Metod_Medical_chem_1_Med_M-2

ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені Данила Галицького

КАФЕДРА ЗАГАЛЬНОЇ, БІОНЕОРГАНІЧНОЇ ТА ФІЗКОЛОЇДНОЇ ХІМІЇ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

З МЕДИЧНОЇ ХІМІЇ

для самостійної та аудиторної роботи студентів медичних факультетів

(Модуль 2. РІВНОВАГИ В БІОЛОГІЧНИХ СИСТЕМАХ НА МЕЖІ ПОДІЛУ ФАЗ)

Методичні вказівки уклали: доценти Гасс Р.С., Луцевич Д.Д.,

Мороз А.С., Огурцов В.В., Роговик В.Й., асистенти Кленіна О.В., Тимкевич О.З

За загальною редакцією: доцента Огурцова В.В.

2

ВСТУП

Дані методичні розробки пропонуються студентам медичних факультетів для методичного забезпечення самостійної роботи при підготовці до практичних занять і виконанні лабораторних робіт з курсу «Медичної хімії».

Кожна методична розробка починається з висвітлення актуальності теми і навчальних цілей заняття. Наведений необхідний матеріал для доаудиторної самостійної роботи студента, включаючи текст програмного матеріалу, для повного опрацювання якого студент повинен використати конспект лекцій та рекомендовану літературу. У блоку інформації наведена коротка узагальнена інформація з теми, що вивчається. Для самоконтролю підготовки наведені контрольні питання, вправи та задачі, на які студент повинен дати письмові відповіді, провести розв’язання, використовуючи наведені в розробці алгоритми.

У підрозділі «Матеріал для аудиторної роботи» описані методики виконання практичної роботи в лабораторії, наведено зміст дослідів і техніку їх виконання.

3

Інформація про організацію навчального процесу вивчення “ Медичної хімії” за кредитно-модульною системою

Організація навчального процесу при вивченні студентами медичної хімії здійснюється за кредитно-модульною системою відповідно до вимог Болонського процесу.

Медична хімія як навчальна дисципліна структурована на 2 модулі по 9 практичних занять в кожному:

Модуль 1. Кислотно-основні рівноваги та комплексоутворення в біологічних рідинах

Змістові модулі:

1.Хімія біогенних елементів. Комплексоутворення в біологічних рідинах

2.Кислотно-основні рівноваги в біологічних рідинах

Модуль 2. Рівновага в біологічних системах на межі поділу фаз

Змістові модулі:

3.Термодинамічні та кінетичні закономірності перебігу процесів та електрокінетичні явища в біологічних системах

4.Фізико-хімія поверхневих явищ. Ліофобні та ліофільні дисперсні системи

Студенти на практичних заняттях оформляють протоколи проведених досліджень, де зазначають мету досліду і коротко описують хід роботи, результати досліджень та висновки.

Засвоєння теми контролюються на практичних заняттях у відповідності з конкретними цілями. Контроль рівня підготовки студентів здійснюється зі застосовуванням таких засобів: тестові завдання, розв’язування ситуаційних задач, проведення лабораторних досліджень і трактування та оцінка їх результатів, контроль практичних навичок.

Підсумковий контроль засвоєння модулів в цілому здійснюється по їх завершенню. Оцінка успішності студента з дисципліни є рейтинговою і виставляється за 200 бальною шкалою як середнє арифметичне оцінки засвоєння відповідних модулів і має визначення за системою ECTS та шкалою, прийнятою в Україні.

Оцінювання успішності навчання студентів при вивчені «Медичної хімії» в умовах кредитно-модульної системи організації навчального процесу

1. Оцінювання модуля

Оцінка за модуль визначається як сума оцінок поточної навчальної діяльності (у балах) та оцінки підсумкового модульного контролю (у балах), яка виставляється при оцінюванні теоретичних знань та практичних навичок від-

4

повідно до переліку, визначеного програмою дисципліни.

Максимальна кількість балів, яку студент може набрати при вивченні кожного модуля становить 200, в тому числі за поточну навчальну діяльність – 120 балів, за результати модульного підсумкового контролю – 80 балів.

2. Оцінювання поточної навчальної діяльності

При оцінюванні засвоєння кожної теми модуля студенту виставляються оцінки за 4-ри бальною (традиційною) шкалою, які потім конвертуються у рейтингові бали згідно вимог програми з «Медичної хімії».

Поточний контроль здійснюється на кожному практичному занятті відповідно конкретним цілям. Тестовий контроль теоретичної підготовки проводиться шляхом написання тесту довжиною 20 питань, правильна відповідь на 1–18 питання оцінюється в 1 бал, питання 19 і 20 оцінюються в 2 бали. Максимальна сума балів за весь тест становить 22 балів. Мінімальна кількість балів, яку студент повинен набрати для зарахування теоретичної частини практичного заняття дорівнює 13 балам (59 % правильних відповідей).

Контроль проведення лабораторних досліджень і засвоєння практичних навичок здійснюється після виконання лабораторної роботи, шляхом оцінки якості і повноти її виконання, здатності трактувати одержані результати. За практичну частину заняття студент може набрати:

4 бали, якщо лабораторна робота виконана в повному обсязі і студент вільно і правильно пояснює проведені дослідження та дає їм оцінку;

2 бали, якщо лабораторна робота виконана з деякими помилками, студент не може в повному обсязі пояснює проведені дослідження та дати їм оцінку;

0 балів, якщо лабораторна робота не виконана або студент не може пояснити проведені дослідження та дати їм оцінку.

Підсумкова оцінка за заняття визначається за сумою результатів тестового контролю і виконання лабораторної роботи таким чином:

Максимальна кількість балів, яку може набрати студент при вивченні модуля, вираховується шляхом множення кількості балів, що відповідають оцінці “5” на кількість тем у модулі з додаванням балів за індивідуальну самостій-

5

ну роботу і дорівнює 120 балам (13×9+3=120).

Мінімальна кількість балів, яку студент повинен набрати для зарахування модуля, вираховується шляхом множення кількості балів, що відповідають оцінці “3” на кількість тем у модулі (5×9=45).

Оцінювання індивідуальних самостійних завдань студента

Бали за індивідуальну самостійну роботу студента (ІСРС) нараховуються лише при успішному її виконанні та захисті. За ІСРС передбачено 3 бали, які додаються до суми балів, набраних студентом за поточну навчальну діяльність.

Оцінювання самостійної роботи студентів

Самостійна робота студентів, яка передбачена в темі поряд з аудиторною роботою, оцінюється під час поточного контролю теми на відповідному занятті. Засвоєння тем, які виносяться лише на самостійну роботу, контролюється при підсумковому модульному контролі.

3. Підсумковий модульний контроль

Підсумковий модульний контроль здійснюється по завершенню вивчення всіх тем модуля на останньому контрольному занятті з модуля.

До підсумкового контролю допускаються студенти, які відвідали усі передбачені навчальною програмою аудиторні навчальні заняття, та при вивченні модуля набрали кількість балів не меншу 45. Студенту, який мав пропуски навчальних занять дозволяється відпрацювати академічну заборгованість до терміну передбаченого для написання підсумкового модульного контролю. Студенту, який за результатами поточної навчальної діяльності не набрав 45 балів, дозволяється впродовж наступного, після закінчення практичної частини модуля, тижня з відома деканату покращити поточну успішність.

Форма проведення підсумкового контролю є стандартизованою, включає контроль теоретичної та практичної підготовки і проводиться шляхом написання тесту довжиною 73 питання, які включають 66 питань формату А (1 бал за кожну правильну відповідь) і 7 ситуаційних задач (2 бали за кожну правильну відповідь).

Максимальна сума балів, яку може набрати студент при складанні підсумкового модульного контролю, становить 80.

Підсумковий модульний контроль вважається зарахованим, якщо студент набрав не менш 50 балів.

Студент, який не склав підсумковий модульний контроль, дозволяється перше перескладання підсумкового модульного контролю впродовж наступних 2 тижнів, друге перескладання – після завершення навчального семестру.

4. Оцінювання дисципліни

Оцінка з «Медичної хімії» виставляється лише тим студентам, яким зара-

6

ховані усі модулі з дисципліни.

Визначення кількості балів, яку студент набрав з дисципліни.

Кількість балів, яку студент набирає з дисципліни, визначається як середнє арифметичне кількості балів з 2-х модулів дисципліни.

Об’єктивність оцінювання навчальної діяльності студентів перевіряється статистичними методами (коефіцієнт кореляції між поточною успішністю та результатами підсумкового модульного контролю).

5. Конвертація кількості балів з «Медичної хімії» у оцінки за шка-

лою ЕCTS та 4-ри бальну (традиційну)

Студенти, які навчаються за однією спеціальністю, з урахуванням кількості балів, набраних з дисципліни, ранжуються за шкалою ECTS таким чином:

Відсоток студентів визначається на виборці студентів даного курсу в межах відповідної спеціальності.

Оцінка з дисципліни FX та F (“2”) виставляється студенту, якому не зараховано хоча б один модуль з дисципліни після завершення її вивчення.

Оцінка FX виставляється студентам, які набрали мінімальну кількість балів за поточну навчальну діяльність, але яким не зарахований підсумковий модульний контроль.

Оцінка F (“2”) виставляється студентам, які відвідали всі аудиторні заняття з модуля, але не набрали мінімальну кількість балів за поточну навчальну діяльність і не допущені до підсумкового модульного контролю контроль.

7

ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН практичних занять з медичної хімії – модуль 2 “ Рівноваги в біологічних

системах на межі поділу фаз”

8

Заняття № 1

Тема: Енергетика хімічних реакцій і процесів. Термохімічні розрахунки і експериментальне визначення теплових ефектів хімічних реакцій і процесів. Біоенергетика

1. Актуальність теми

Більшість хімічних процесів супроводжуються помітним виділенням або вбиранням енергії у вигляді теплоти, що пояснюється руйнуванням одних хімічних зв’язків і утворенням інших. Розділ хімії, в якому вивчаються теплові ефекти (енергетика) хімічних реакцій, називають термохімією.

Хімічна термодинаміка вивчає закономірності перетворення різних видів енергії при хімічних процесах. Вона має велике теоретичне і практичне значення, тому що дає змогу визначити теплові ефекти хімічних реакцій, енергії утворення зв’язків, дати оцінку стабільності хімічних сполук, енергетичної цінності різних видів палива, калорійності харчових продуктів, а також передбачити ймовірність, напрямленість та межі перебігу хімічних та біохімічних реакцій.

На основі класичної термодинаміки базується біоенергетика, яка описує закономірності перетворення енергії у живих системах.

2.Навчальні цілі:

−знати основні поняття та закони термохімії;

−вміти проводити термохімічні розрахунки для оцінки калорійності харчових продуктів;

−вміти теоретично розраховувати та експериментально визначати теплові ефекти хімічних реакцій і процесів;

−знати основні поняття і закони хімічної термодинаміки, вміти застосовувати їх для визначення напрямленості і глибини перебігу хімічних процесів;

−вміти на сучасному рівні пояснити особливості організації живих систем і основні процеси перетворення енергії в них.

3.Матеріали доаудиторної самостійної роботи

3.1. Засвоїти матеріал навчальної програми

Предмет хімічної термодинаміки. Основні поняття хімічної термодинаміки: термодинамічна система (ізольована, закрита, відкрита, гомогенна, гетерогенна), параметри стану (екстенсивні, інтенсивні), термодинамічний процес (оборотний, необоротний). Живі організми – відкриті термодинамічні системи. Необоротність процесів життєдіяльності.

Перший закон термодинаміки. Ентальпія. Термохімічні рівняння. Стандартні теплоти утворення та згорання. Закон Гесса. Метод калориметрії. Енергетична характеристика біохімічних процесів. Термохімічні розрахунки для оці-

9

нки калорійності продуктів харчування та складання раціональних та лікувальних дієт.

Самодовільні і несамодовільні процеси. Другий закон термодинаміки. Ентропія. Термодинамічні потенціали: енергія Гіббса, енергія Гельмгольца. Термодинамічні умови рівноваги. Критерії направленості самодовільних процесів.

Застосування основних положень термодинаміки до живих організмів. АТФ як джерело енергії для біохімічних реакцій. Макроергічні сполуки. Енергетичні супряження в живих системах: екзергонічні та ендергонічні процеси в організмі/

3.2.Блок інформації

Мірою руху та взаємодії матеріальних систем є енергія, як невід’ємна властивість системи. Повна енергія системи складається з кінетичної та потенціальної енергії системи як цілого та її внутрішньої енергії.

У хімічні йтермодинаміці широко використовують таку термодинамічну функцію як ентальпія Н. Ентальпія – це енергія, якою володіє система за сталого тиску; ентальпія чисельно дорівнює сумі внутрішньої енергії U і потенціальної енергії pV:

Н = U + pV.

Для хімічних реакцій важливо знати зміну ентальпії H, яку виражають у Дж/моль і визначають за рівнянням:

H = H2 – H1.

Форму передачі енергії від однієї системи до іншої внаслідок неупорядкованого (хаотичного) руху молекул називають теплотою, яку позначають символом Q і вимірюють у Дж. Теплота Q за сталого тиску дорівнює зміні ентальпії Н, взятій з протилежним знаком, тобто:

Qp = – Hр.

З точки зору енергетики, всі хімічні реакції поділяють на екзотермічні, які супроводяться виділенням теплоти ( Q > 0, H < 0), і ендотермічні, що супроводжуються вбиранням теплоти ( Q < 0, H > 0). Кількість теплоти, яка виділяється або вбирається під час перебігу хімічної реакції, називають її тепловим ефектом.

Кількість енергії (теплоти), що виділяється або вбирається при утворенні одного моля хімічної сполуки з простих речовин, називають теплотою утворення цієї сполуки. Цю фізичну величину позначають Q у термохімічній системі, а у термодинамічній системі користуються ентальпією утворення Нутв. Теплота Q за постійного тиску Р дорівнює зміні ентальпії Н, взятій з протилежним знаком, тобто:

Qp = H2 – H1 = – Hр

Ентальпії утворення речовин, виміряні за стандартних термодинамічних умов (температура 298 К (25 оС), тиск 101325 Па (1 атм)), називають стандар-