10 ОВ-процессы

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Кировская государственная медицинская академия»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

Кафедра химии

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИ ДЛЯ ВНЕАУДИТОРНОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ

I КУРСА ЛЕЧЕБНОГО И ПЕДИАТРИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТОВ

Занятие № 10

«Химия»

Тема «Окислительно-восстановительные процессы.»

Значение темы

Окислительно-восстановительные реакции относятся к самому распространенному типу реакций и играют исключительно важную роль в жизнедеятельности организмов. С ними связано окисление питательных веществ в организме, усвоение некоторых лекарственных препаратов, эти реакции используются при синтезе и аналитическом испытании фармпрепаратов, в санитарно- гигиенической практике и антисептике.

Цель занятия

1. Сформировать знания студентов об окислительно - восстановительных свойствах различных веществ, о влиянии условий на протекание окислительно-восстановительных реакций.

2. Научиться использовать окислительно - восстановительные потенциалы для характеристики окислителей и восстановителей и для определении я направления самопроизвольного протекания окислительно – восстановительных реакций.

Теоретические вопросы

1. Что такое окислитель? Что такое восстановитель? Приведите примеры.

2. Какие вещества обладают окислительно – восстановительной двойственностью? Приведите примеры

3. Что такое сопряженная окислительно – восстановительная пара?

4. Что такое окислительно – восстановительный потенциал? От каких факторов зависит.

5. Как определить направление окислительно – восстановительной реакции?

Выполните письменно задания:

1.Определите степени окисления выделенных элементов:

а) NH₃ ; б) Р₄ ; в) Cr₂O₇^2 ; г) SO₄^2 .

2. Среди перечисленных укажите а) восстановители, б) с окислительно-восстановительной двойственностью, в) окислители:

Mn ; Fe²⁺ ; ClO₃^ ; NO₃^- ; PbO₂ ; K₂MnO₄ ; NaJ.

3. Окисление или восстановление происходит при переходах:

а) SO₄^2 ® SO₃^2 б) NO₃^ ® NO в) JO₃^- ® J^- г) H₂O₂  H₂O ?

4. Имеются две взаимодействующие ОВ-пары. Установите окислитель и восстановитель и составьте уравнение реакции в ионном виде:

a) H₂O₂ + 2H⁺ + 2e ® 2H₂O j₁⁰ = 1,78 В

Fe³⁺ + e ® Fe²⁺ j₂⁰ = 0,77 В

б) MnO₄^ + 8H⁺ + 5e  Mn²⁺ + 4H₂O ₁⁰ = 1,51 B

O₂ + 2H⁺ + 2e  H₂O₂ ₂⁰ = 0,68 B

5. Определите окислитель, восстановитель, направление ОВ реакции и расставьте коэффициенты:

а) HNO₃ + S ↔ NO + H₂SO₄ б) CuS + H₂O₂ + HCl ↔ CuCl₂ + S + H₂O

Лабораторная работа

«Зависимость окислительно-восстановительных потенциалов

от рН среды»

Цель работы: Изучить окислительно-восстановительные свойства веществ, встречаю­щихся в медицинской практике, и влияние условий на протекание ОВ-реак­ций.

Опыт 1. Влияние среды на протекание окислительно-восстановительных процессов

В три пробирки внесите по 34 капли раствора KMnO₄. В одну пробирку добавьте 23 капли 2н. раствора H₂SO₄, во вторую  столько же воды, в третью  такое же количество раствора KOH. Во все три пробирки внесите по каплям раствор сульфита (или нитрита) натрия.

Цвет раствора Продукт реакции

H ₂SO₄

Окислитель ?

Восстановитель ?

H₂O

KOH

Цвет раствора

Опыт 2. Окислительно-восстановительная двойственность некоторых соединений.

В две пробирки поместите по 1мл 2н раствора H₂SO₄, в первую добавьте 1мл раствора KMnO₄, а во вторую – 1мл 0,5н раствора KJ. В обе пробирки добавьте пероксид водорода (или раствор нитрита натрия) по каплям до появления явных признаков реакции.

Составьте уравнения реакций, выписав из справочных таблиц полуреак­ции и значения , учитывая характер среды.

MnO4- + e  MnO42- MnO4- + 2H2O + 3e  MnO2 + 4OH- MnO4- + 8H+ + 5e  Mn2+ + 4H2O SO42- + 2H+ + 2e  SO32- + H2O SO42- + H2O + 2e  SO32- + 2OH- NO3- + H2O + 2e  NO2- + 2OH- NO3- + H+ + 2e  NO2- + 2H2O H2O­2 + 2H+ + 2e  2H2O O2 + 2H+ + 2e  H2O2 J2 + 2e  2J-

0 = 0,56 В 0 = 0,60 В 0 = 1,51 В 0 = 0,17 В 0 = -0,75 В 0 = 0,01 В 0 = 0,94 В 0 = 1,78 В 0 = 0,68 В 0 = 0,54 В

1. Какие свойства и почему проявляет KMnO₄ В rкакой среде (кислой, нейтральной или щелочной) эти свойства проявляются наиболее ярко и почему.

2. Какие свойства и почему проявляет пероксид водорода Н₂О₂ (или нитрит-ион NO₂^). В каком случае это вещество является окислителем, а в каком – восстановителем?

3. Какое практическое значение имеют предложенные вещества и в какой среде их эффективность выше

ЛИТЕРАТУРА

1. Конспект лекций

2. Беляев А.П. Физическая и коллоидная химия. М. : ГЭОТАР-Медиа, 2014. 752с.

3. Ленский А.С. Биофизическая и бионеорганическая химия: учебное пособие для студентов медицинских ВУЗов. МИА, 2008. – 408с.

4. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: учебник для медицинских вузов./ Ю.А.Ершов, В.А.Попков, А.С.Берлянд и др.. - Под ред. - Ю.А.Ершова. - М.: Высшая школа. – 2007. – 559с.

Заведующий кафедрой химии

д.м.н., профессор Цапок П.И.