Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Кафедра общей и органической химии

Руководство

К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ

ПО ОБЩЕЙ и БИООРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Учебное пособие

для студентов I курса медико-профилактического факультета

Казань 2012

УДК 544.77

ББК 24я73

К 24

Печатается по решению Центрального координационно-методического совета Казанского государственного медицинского университета

Составители:

доцент кафедры общей и органической химии Хисамеев Г. Г.,

ст.преподаватель кафедры общей и органической химии Федюнина И.В.

Рецензенты:

доцент кафедры ТНВ КНИТУ Порфирьева Р.Т.,

доцент кафедры общей химии КГАСУ Бойчук В.А.

Руководство к практическим занятиям по общей и биоорганической химии/ Хисамеев Г.Г., Федюнина И.В.  Казань: КГМУ, 2012.  с.

Учебное пособие составлено в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего и профессионального образования и программой преподавания общей химии. В пособии приведены краткое изложение теоретического материала, примеры решения задач, вопросы и задачи для самоподготовки, описание лабораторных работ по различным темам.

Предназначено для студентов I курса медико-профилактического факультетов КГМУ.

 Казанский государственный медицинский университет, 2012

Оглавление

Введение………………………………………………………………………………………...4

Глава 1. Растворы……………………..………………………………………………..…...7

1.1. Способы выражения концентрации растворов…….................…......................7

1.2. Растворы сильных и слабых электролитов……………..….……....………..…17

1.3. Автопротолиз воды. Ионное произведение воды. Водородный и

гидроксильный показатели. Гидролиз солей…..………….…….………..…....21

1.4. Буферные растворы…..………………………………………………………........26

1.5. Гетерогенное равновесие……………….……………………….……………........31

1.6. Коллигативные свойства растворов неэлектролитов…….…………...…....35

Глава 2. Элементы химической термодинамики и био-

ЭНЕРГЕТИКИ. ТЕРМОХИМИЯ… …………….………………………….………..42

Глава 3. ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА и КАТАЛИЗ. РАВНОВЕСИЕ….………………. ..48

3.1. Химическая кинетика и кат.ализ………………………………….…………. …48

3.2. Химическое равновесие.………….………………..………………...…………….55

Глава 4. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОХИМИИ…………………………………………….…….…..61

4.1. Электропроводность. Растворов электролитов. Кондуктометрия…………..61

4.2. Потенциометрическое измерение рН растворов………………………………..66

Глава 5. ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ……………………………………………………72

5.1. Адсорбция на твердой поверхности……………………………….……………..72

5.2. Адсорбция на поверхности жидкости……………………………………………75

5.3. Хроматография………………………………………………………….…………..80

Глава 6. ЛИОФОБНЫЕ КОЛЛОИДНЫЕ СИСТЕМЫ………………………………………87

6.1. Получение и очищение коллоидных растворов………………………………...87

6.2. Электрические свойства коллоидных систем…………………………………..90

6.3. Коагуляция в коллоидных системах……………………………………………..91

Глава 7. ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ …………………………………..103

7.1. Свойства растворов высокомолекулярных соединений…………………….103

7.2. Вязкость растворов высокомолекулярных соединений……………………..107

7.3. Углеводы……………………………………………………………………………111

Глава 8. МИЦЕЛЛЯРНЫЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА

(СИСТЕМЫ С САМОПРОИЗВОЛЬНЫМ МИЦЕЛЛЛОБРА-

ЗОВАНИЕМ. ПОЛУКОЛЛОИДЫ)…………………………………………………128

Глава 9. МИКРОГЕТЕРОГЕННЫЕ СИСТЕМЫ……………………………………………131

Образец билета модуля №1…………………………………………………………………135

Образец билета модуля №2…………………………………………………………………138

Литература……………………………………………………………………………………141

4

Введение

Целью изучения общей и биоорганической химии является 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.

Задачамии изучения дисциплины являются:

− ознакомление студентов с принципами организации и работы химической лаборатории;

− ознакомление студентов с мероприятиями по охране труда и технике безопас-ности в химической лаборатории, с осуществлением контроля за соблюдением и обеспечением экологической безопасности при работе с реактивами;

− формирование у студентов представлений о физико-химических аспектах как о важнейших биохимических процессах и различных видах гомеостаза в организме: теоретические основы биоэнергетики, факторы, влияющие на смещение равновесия биохимических процессов.

− изучение студентами свойств веществ органической и неорганической природы; свойств растворов, различных видов равновесий химических реакций и процессов жизнедеятельности; механизмов действия буферных систем организ-ма, их взаимосвязь и роль в поддержании кислотно-основного гомеостаза; особенностей кислотно-основных свойств аминокислот и белков.

− изучение студентами закономерностей протекания физико-химических процессов в живых системах с точки зрения их конкуренции, возникающей в результате совмещения равновесий разных типов; физико-химических основ поверхностных явлений и факторов, влияющих на свободную поверхностную энергию; особенностей адсорбции на различных границах разделов фаз; особенностей физической химии дисперсных систем и растворов биополимеров;

− формирование у студентов навыков изучения научной химической литературы, умений по решению проблемных и ситуационных задач, постановки и выполнения экспериментальной работы.

Общая и биоорганическая химия относится к циклу «Математических, естественнонаучных дисциплин».

Для формирования знаний, необходимых при изучении дисциплины, требуются:

− усвоение школьного курса химии. Обучение студентов осуществляется на основе преемственности знаний и умений, полученных в курсе Химии общеобразовательных учебных заведений.

− медицинская и биологическая физика: необходимо усвоение элементов математической статистики.

− биология: организация потоков веществ, энергии и информации в клетке.

Данная дисциплина является предшествующей для изучения таких дисциплин, как биохимия, гистология, цитология, нормальная физиология, патофизиология, фармакология, микробиология.

5

Изучение дисциплины предполагает формирование следующих компетенций:

− способности и готовности анализировать социально-значимые проблемы и процессы, использовать на практике методы гуманитарных, естественнонаучных, медико-биологических и клинических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности (ОК-1);

− способности и готовности выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности врача, использовать для их решения соответствующий физико-химический и математический аппарат (ПК-2);

− способности и готовности к формированию системного подхода к анализу медицинской информации, опираясь на всеобъемлющие принципы доказательной медицины, основанной на поиске решений с использованием теоретических знаний и практических умений в целях совершенствования профессиональной деятельности (ПК-3);

− способности и готовности проводить и интерпретировать опрос, физикальный осмотр, клиническое обследование, результаты современных лабораторно-инструментальных исследований, морфологического анализа биопсийного, операционного и секционного материала, написать медицинскую карту амбулаторного и стационарного больного (ПК-5).

− способности и готовности изучать научно-медицинскую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-31);

− способности и готовности к участию в освоении современных теоретических и инструментальных методов исследования с целью создания новых перспективных средств, в организации работ по практическому использованию и внедрению результатов исследования (ПК-32).

В результате изучения дисциплины студент должен знать:

− 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;

− строение и химические свойства основных классов биологически важных биологических соединений;

6

− 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 (титриметрический, электрохимический, хроматографи-ческий, вискозиметрический) методы анализа в медицине.

Студент должен уметь:

− пользоваться физическим и химическим оборудованием;

− работать с увеличительной техникой (микроскопами, оптическими и простыми лупами);

− 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 физико-химические процессы, протекающие в живых организмах;

− умеренно ориентироваться в информационном потоке (использовать справочные данные и библиографию по той или иной причине).

Студент должен владеть навыками:

− самостоятельной работы с учебной, научной и справочной литературой; вести поиск и делать обобщающие выводы;

− безопасной работы в химической лаборатории и умения обращаться с химической посудой, реактивами, работать с газовыми горелками и электрическими приборами.

Данное пособие подготовлено на базе кафедральных изданий, как:

1. Галеева С.И., Ситдиков И.Б., Хисамеев Г.Г. и др. Руководство к практичес-ким занятиям по общей химии: учебное пособие /Под ред. Л.Е.Никитиной. – Казань: КГМУ, 2007. – 102 с.

2. Киселев С.В., Тимербаев В.Н. Руководство к лабораторным занятиям по био-физической химии: учебное пособие. – Казань:КГМУ, 2001. – 51 с.

7