Задания к практическим занятиям для студентов лечебного факультета 1 семестр 2023-2024 года
Занятие 1
Тема занятия: «Правила техники безопасности при работе в химической лаборатории. Лабораторная работа «Приготовление раствора NaCl заданной концентрации»
Содержание занятия: 1. Инструктаж по технике безопасности.
2. Обсуждение вопросов по теме занятия
3. Решение задач по теме занятия
4. Выполнение лабораторной работы
Вопросы к занятию.
1. Способы выражения состава растворов – массовая доля, молярная концентрация, объемная доля, мольная доля.
2. Понятие о химическом эквиваленте. Фактор эквивалентности, его определение в конкретных ОВР и кислотно-основных реакциях. Молярная масса эквивалента.
3. Молярная концентрация эквивалента, её расчет.
Занятие 2
Тема занятия: «Современные представления о строении атома и химической связи»
Содержание занятия: 1. Обсуждение вопросов по теме занятия.
2. Решение задач.
Вопросы к занятию
1. Квантово-механическая модель атома. Дуализм электрона. Уравнение де Бройля. Вероятностный характер движения электрона в атоме. Принцип неопределенности Гейзенберга. Электронное облако. Атомная орбиталь.
2. Характеристика энергетического состояния электрона в атоме системой квантовых чисел: главное (n), орбитальное (l), магнитное (m) и спиновое (s) квантовые числа; их физический смысл и взаимосвязь.
3. Многоэлектронные атомы. Принцип Паули. Максимальное число электронов на орбиталях, подуровнях и уровнях.
4. Принцип минимума энергии. Последовательность заполнения электронами атомных орбиталей. Электронные формулы элементов; s-, p-, d-, f-элементы.
5. Заполнение электронами атомных орбиталей одного подуровня, правило Хунда. Электронно-графические формулы (спиновые схемы) элементов.
6. Связь между электронным строением атомов и положением элементов в периодической системе: s-, p-, d-, f- семейства элементов.
7. Радиусы атомов. Закономерности изменения радиусов атомов, энергии ионизации, энергии сродства к электрону, электроотрицательности s- и p- элементов (по группам и периодам).
8. Основное и возбужденное состояние атома.
9. Метод валентных связей. Основные положения метода. Механизм и способы образования ковалентной химической связи. Валентность. Максимальная валентность. Валентно-насыщенное и валентно-ненасыщенное состояние атома (на примере элементов II периода). Длина связи. Энергия связи.
10. Направленность химической связи. Влияние направленности связи на пространственную конфигурацию молекул типа АА, АВ, А2В, А3В. Насыщаемость, кратность связи.
11. Гибридизация атомных орбиталей атомов Ве, В, С на примере образования молекул ВеН2, ВН3, СН4 .
12. σ- и π-Связи. Понятие о нелокализованной π-связи.
13. Полярность и поляризуемость химической связи. Дипольный момент связи (постоянный и индуцированный). Полярная и неполярная ковалентная связь. Ионная связь как предельно поляризованная ковалентная связь. Степень окисления атомов. Гомо- и гетеролитический разрыв связи.
14. Водородная связь. Межмолекулярная и внутримолекулярная водородная связь. Роль водородной связи в процессах ассоциации, растворения и биохимических процессах.
Занятие 3
Тема занятия: «Комплексные соединения. Лабораторная работа «Комплексные соединения». Контрольная работа «Строение атома, химическая связь, комплексные соединения»
Содержание занятия: 1. Обсуждение теоретических вопросов по теме.
2. Решение задач.
3. Выполнение лабораторной работы.
4. Контрольная работа по теме: «Строение атома, химическая связь, комплексные соединения»
Вопросы к занятию
1. Координационная теория Вернера: центральный атом, лиганды, координационное число центрального атома. Характер связей в комплексах с точки зрения метода валентных связей. Комплексообразующая способность s-, d-, p- элементов.
2. Классификация комплексных соединений по заряду и природе лигандов. Катионные комплексные соединения (аквакомплексы, аммиакаты). Анионные комплексные соединения (ацидокомплексы, гидроксокомплексы).
3. Номенклатура комплексных соединений.
4. Ионные равновесия в растворах комплексных соединений. Константы нестойкости и устойчивости комплексных ионов.
5. Внутрикомплексные соединения (хелаты). Внутрикомплексные соединения в биологических объектах.
Занятие 4
Тема занятия: «Физико-химические свойства S-,p-,d-элементов»
Содержание занятия: 1. Обсуждение вопросов по теме занятия.
2. Лабораторная работа по теме «Физико-химические свойства соединений s-, p-, d -элементов».
Вопросы к занятию:
1. Общая характеристика s-элементов (особенности строения атомов, закономерности изменения радиуса атома, энергии ионизации).
2. Общие закономерности изменения характера оксидов и гидроксидов s-элементов I и II групп (кислотно-основных свойств).
3. Биологическая ролсслементов (Na, K, Ca, Mg) и применение их соединений в медицине.
4. Положение р-элементов в периодической системе, особенности строения их атомов.
5. Закономерности изменения окислительно-восстановительных свойств р-элементов в зависимости от степени окисления.
6. Изменение кислотно-основных свойств оксидов и гидроксидов р-элементов по группам.
7. Биологическая роль р-элементов (О, N, Р, галогенов) и применение их соединений в медицине.
8. Положение d-элементов в периодической системе, особенности строения их атомов, степени окисления;
9. Изменение кислотно-основных свойств оксидов и гидроксидов d-элементов в зависимости от степени окисления;
10. Биологическая роль Fe, Cu, Co, Ni, Mn и применение их соединений в медицине.
Занятие 5
Тема занятия: « Химическая термодинамика. Первое и второе начало термодинамики »
Содержание занятия:
1. Обсуждение вопросов по теме занятия и решение типовых задач.
2. Самостоятельное решение задач с последующим их разбором.
Вопросы к занятию:
1. Понятие термодинамической системы. Системы изолированные, закрытые, открытые. Параметры системы.
2. Понятие термодинамического процесса; их классификация по различным признакам.
3. Термодинамические понятия теплоты, работы системы. Внутренняя энергия-функция состояния системы. Формулировка I начала термодинамики; I закон термодинамики для изохорного и изобарного процессов.
4. Термохимия. Тепловые эффекты химических реакций (энтальпия реакций). Термохимические уравнения. Закон Гесса и следствия из него; применение их в термохимических расчетах.
5. Второй закон термодинамики. Его формулировки и математические выражения. Энтропия. Зависимость её от фазового состояния вещества.
6. Термодинамические потенциалы. Изобарно-изотермический потенциал — мера способности системы к самопроизвольному процессу.
Занятие 6
Тема занятия: Химическая кинетика. Катализ. Химическое равновесие.
Контрольная работа «Термодинамика, кинетика»
Содержание занятия:
1. Обсуждение теоретических вопросов по теме.
2. Решение задач.
3. Выполнение демонстрационных работ.
Вопросы к занятию:
1. Предмет химической кинетики.
2. Скорость химической реакции (средняя, истинная).
3. Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ. Закон действия масс. Константа скорости реакции. Выражение закона действующих масс для гомогенных и гетерогенных систем. Примеры. Понятия о молекулярности и порядке реакции.
4. Зависимость скорости реакции от температуры. Теория активных соударений, активные молекулы, энергия активации, энергетический барьер реакции.
5. Катализ. Катализаторы. Основные признаки каталитических процессов. Примеры катализа. Свойства катализаторов. Теории гомогенного и гетерогенного катализа – теория промежуточных соединений и адсорбционная. Биологические катализаторы (ферменты), их особенности.
6. Радиационно-химические реакции (радиолиз воды), влияние их на биологические объекты.
7. Необратимые и обратимые химические реакции. Химическое равновесие. Константа равновесия.
8. Смещение (сдвиг) химического равновесия. Принцип Ле-Шателье–Брауна.
Вопросы для подготовки к контрольной работе «Термодинамика, кинетика»
1. I и II начала (законы) термодинамики.
2. Закон Гесса и следствия из него.
3. Энтальпия химических процессов. Стандартные условия.
4. Термодинамические потенциалы (Гиббса). Энтропия.
5. Скорость гомогенных и гетерогенных химических реакций.
6. Закон действующих масс.
7. Зависимость скорости реакции от различных факторов (концентрации, температуры, давления).
8. Правило Вант-Гоффа, уравнение Аррениуса.
9. Гомогенный, гетерогенный катализ, теория их объясняющая.
10. Константа химического равновесия и факторы на нее влияющие.
11. Принцип Ле-Шателье–Брауна.
Занятие 7
Тема занятия: Свойства растворов сильных электролитов. Лабораторная работа «Метод нейтрализации. Уточнение концентрации рабочего раствора H 2 SO 4 и определение массы NaOH в исследуемом растворе»
Содержание занятия: 1. Обсуждение вопросов по теме занятия.
2. Лабораторная работа по теме «Уточнение концентрации рабочего раствора и определение массы NaOH в исследуемом растворе ».
Вопросы к занятию:
1. Особенности сильных электролитов, теория Дюбая-Хюккеля.
2. Ионная сила растворов сильных электролитов. Активность, коэффициент активности.
3.Электролиты в организме человека.
4. Сущность метода нейтрализации.
Что называется рабочим раствором? Перечислите рабочие растворы метода нейтрализации.
5. Какие вещества называются исходными? Какие вещества применяются в качестве исходных при установке точной концентрации рабочих растворов HCI (H2SO4)?
6. Индикаторы метода нейтрализации. Зона перемены окраски индикатора. Метиловый оранжевый, фенолфталеин, их характеристика.
7. Титрование тетрабората натрия (буры) и щелочи (КОН, NaOH) раствором серной кислоты:
- Уравнения реакций;
- Реакция среды в эквивалентной точке;
- Выбор индикатора.
8. Ацидиметрия. Алкалиметрия. Применение метода нейтрализации в клинических и санитарно-гигиенических лабораториях.
9. Кривые титрования. Титрование сильной кислоты щелочью; титрование слабой кислоты щелочью; титрование слабого основания сильной кислотой:
· Среда в эквивалентной точке;
· Скачок титрования;
· Выбор индикатора.
Занятие 8
Тема занятия: Слабые электролиты. Диссоциация воды, ионное произведение воды, рН и рОН. Лабораторная работа «Колориметрические методы определения рН»
Содержание занятия:
1. Обсуждение теоретических вопросов по теме.
2. Решение задач.
3. Реферативное сообщение студентов по теме: «Электролиты в организме человека».
4.Выполнение лабораторной работы «Колориметрические методы определения рН»
Вопросы к занятию:
1. Слабые электролиты. Степень диссоциации, Факторы, влияющие на степень диссоциации. Применение закона действующих масс к процессу диссоциации слабых электролитов. Константа диссоциации. Закон разведения Оствальда.
2. Диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель рН как количественная мера активной кислотности и щелочности.
3. Нарушение электролитного баланса и его следствия.
4. Принцип колориметрического метода определения рН (буферного и безбуферного)
Занятие 9
Тема занятия: Буферные системы. Лабораторная работа «Приготовление буферных смесей. Определение буферной ёмкости буферного раствора по кислоте и щелочи»
Содержание занятия:
1. Обсуждение теоретических вопросов по теме.
2. Выполнение лабораторных работ, обсуждение их результатов, оформление научного отчета.
Вопросы к занятию:
1. Кислотность общая, активная, потенциальная. Влияние активной кислотности на биологические процессы.
2. Буферные системы. Механизм буферного действия.
3. Уравнение Гендерсона-Гассельбаха для расчета С(Н+) и С(ОНˉ) двух основных типов буферных систем. Факторы, влияющие на рН раствора.
4. Буферная ёмкость, её расчет. Факторы, влияющие на буферную ёмкость.
5. Буферные системы крови. Механизм действия буферных систем крови. Понятие о кислотно-щелочном равновесии и щелочном резерве крови.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Основная литература
1. Глинка Н.Л. Общая химия, учеб. для вузов/ Глинка Н.Л.- М.: Интеграл-пресс, 2010.
2. Химия. Под ред.: В. А. Попков, А. В. Бабков. -18-е изд., доп. и перераб.. -Москва: Юрайт, 2011. -886 с..
3. Слесарев В.И. Основы химии живого/ Слесарев В.И.- СПб: Химиздат, 2008.
4. Лабораторно-практические занятия по общей химии Методические рекомендации. Архангельск, 2017 (на сайте кафедры общей и биоорганической химии)
Дополнительная литература
1. Киреев В.В. Краткий курс физической химии. М.: Химия, 2005.
2. Писаренко А.П. и др. Курс коллоидной химии. М.: Высшая школа, 2008.
3. Отто.М. Современные методы аналитической химии. Перевод с немецкого под ред. А.В.Гармаша.- М.:Техносфера, 2006. – 543с.
Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной среды «Интернет», необходимых для освоения дисциплины (модуля)
- Жолнин А. В. Общая химия [Электронный ресурс] : учеб. для мед. вузов/ А. В. Жолнин ; под ред. В. А. Попкова, А.В. Жолина. -Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2012. -399 с.: ил. - Режим доступа: http://www.studmedlib.ru/.
- Химия. Часть I. Общая химия [Электронный ресурс] : методические рекомендации / Е. А. Айвазова, Е. А. Журавлева [и др.]. - Архангельск : Изд-во Северного государственного медицинского университета, 2015. - 84 с. - Режим доступа: http://lib.nsmu.ru/lib/readers/elektronnaya-biblioteka.php
- Пузаков С.А Химия [Электронный ресурс] : учебник/ С.А Пузаков. -2-е изд., испр. и доп.. -Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2006. -640 с. - Режим доступа: http://www.studmedlib.ru/.
Перечень информационных технологий, используемых для осуществления образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем
Информационно-справочная и поисковая медицинская система
www. studmed-lib.ru
Занятие 10 (для лечебного факультета).
Занятие 10
Буферные системы. Кислотно-основное состояние организма.
Контрольная работа «Сильные и слабые электролиты, буферные растворы»
Содержание занятия:
1. Обсуждение теоретических вопросов по теме.
2. Выполнение лабораторных работ, обсуждение их результатов, оформление научного отчета.
Вопросы к занятию:
1.Буферные системы крови. Механизм действия буферных систем крови:
-гидрокарбонатной
-фосфатной и белковой
2.Совместное действие гидрокарбонатной и гемоглобиновой буферных систем
3. Понятие о кислотно-щелочном равновесии и щелочном резерве крови.
Вопросы к контрольной работе «Сильные и слабые электролиты, буферные растворы»
1. Особенности сильных электролитов, теория Дюбая-Хюккеля.
2. Ионная сила растворов сильных электролитов. Активность, коэффициент активности
3.Слабые электролиты. Степень диссоциации, Факторы, влияющие на степень диссоциации. Применение закона действующих масс к процессу диссоциации слабых электролитов. Константа диссоциации. Закон разведения Оствальда.
4. Диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель рН как количественная мера активной кислотности и щелочности
5. Кислотность общая, активная, потенциальная. Влияние активной кислотности на биологические процессы.
6. Буферные системы. Механизм буферного действия.
7. Уравнение Гендерсона-Гассельбаха для расчета С(Н+) и С(ОНˉ) двух основных типов буферных систем. Факторы, влияющие на рН раствора.
8. Буферная ёмкость, её расчет. Факторы, влияющие на буферную ёмкость.
9. Буферные системы крови. Механизм действия буферных систем крови. Понятие о кислотно-щелочном равновесии и щелочном резерве крови.
Занятие 11
Коллигативные свойства растворов. Диффузия и осмос. Закон Вант-Гоффа и Рауля. Тест «Коллигативные свойства растворов»
Содержание занятия:
1. Обсуждение теоретических вопросов по теме.
2. Решение задач.
3. Постановка демонстрационных опытов.
4. Тестовый контроль по теме «Коллигативные свойства растворов».
Вопросы к занятию:
1.Диффузия в растворах. Факторы, влияющие на скорость диффузии. Закон Фика. Роль диффузии в процессах переноса вещества в биологических системах.
2.Сущность осмоса. Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов. Закон Вант-Гоффа. Гипо-, гипер- .и изотонические растворы. Измерение осмотического давления.
3.Отклонение растворов электролитов от закона Вант-Гоффа. Изотонический коэффициент, его связь со степенью диссоциации электролита. Понятие об осмотической концентрации растворов.
4.Осмотическое давление растворов биополимеров. Осмотическое давление плазмы и сыворотки крови и его биологическая роль.
5.Роль осмоса и осмотического давления в биологических системах. Изоосмия организмов. Формирование отека. Плазмолиз, гемолиз. Применение в медицине гипер- и изотонических растворов.
6. Насыщенный пар, давление насыщенного пара над чистым растворителем. Относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над разбавленным раствором нелетучего неэлектролита; закон Рауля.
7.Температуры кипения и замерзания растворов. Относительное повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания (депрессии) разбавленных растворов неэлектролитов по сравнению с чистыми растворителями; следствия из закона Рауля. Эбуллиоскопическая и криоскопическая постоянные, их физический смысл.
8.Отклонение растворов электролитов от закона Рауля и его следствий. Изотонический коэффициент.
9.Взаимосвязь между коллигативными свойствами растворов. Осмометрия, криометрия и применение их в медико-биологических исследованиях
Занятие 12
Классификация, номенклатура, пространственное строение органических молекул. Кислотность и основность органических соединений.
Содержание занятия:
1.Обсуждение теоретических вопросов по теме.
2.Решение задач.
Вопросы к занятию:
1. Классификация органических соединений с учетом строения углеродной цепи и по функциональным группам.
2. Заместительная номенклатура моно- и полифункциональных органических соединений.
3. σ-, π-Связи: электронное строение и основные характеристики (длина, поляризуемость, энергия).
4. Гибридизация. Виды гибридизации атома углерода (sp3, sp2, sp) в молекулах метана, бензола, ацетилена).
5. Сопряженные системы, энергия сопряжения, виды сопряжений (π-π, р-π-сопряжения), ароматичность.
6. Взаимное влияние атомов – индуктивный и мезомерный эффекты
7. Химическая структура и пространственное строение, конфигурация и конформация. Различные конформации органических молекул (заслонённая, скошенная, заторможенная) на примерах н-бутана и циклогексана. Проекционные формулы Ньюмена.
8. Стереоизомерия органических молекул. Хиральность молекул.
9. D- и L-стереохимические ряды.
10. Связь пространственного строения с биологической активностью.
11.Кислотность и основность соединений по Брёнстеду. Органические соединения в качестве кислот и оснований Брёнстеда.
12. Сравнительная характеристика кислотно-основных свойств аминов, спиртов, тиолов, фенолов, карбоновых кислот.
13. Кислоты и основания Льюиса.
Занятие 13
Углеводы: моно-, ди-, полисахариды. Лабораторная работа «Свойства моно- и дисахаридов»
Содержание занятия
1. Обсуждение теоретических вопросов по теме занятия.
2. Решение задач.
3. Выполнение лабораторной работы
Вопросы к занятию:
1.Классификация моносахаридов.
2.Стереоизомерия моносахаридов (строение глюкозы, фруктозы, галактозы, маннозы, рибозы).
3.Таутомерия моносахаридов, взаимные превращения моносахаридов в слабо-щелочной среде (на примере D -глюкозы, D -фруктозы).
3.Свойства полуацетальной (гликозидной) гидроксогруппы.
4.Свойства оксогруппы и гидроксогруппы в молекулах моносахаридов.
5.Реакции восстановления и окисления моносахаридов.
6.Биологическая роль моносахаридов и их производных.
7.Строение дисахаридов: мальтозы, целлобиозы, лактозы, сахарозы. Номенклатура, конформации. Таутомерия.
8.Химические свойства дисахаридов: реакции гидролиза, алкилирования, окисления (восстанавливающие и невосстанавливающие дисахариды).
9 Биологическая роль дисахаридов.
10.Гомополисахариды: крахмал, гликоген, целлюлоза, декстраны. Первичная, вторичная структура. Свойства полисахаридов (реакции гидролиза, окисления).
11.Гетерополисахариды: гиалуроновая кислота, хондроитинсульфаты, гепарин. Структурные компоненты, типы их связывания.
12.Биологическая роль полисахаридов
Занятие 14
Полисахариды. Контрольная работа по теме «Углеводы»
Содержание занятия
1. Обсуждение теоретических вопросов по теме «Полисахариды».
2. Решение задач.
3. Контрольная работа по теме «Углеводы: моно-, ди- и полисахариды»
Вопросы к занятию:
1.Гомополисахариды: крахмал, гликоген, целлюлоза, декстраны. Первичная, вторичная структура. Свойства полисахаридов (реакции гидролиза, окисления).
2.Гетерополисахариды: гиалуроновая кислота, хондроитинсульфаты, гепарин. Структурные компоненты, типы их связывания.
3.Биологическая роль полисахаридов
Занятие 15
Аминокислоты, пептиды, белки. Лабораторная работа «Качественные реакции на аминокислоты»
Содержание занятия
1. Обсуждение вопросов по теме «Аминокислоты, пептиды, белки».
2. Решение задач.
3. Выполнение лабораторной работы.
Вопросы к занятию:
1.Строение и классификация важнейших природных аминокислот, их названия, сокращенные обозначения.
2.Кислотно-основные свойства аминокислот (амфотерность). Изоэлектрическая точка аминокислот.
3.Способы получения аминокислот. Химические свойства аминокислот.
4.Качественные реакции на аминокислоты и пептиды.
5.Первичная структура пептидов и белков, методы её определения.
6.Строение пептидов. Синтез полипептидной цепи. Электронное строение пептидной группы.
7.Вторичная структура белков (α-спираль, β-структура).
8.Третичная и четвертичная структуры белков. Типы взаимодействий, определяющих пространственное строение белков
Занятие 16
Контрольная работа «Аминокислоты, пептиды, белки».
Нуклеиновые кислоты, нуклеозиды и нуклеотиды.
Первичная структура нуклеиновых кислот.
Содержание занятия
1.Контрольная работа «Аминокислоты, пептиды, белки».
2.Обсуждение вопросов по теме занятия.
3.Решение задач.
Вопросы к занятию:
1. Нуклеиновые кислоты: общая характеристика, биологическая роль.
2. Пиримидиновые и пуриновые азотистые основания: химическая структура. Ароматические свойства. Лактим-лактамная, прототропная таутомерия. Реакции дезаминирования. Минорные основания.
3. Нуклеозиды и нуклеотиды: состав, строение, тип связи между структурными компонентами, номенклатура, биологические функции.
4. Первичная структура нуклеиновых кислот. Нуклеотидный состав ДНК и РНК, сходство и различие. Гидролиз нуклеиновых кислот.
|
