциации (ионизации)?
4. На какие группы условно делят электролиты по степени их диссоциации? Приведите
примеры.
5. Что называют активной концентрацией (активностью)? В каком соотношении она
находится с аналитической концентрацией?
6. Что называют коэффициентом активности, и как изменяется его значение при
разбавлении раствора?
7. Какими величинами определяется фактор активности для каждого иона и какой
формулой выражается эта зависимость?
8. Что называют ионной силой раствора, и чем она определяется?
9. Как и почему влияет на степень диссоциации слабого электролита введение в его
раствор одноименного иона и разбавление раствора?
10. Почему константа диссоциации (ионизации) является более удобной характеристикой
электролита по сравнению со степенью диссоциации?
11. Какой формулой выражается закон разбавления Оствальда? Каковы границы
применимости закона?
12. От каких факторов зависит константа диссоциации (ионизации)?
13. Как найти концентрацию катиона слабого электролита KtAn, если известны: а)
константа диссоциации и молярная концентрация электролита;
б) константа и степень диссоциации электролита?
2. Примеры заданий для контроля самостоятельной работы студентов
1. Можно
ли
использовать
кондуктометрию
для
установления
качества
дистиллированной воды и растворимости трудно растворимых электролитов?
2. Почему ткани организма проводят электрический ток? Какой тип проводимости
характерен для них?
3. Каким образом используется в клинике способность тканей организма к проведению
электрического тока (катодная и анодная гальванизация, ионофорез, диатермия, УВЧтерапия).
4. Дать определение электродного потенциала. Записать уравнение электродного
потенциала Нернста. Пояснить все значения.
5. Что такое стандартный или нормальный электродный потенциал?
6. Нормальный водородный электрод. Как возникает его заряд, каков знак заряда, какова
его величина и для чего он используется?
7. В каком случае и почему возникает диффузионный потенциал? Отчего зависит его
величина?
8. Что такое мембранный потенциал, как он возникает?
9. Дать определение окислительно-восстановительного (редокс-) потенциала. Почему и
как он возникает, отчего зависит его величина?
10. Что такое ряд напряжений редокс-систем? Как зависит направление реакций от
редокс-потенциалов участвующих в них веществ?
11. Гальванический элемент: его устройство и работа на примере элемента Якоби Даниеля. Почему при его работе происходит постоянный перенос электронов во
внешней цепи? Записать электрохимическую схему гальванического элемента.
Показать скачки потенциалов, возникающих в гальваническом элементе. Что такое
ЭДС гальванического элемента, чему она равна?
12. Классификация гальванических элементов: дать объяснения, привести примеры.
13. Электроды I и II родов. Что общего у них в механизме возникновения потенциала?
Дать пояснения, привести примеры.
14. В чем сущность компенсационного метода измерения ЭДС гальванических элементов? Дать объяснения, привести схему установки, изложить порядок работы и расчетов.
15. В чем сущность потенциометрического метода измерения рН растворов? Какие типы
электродов должны использоваться в этом методе, каким требованиям они должны
удовлетворять?
16. Устройство, принцип работы, назначение, схематичное обозначение и применение
стеклянного электрода.
17. Показать на электрохимической схеме какие скачки потенциалов возникают в цепи из
стеклянного электрода и электрода сравнения при потенциометрическом определении
рН растворов.
18. Что представляют собой рН-метры? Что непосредственно измеряет и регистрирующий
прибор рН-метра?
19. Какие электрические потенциалы ионной природы возникают в организме? Какое
значение они имеют?
20. Где и почему возникают окислительно-восстановительные потенциалы в организме?
Какое значение они имеют?
21. При определении критической концентрации мицеллообразования (ККМ) олеата
натрия в октиловом спирте получены следующие результаты:
Концентрация раствора, моль/л: 0,025
0,05
0,06
0,075 0,100
Мутность раствора
2
10
55
59
56
Построить график зависимости мутности от концентрации, определить ККМ олеата
натрия в октиловом спирте.
22. При определении критической концентрации мицеллообразования (ККМ) олеата
натрия в амиловом спирте получены следующие результаты:
Концентрация раствора, моль/л:
0,2
0,5
0,8
1,1
1,2
1,6
Мутность раствора
1
4
5
5,5
70
65
Построить график зависимости мутности от концентрации, определить ККМ олеата
натрия амиловом спирте.
3. Примеры вопросов для собеседования по лабораторной работе “Свойства
микрогетерогенных систем”
Опыт 1. Получение разбавленной эмульсии.
Опыт 2. Получение эмульсий с различными эмульгаторами.
Опыт 3. Установление типа эмульсий методами смачивания бумаги и растворимости
красителя.
Опыт 4. Обращение эмульсии типа масло/вода в эмульсию типа вода/масло.
Опыт 5. Получение и разрушение пены.
Вопросы
1. Что представляют собой микрогетерогенные системы? Отличительные признаки.
Классификация микрогетерогенных систем по агрегатному состоянию фаз.
2. Что такое аэрозоли? Каковы особенности их физических свойств? Каково значение
аэрозолей в технике, быту, в развитии заболеваний и их лечении?
3. Что такое порошки, каковы их отличительные особенности как дисперсных систем?
Слёживаемость и распыляемость порошков.
4. Что представляют собой суспензии? Как они получаются? Каковы их отличительные
особенности как дисперсных систем? Практическое значение суспензий и паст.
5. Что такое эмульсии, каковы условия их существования, какими способами они
образуются? Как классифицируют эмульсии? Привести примеры.
6. Какими способами определяют тип эмульсии?
7. После добавления к эмульсии водорастворимого соединения – метиленового голубого
при рассматривании её под микроскопом на голубом фоне видны бесцветные кружки
разной величины. Установите тип эмульсии. Ответ обосновать.
8. Установите тип эмульсии, если после добавления к эмульсии красного красителя
(судан I), растворимого в масле, при рассматривании её под микроскопом на светлом
фоне видны кружки красного цвета разной величины. Ответ обосновать.
9. Каковы свойства эмульсий?
10. Какие факторы обеспечивают устойчивость эмульсий?
11. Что такое эмульгаторы? Какие вещества и в каких случаях могут быть эмульгаторами?
12. Почему гидрофильные эмульгаторы стабилизируют прямые эмульсии, а гидрофобные
− стабилизируют обратные эмульсии? Ответ обосновать.
13. Что такое обращение фаз эмульсий, какие причины его вызывают, как используется
это явление?
14. Каково распространение эмульсий в природе и значение их в технике, в быту, какое
применение они находят в медицине?
15. Какие вещества в организме проявляют свойства эмульгаторов? Какое значение в
жизнедеятельности имеет образование ими эмульсий?
16. Что такое пены, каковы их разновидности и способы образования? Каким образом
пенообразователи обеспечивают устойчивость пен?
17. Как происходит разрушение пен, каков механизм действия пеногасителей?
18. Каково значение пен в технике, быту, в медицине?
19. Радиус капель масляной фазы в эмульсии равен 1.10−5 м. Вычислите общую площадь
поверхности раздела фаз в 1м3 0,5%-ной эмульсии, учитывая, что площадь сферической
частицы вычисляется по формуле S = 2r2, а объем V = 4r3/3.
20. Аэрозоль получен распылением 0,5 г угля в 1 м3. Диаметр частиц аэрозоля 8.10−5 м,
плотность 1,8 кг/м3. Вычислите общую площадь поверхности частиц аэрозоля (в м2),
учитывая, что площадь сферической частицы вычисляется по формуле S = 2r2, объем
V = 4r3/3, m = V.d.
4. Примеры заданий модуля
Модуль 1
Элементы общей химии. Поверхностные явления. Коллоидные системы
Тестовая часть
1. Чему равна масса 2 моль-эквивалентов серной кислоты в реакции Н2SO4 + NaOH =
NaНSO4 + Н2О?
а) 49 г
б) 196 г
в) 98 г
г) 147 г
2. Что зависит от концентрации?
а) степень гидролиза
б) константа скорости
в) константа диссоциации
г) константа гидролиза
3. В перечне солей:
А) CaCl2
Б) CaOHCl
В) Ca(HSO4)2
Г) Ca(ClO)2
Д) Ca(CH3COO)2
Е) CaBr2
в водном растворе щелочную среду создают:
а) АБВ
б) АВГ в) БДЕ г) БГД
4. рН раствора равен 12. Концентрации [H+] и [OH-] в этом растворе соответственно
равны (в моль/л):
а) 210−2 и 1210−12
б) 110−12 и 110−2
в) 110−2 и 110−2
г) 1102 и 11012
5. Растворение аммиака в воде:
а) увеличивает концентрацию ионов водорода
б) увеличивает концентрацию гидроксид-ионов
в) сопровождается изменением объема
г) не меняет соотношение концентрации ионов воды
6. Выражение ПР для малорастворимого соединения KtnAnm записывается в виде:
а) [Ktm+]m  [Ann−]n
б) [Ktn m+]  [Ann−]m
в) [Ktm+]n  [Ann−]m
г) [Ktm+]  [Ann−]
7. Карбонатный буфер выражается составом:
а) NaHCO3 + Na2CO3
б) Na2CO3 + К2CO3
в) NaHCO3 + (NH4)3PO4
г) NaHCO3 + KHCO3
8. Криометрия – это метод определения молекулярной массы растворенного вещества,
основанный на измерении:
а) понижения температуры замерзания растворов
б) повышения температуры кипения растворов
в) понижения температуры кипения растворов
г) понижения давления насыщенного пара над раствором
9. При одинаковой моляльности температура замерзания будет наибольшей раствора, на
основе:
а) воды (К = 1,86)
б) бензола (К = 5,05)
в) циклогексана (К = 20,2)
г) уксусной кислоты (К = 3,9)
10. Верны ли следующие утверждения?
А. В случае плазмолиза (экзосмоса) клетка становится вялой в результате перехода
молекул воды из клетки.
Б. Действие солевых слабительных средств (сульфатов калия и натрия) связано с
изменением осмотического давления в кишечнике.
А) верно только А
б) верно только Б
в) верны оба суждения
г) оба суждения не верны
11. Следствие из закона Гесса применительно к реакциям сгорания выражается
уравнением:
а) Hр = Hсгор. исх. в-в – Hсгор. прод. реакции б) Hр = Hсгор. прод. реакции – Hсгор. исх. в-в
в) Hр = Hсгор. исх. в-в + Hсгор. прод. реакции г) Hр = Hсгор. прод. реакции . Hсгор. исх. в-в
12. Теплота образования 1 моль жидкой воды составляет 286 кДж. При взаимодействии 4
моль водорода с кислородом выделяется теплота количеством:
а) 572 кДж
б) 715 кДж
в) 858 кДж
г) 1144 кДж
13. Гомогенной реакцией называют реакцию, которая протекает:
а) во всем объеме системы;
б) на поверхности раздела фаз;
в) в водном растворе;
г) в присутствии катализатора.
14. Скорость прямой реакции 2SO2(г) + O2(г)  2SO3(г) равна:
а) К. SO22 O2
б) К O2 
в) К SO22
г) К SO32
15. При комнатной температуре с наибольшей скоростью протекает реакция:
а) 2Ba + O2 = 2BaO
б) Ba2+ + CO32− = BaCO3
в) CO2(г) + 2C( В)  2CO(г) – Q
г) 2NH3(г)  N2(г) + 3H2(г) – Q
16. Причиной поверхностных явлений служит:
а) особое состояние молекул вещества по всему объёму фазы;
б) особое состояние молекул в слоях, непосредственно прилегающих к поверхности
раздела фаз;
в) одинаковое притяжение молекул вещества в объёме фазы;
г) одинаковое отталкивание молекул вещества в объёме фазы.
17. Для газов, растворов неэлектролитов и слабых электролитов адсорбция часто
вычисляется по формуле:
а) Г  C
б) K. С1/n
в) Cp   Δσ 
г) C0 - Cрав.
C+K
R  T  ΔC 
m
18. По теории адсорбции Фрейндлиха адсорбция возрастает:
а) без предела;
б) прямо пропорционально концентрации растворённого вещества;
в) до полного заполнения слоя, толщиной в одну молекулу;
г) до определенного максимального значения.
19. Укажите дисперсную систему, не относящуюся к аэрозолям:
а) туман; б) порошки; в) пемза;
г) пыль;
д) дым.
20. Смещение (сдвиг) частиц при броуновском движении зависит от:
а) вязкости дисперсионной среды;
б) интенсивности движения частиц;
в) скорости движения частиц;
г) всех перечисленных факторов.
21. Из перечисленных:
1) физического диспергирования;
2) физической конденсации;
3) химической конденсации;
4) ультрафильтрации
укажите метод, используя которого невозможно получить коллоидную систему:
а) 1
б) 2
в) 3
г) 4
22. В золях, кроме мицелл, стабилизатора и растворителя содержатся
низкомолекулярные примеси. Последние снижают устойчивость коллоидных систем
(нейтрализуют заряд коллоидных частиц, вызывают коагуляцию и разрушение
коллоидных систем). В связи с этим коллоидные системы очищают. С этой целью
может быть использован:
а) электрофорез; б) нефелометрия; в) ультрамикроскопия; г) диализ;
23. Единицей измерения электрофоретической подвижности служит:
а) м2/В.с; б) м2/В; в) В.с; г) В/м2.с
24. Коагуляцией называется процесс:
а) осаждения частиц под действием силы тяжести;
25.
1.
2.
3.
4.
5.
б) объединения коллоидных частиц с последующим осаждением;
в) перемещения коллоидных частиц к противоположно заряженному электроду;
г) очищения коллоидных растворов.
Золь, мицелла которого выражается формулой
{zFe(OH)3,nFeO+,(n-x) Cl}x Cl коагулирует под действием электролита:
а) FeCl3;
б) FeCl2;
в) FeOCl;
г) NaCl;
Творческая часть
В растворе содержатся ионы кальция, свинца и стронция с концентрацией 1 .10−3
моль/л. В этот раствор по каплям внесли раствор сульфата натрия до концентрации
этой соли до 1.10−3 моль/л. На основе расчетов докажите возможность выпадения
солей в осадок
и их последовательность осаждения. ПР[CaSO4] = 2,4.10−5;
. −8
ПР[PbSO4] = 1,3 10 ; ПР[SrSO4] = 7,6.10−7.
Исходя из термохимических уравнений:
2KClO3(тв) = 2KCl(тв) + 3O2(г), ∆Н = − 98,8 кДж
KClO4(тв) = KCl(тв) + 2O2(г), ∆H = 33 кДж.
Вычислите тепловой эффект реакции 4KClO3(тв) = KCl(тв) + 3KClO4(тв). Будет ли при
этом выделяться теплота?
Строение лиофобных коллоидных частиц. Напишите формулу мицеллы золя йодида
серебра, полученного добавлением к 30 мл 0,006 М раствора йодида калия 40 мл
0,004 М раствора нитрата серебра. Укажите способ получения золя.
Каковы отличительные признаки коллоидных систем сравнительно с другими
дисперсными системами?
Мономолекулярная теория адсорбции Ленгмюра. Уравнение и изотерма Ленгмюра.
6. Примеры заданий выходного тестирования
1. Какое свойство растворов ВМС и лиофобных золей схожи?
а) размер макромолекул;
б) термодинамическая устойчивость;
в) толщина сольватной оболочки; г) постоянство осмотического давления во времени.
2. Разветвленная и плоскостная структура получается при возникновении химических
связей между цепями мономеров с боковыми разветвлениями. Из перечисленных:
1) алюмосиликатов, фибриллярных белков, нуклеиновых кислот;
2) целлюлозы, амилопектина крахмала, гликогена, графита;
3) каучукам, амилазе крахмала, полиэтиленам, для некоторых белков;
4) алмаза, резины, глобулярных белков, ионообменных смол;
укажите полимеры, для которых характерна такая структура:
а) 1
б) 2
в) 3
г) 4
3. Высокомолекулярные соединения, в макромолекулах которых имеются группы, способные к диссоциации в растворе с образованием положительного заряда, относят к:
а) нейтральным полимерам;
б) поликатионам;
в) полианионам;
г) полиамфолитам.
4. Что общего в способах получения ВМС − полимеризации и поликонденсации?
а) раскрытие циклов и разрыв кратных связей;
б) образование ковалентной связи между мономерами;
в) выделение низкомолекулярных соединений, типа вода, аммиак, галогеноводород;
г) проведение процесса в присутствии катализатора, возможно при высоких
температурах и под давлением.
5. Укажите ошибочное утверждение:
а) молекулы ВМС и коллоидные частицы близки по размерам;
б) молекулы ВМС и коллоидные частицы состоят из многих тысяч атомов;
в) растворы ВМС и золи термодинамически устойчивы;
г) растворы ВМС и золи проявляют низкое осмотическое давление, чем истинные
растворы.
6. ИЭТ альбумина 4,8, желатина 4,6, казеина 4,6, глиадина 9,8, -глобулина 5,2, глобулина 7,3,
гемоглобина 6,9, фермента рибонуклеазы 9,45. По значениям
изоэлектрических точек укажите, сколько веществ имеют нейтральный заряд в
растворе с рН 5,2?
а) 2
б) 3
в) 4
г) 7
7.
Определите, в каком направлении и почему будут двигаться частицы лизина −
диаминомонокарбоновой кислоты в ходе электрофореза при рН 7? ИЭТ ее 9,9.
а) к катоду, так как частицы заряжены отрицательно;
б) к аноду, так как частицы заряжены положительно;
в) к катоду, так как частицы заряжены положительно;
г) к аноду, так как частицы заряжены отрицательно.
8. Для количественной характеристики защитных свойств полимеров были введены
разные относительные числа, например, рубиновое число. Оно выражает наименьшую
массу (в мг) полимера, которую следует добавить, чтобы защитить 10 мл красного золя
рубинового конго от коагуляции (до фиолетовой окраски) при добавке к золю 1 мл
0,1%-ного раствора хлорида натрия. Укажите полимер, обладающей наибольшей
защитной способностью:
а) желатин (2,5); б) крахмал (20); в) казеин (0,4);
г) гемоглобин (0,8).
9. Что такое высаливание полимеров?
а) выделение молекул полимера из раствора в отдельную фазу в виде капелек
вследствие частичного слияния их сольватных оболочек под действием ионов соли;
б) обратимое осаждение полимера из раствора вследствие разрушения сольватных
оболочек его молекул ионами соли;
в) необратимое осаждение полимера из раствора вследствие химического связывания
его с ионами соли в нерастворимое соединение;
г) необратимая коагуляция полимера в растворе вследствие нейтрализации заряда его
молекул ионами соли;
10. Что такое солюбилизация?
а) метод получения эмульсий;
б) осаждение высокомолекулярного соединения из раствора под действием
водоотнимающих средств;
в) осаждение коллоидных частиц из раствора под действием электролитов;
г) растворение нерастворимых в данном растворителе веществ в присутствии
поверхностно-активных веществ.
11. Из перечисленных:
1) измерение поверхностного натяжения;
2) измерение эквивалентной электропроводности;
3) измерение светорассеяния (мутности), показателя преломления света;
4) измерение осмотического давления.
укажите общее число методов, с помощью которых можно определить критическую
концентрацию мицеллообразования:
а)
1
б) 2
в) 3
г) 4
12. Укажите свойство, характерное для разбавленных эмульсий:
а) размер капель 105−107м;
б) объемная доля дисперсной фазы более 74%;
в) слабо выраженное броуновское движение;
г) устойчивость в отсутствии эмульгатора.
13.
Укажите свойство концентрированных эмульсий, отличное от других видов
эмульсий:
а) наличие у частиц двойного электрического слоя;
б) объемная доля дисперсной фазы в них более 74%;
в) сильно выраженное броуновское движение;
г) частицы видимы в микроскоп.
14. Укажите свойство, характерное для высококонцентрированных эмульсий:
а) наличие броуновского движения;
б) довольно высокая текучесть;
в) наличие двойного электрического слоя у частиц; г) деформация капель.
15. Эмульгатором может быть:
а) вещество, имеющее сродство к дисперсионной среде;
б) вещество, имеющее сродство к дисперсной фазе;
в) вещество, имеющее сродство к обеим фазам;
г) любое из перечисленных веществ.
16. Укажите вещество, которое является гидрофобным эмульгатором?
а) холестерин;
б) фосфолипиды;
в) порошкообразные глины, мел или стекло;
г) натриевые и калиевые соли высших жирных кислот;
д) желчные кислоты.
17. Аэрозоли − это микрогетерогенные системы, в которых дисперсной фазой служит:
а) жидкость, а дисперсионной средой газ;
б) твердое тело, а дисперсионной средой тоже твердое тело;
в) газ, а дисперсионной средой жидкость;
г) жидкость, а дисперсионной средой другая жидкость.
18. Порошки характеризуются:
а) слеживаемостью;
б) способностью к гранулированию;
в) текучестью;
г) всеми перечисленными свойствами.
19. Продолжите предложение: Текучесть и распыляемость больше у:
а) гидрофильных порошков;
б) порошков с меньшими размерами частиц;
в) гидрофобных порошков;
г) порошков с большими размерами частиц.
20. Укажите свойство, характерное для суспензий:
а) размер частиц 1-100 нм; б) у частиц отсутствует двойной электрический слой;
в) опалесценция и эффект Фарадея-Тиндаля; г) не способны к диффузии;
21. Укажите свойство суспензий, схожее со свойствами лиофобных золей:
а) у них размеры частиц соизмеримы;
б) в суспензиях и золях наблюдается электроосмос;
в) у них проявляются опалесценция и эффект Фарадея-Тиндаля;
г) они седиментационно устойчивы;
22. Что такое тиксотропия?
а) самопроизвольное уменьшение размеров геля с одновременным выделением из
него дисперсионной среды, содержащейся в петлях геля;
б) выделение вязкой жидкости в виде концентрированной эмульсии из капелек,
которые медленно сливаются;
в) уплотнение пространственной сетки за счет выдавливания части дисперсионной
среды;
г) способность структур под влиянием механического воздействия разжижаться,
переходить в золь, а затем в состоянии покоя вновь самопроизвольно восстанавливаться.
23. В каком случае образуются суспензии?
а) если твердое вещество практически не растворяется в жидкости;
б) если превышен предел растворимости вещества в жидкости;
в) если при взаимодействии веществ, растворимых в жидкости, образуется новое
нерастворимое вещество;
г) при всех перечисленных случаях.
24. Укажите дисперсную систему, относящуюся к пенам:
а) пористая резина; б) этиловый эфир; в) амиловый эфир;
г) туман.
25. Пены получают:
а) механическим перемешиванием газа с жидкостью;
б) проведением химической реакции, при которой выделяется газообразное вещество;
в) выделением растворенного в жидкости газа при повышении температуры или
резкого снижения давления;
г) всеми перечисленными методами.
7. Примеры заданий для экзамена
Тестовая часть
1. Концентрация ионов водорода в содержимом тонкого кишечника (рН = 8,0) равна:
1) 1.10−14
2) 1.10−8
3) 1.10−6
4) 1.10−4
2. Молярная масса эквивалента хлорида алюминия в реакции образования
диакватетрагидроксоалюмината составляет:
1) М(Х)/6
2) М(Х)/3
3) М(Х)
4) М(Х)/4
3. Число катионов, образующихся при диссоциации 90,2 г фосфата натрия (α= 0,86),
равно:
1) 9,93.1023
2) 2,85.1023
3) 9,3.1023
4) 6,6.1023
4.
рН основного буфера вычисляется по формуле:
1) pH = 14 + pK b + lg
3)
pH = pK а - lg
[основания]
[кислоты]
[соли]
2)
[соли]
4)
pH = 14 - pK b + lg
pH = pK b - 14 + lg
[основания]
[соли]
[основания]
[соли]
5. В большей степени подвергается гидролизу натриевая соль:
1) родановодородной кислоты (Ka =1,4.10−1); 2) уксусной кислоты (Ka = 1,75.10−5)
3) муравьиной кислоты (Ka = 1,77.10−4)
4) циановодородной кислоты (Ka = 6,5.10−10)
6. Одномоляльные водные растворы нелетучих неэлектролитов кипят при:
1) 0,52 0С
2) 100,520С.
3) 273 К
4) 273,52 К
7. Осмос – это:
1) односторонняя диффузия молекул растворителя через полупроницаемую
перегородку в сторону раствора с большей концентрацией
2) односторонняя
диффузия молекул
растворенного вещества через
полупроницаемую перегородку в сторону раствора с большей концентрацией
3) односторонняя диффузия молекул растворителя через полупроницаемую
перегородку в сторону раствора с меньшей концентрацией
4) диффузия молекул растворителя и растворенного вещества через
полупроницаемую перегородку в направлении выравнивания концентраций раствора
8. Плазма крови начинает замерзать при 272,41К (−0,590С). К(Н2О) = 1,860. Моляльная
концентрация веществ в плазме при 370С (310К) составляет (в моль/кг):
1) 0,32
2) 3,2
3) 0,032
4) 32
9. В насыщенном растворе электролита CaSO4 при постоянной температуре:
1) ПР = [Ca2+].[SO42−]
2) ПР = [Ca2+].[2SO42−]
2+ .
2−
3) ПР > [Ca ] [SO4 ]
4) ПР < [Ca2+].[SO42−]
10. Открытой называется такая система, для которой:
1) m = 0; U = 0;
2) m  0; U  0;
3) m = 0; U  0;
4) m  0; U=0;
11. Укажите математическое выражение второго закона термодинамики применительно к
изолированным системам:
1) G = H – T.S
2) H = U + pV
3) dS.T > dQ
4) S = k.lnW
12. Следствие из закона Гесса применительно к реакциям сгорания выражается
уравнением:
1) Hр = Hсгор. исх. в-в – Hсгор. прод. реакции 2) Hр = Hсгор. прод. реакции – Hсгор. исх. в-в
3) Hр = Hсгор. исх. в-в + Hсгор. прод. реакции 4) Hр = Hсгор. прод. реакции . Hсгор. исх. в-в
13. Измерение скорости химической реакции основано на определении концентрации
вещества, которую определяют:
1) измерением показателя преломления в ходе реакции;
2) измерением угла вращения плоскости поляризации в ходе реакции;
3) измерением электропроводности раствора в ходе реакции;
4) всеми перечисленными способами.
14. На энергетической диаграмме эндотермической реакции, протекающей с
образованием переходного комплекса (рис. б) энергии активации соответствует:
1) энергия Е1
2) энергия Е2 3) энергия Е3
4) энергия Е4
15. Верны ли следующие суждения?
А. Действие катализатора основано на снижении энергию активации.
Б. Гомогенные реакции протекают быстрее, чем гетерогенные.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения не верны.
16. Физическая адсорбция на твердой поверхности часто происходит за счет:
1) образования ионной связи;
2) образования ковалентной связи;
3) образования полярно-ковалентной связи; 4) образования водородной связи.
17. Укажите формулу, соответствующую теории адсорбции Фрейндлиха:
 Δσ 

R  T  ΔC 
18. Согласно правилу Дюкло и Траубе при замене пропионовой кислоты (С 2Н5СООН)
капроновой кислотой (С5Н11СООН) поверхностная активность жирных кислот в среднем:
1) возрастает в 9 раз; 2) возрастает 3 раза; 3) возрастает 27 раз; 4) уменьшается 9 раз;
19. Адсорбция и адсорбционные явления:
1) объясняют образование, разрушение и свойства коллоидных систем;
2) лежат в основе хроматографического метода разделения веществ, в водоподготовке;
3) имеют место при очистке некоторых фарм.препаратов, в производстве маргарина.
4) наблюдаются во всех перечисленных случаях.
20. Укажите свойство, характерное суспензиям:
1) размер частиц 1-100 нм;
2) частиц невидны в обычный микроскоп
3) свойственна опалесценция и эффект Фарадея-Тиндаля
4) обнаруживается броуновское движение
21. Электрофорез — это движение под действием электрического тока:
1) молекул жидкости;
2) молекул растворенного вещества
3) молекул растворителя
4) коллоидных частиц
22. Строение мицеллы выражается формулой {mAgCl.nCl.(n-x)K+}.xK+. Какой из
электролитов обладает наименьшей коагулирующей способностью?
1) Na2SO4
2) MgSO4
3) K3[Fe(CN)6]
4) K4[Fe(CN)6]
23. Какое вещество при добавлении к коллоидному раствору может повысить
устойчивость лиофобных частиц к коагулирующему действию электролитов?
1) хлорид натрия
2) глюкоза
3) этанол
4) желатин
24. В каком ряду соединений указаны только вещества, относящиеся к углеводам?
1) целлюлоза, полипептид, галактоза;
2) сахароза, крахмал, гидролаза
3) глюкоза, фруктоза, целлюлоза;
4) рибоза, крахмал, глицерин
А25. Качественная реакция на обнаружение глюкозы:
1) обесцвечивание бромной воды; 2) взаимодействие с металлическим натрием
3) реакция «серебряного зеркала»; 4) взаимодействие с раствором хлорида железа (III)
1) Г = Г
2) Г = Г

C
C+K
3) Г = K. С1/n
4) Г =
Cp

Творческая часть
1. Какие силы могут действовать между молекулами или ионами адсорбента и
адсорбтива? Виды адсорбции. Привести примеры.
2. Какие вещества в организме проявляют свойства полуколлоидов? Какое значение в
жизнедеятельности имеет образование ими коллоидных мицелл? Как используют
полуколлоиды в медицине?
3. Расчетное задание по темам «Способы выражения концентрации растворов,
вычисление активности ионов в растворах, концентрации ионов водорода и рН,
диссоциация, гидролиз, буферные растворы, растворимость веществ и произведение
растворимости», например:
Степень и константа диссоциации электролитов. В 0,2 М растворе фосфористой
кислоты концентрация ионов водорода равна 0,05 моль/л. Вычислите константу и степень
диссоциации кислоты, предполагая, что второй протон не отщепляется.
4. Расчетное задание по темам «Коллигативные свойства растворов, кинетика
химических реакций и термохимические расчеты», например:
Температура кипения раствора, содержащего 6,4 г адреналина в 360 г CCl4 на 0,49
градусов выше температуры кипения чистого CCl4. Какова молярная масса адреналина
(Е(CCl4) = 5,02 кг.К/моль).
5. Расчетное задание по темам «Поверхностные явления. Физико-химические свойства
дисперсных систем», например:
Правило Шульца-Гарди. Пороги коагуляции некоторого золя электролитами KNO3,
Mg(NO3)2, AlCl3 равны 50; 0,8 и 0,06 ммоль/л соответственно. Как относятся между собой
величины коагулирующих способностей этих электролитов? Укажите коагулирующие
ионы и знак заряда гранулы коллоидной частицы.
6.3. Оценочные средства, рекомендуемые для включения в фонд оценочных
средств для проведения итоговой государственной аттестации.
ФГОС-3 не предусмотрено
7.1. Перечень основной литературы:
№
Наименование согласно библиографическим
Количество экземпляров
требованиям
На кафедре
В библиотеке
1 Общая химия. Биофизическая химия. Химия
биогенных элементов: Учебник для медицинских
5
212
вузов/ Ю.А.Ершов, В.А.Попков, А.С.Берлянд и др;
Под ред. Ю.А.Ершова. М.: ВШ, 2007. 559 с.
2 Попков В.А., Пузаков С.А. Общая химия. – М.:
2
110
ГЕОТАР-Медиа, 2007.- 976 с.
3 1. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая
5
90
химия. М.: Дрофа, 2007. - 542 с.
№
1
2
3
7.2. Перечень дополнительной литературы:
Наименование согласно библиографическим
требованиям
Мушкамбаров Н.Н. Физическая и коллоидная
химия: Учебник для студентов медицинских вузов.
М.: Геотар-Мед, 2001.-З84с.
Захарченко В.Н. Коллоидная химия. М.: ВШ,
1989.-238с.
«Руководство к лабораторным занятиям по
биоорганической химии». Под ред. Тюкавкиной
Н.А., М.: Дрофа, 2006. - 318 с.
Количество экземпляров
На кафедре
В библиотеке
2
141
5
1
1
90
7.3. Перечень методических рекомендаций для аудиторной и самостоятельной
работы студентов:
№
Наименование согласно библиографическим
Количество экземпляров
требованиям
На кафедре
В библиотеке
1 Хисамеев Г.Г., Федюнина И.В. Руководство к
95
1
практическим занятиям по Общей и биоорганической химии.- Казань:КГМУ, 2012.- 142 с.
2 Хисамеев Г.Г., Никитина Л.Е., Гибадуллина З.М.,
50
1
Сиразиева
Е.В.
Химическая
реакция:
классификация
хим.
Реакций.
Химическое
равновесие. – Казань: ИРО РТ, КГМУ, 2011 – 78 с.
2 Введение
в
биоорганическую
химию.
500
1
Л.Е.Никитина и др. - Казань: КГМУ, 2007. – 86 с.
3 Медицинская химия. Л.Е.Никитина и др. - Казань:
75
1
КГМУ, 2011. – 162 с.
7.4. Перечень методических рекомендаций для преподавателей:
№
1
2
Наименование согласно библиографическим
Количество экземпляров
требованиям
На кафедре В библиотеке
Положение об учебно-методическом пособии по
1
дисциплине для обучающихся (Methods Handbook). –
Казань: КГМУ, 2012. – 49 с.
Положение об интерактивных формах обучения (НОУ
1
ВПО
“Университет
управления
ТИСБИ”,
Набережночелнинский филиал. - 2012.
http://tisbichelny.ru/ychebnmetoddeyat/pologenieinterrakt012012.html
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины.
8.1. Перечень помещений, необходимых для проведения аудиторных занятий
по дисциплине.
1. Аудитории, оснащённые лабораторной мебелью, включая химические мойки и
вытяжные шкафы.
2. Помещение лаборантской для хранения химической посуды, реактивов, приборов и др.
3. Лекционная аудитория, оснащенная мультимедийным комплексом.
8.2. Перечень оборудования, необходимого для проведения аудиторных
занятий по дисциплине.
1. Учебная аудитория – 15 рабочих мест.
2. Доски - по одной в каждой учебной аудитории.
3. Химическая посуда и оборудование: термометры лабораторные, мерная посуда,
штативы с держателями, штативы для пробирок, генераторы электрических импульсов
Г15, проволочные реохорды, кондуктометрические ячейки, низкоомные телефоны,
магазины сопротивлений выключатели, переключатели, выпрямители переменного тока,
нормальные элементы Вестона, гальванометры, электроды стеклянные и хлорсеребряные,
рН-метры рН-340, криоскопы с термометрами Бекмана, изотермические калориметры,
сталагмометры, вискозиметры Оствальда, рефрактометры, микроскопы, торсионные весы,
электроплитки, увеличительные лупы. Секундомеры, микрокалькуляторы "Электроника"
БЗ-36, таблицы логарифмов,справочники физико-химических величин.
4. Химические реактивы: кислоты, щелочи, соли, растворители, красители,
органические индикаторы и др.
9. Образовательные технологии в интерактивной форме, используемые в
процессе преподавания дисциплины:
Лекции сопровождаются презентацией материалов по изучаемой теме.
Всего _50 % интерактивных занятий от объема аудиторной работы.
9.1. Примеры образовательных технологий в интерактивной форме:
1. проблемная лекция
2. дискуссия
3. работа в малых группах
9.2. Электронные образовательные ресурсы, используемые в процессе
преподавания дисциплины:
http://kazmedchem.ru/links.htm - разработанные
органической химии на сайте КГМУ
кафедрой
учебные
пособия
по
http://www.alleng.ru/edu/chem9.htm - образовательные ресурсы Интернета – Химия
http://www.kgmu.kcn.ru:8888/cgibin/irbis64r_01/cgiirbis_64.exe?C21COM=F&I21DBN=BOOK&P21DBN=BOOK&S21FMT=
&S21ALL=&Z21ID=&S21CNR - научная библиотека КГМУ
http://himkniga.com/ - книги 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
Примерная программа дисциплины разработана Учебно-методической комиссией
кафедры общей и органической химии.
Разработчики:
зав. кафедрой общей
и органической химии, профессор
____________________
Л.Е.Никитина
доцент каф.
общей и органической химии, к.т.н.
____________________
Г.Г.Хисамеев
ст. преподаватель каф.
общей и органической химии, к.х.н.
____________________
И.В.Федюнина