Обучающие задачи и упражнения

Занятие 1.2.1

Биологически активные неорганические соединения (строение, свойства, участие в функционировании живых систем). Физико-химия поверхностных явлений и свойства дисперсных систем

ТЕМА: Химия биогенных элементов. Химия биогенных элементов S - блока.

ЦЕЛЬ: Изучить химические свойства и биологическую роль макро- и микроэлементов.

ЗНАТЬ:

1. Биогенные элементы. Органогенные элементы и их роль в живой клетке. Металлы жизни.

2. Классификация химических элементов в организме по В.И. Вернадскому. Роль макро- и микроэлементов в живом организме. Концентрирование химических элементов в органах, тканях и биожидкостях человека. Эндемические заболевания.

3. Общая характеристика S- элементов. Валентные электроны. Изменение активности S-элементов в группе. Степень окисления. Щелочные металлы, их химические свойства. Особенности свойств лития. Оксиды, пероксиды, надпероксиды щелочных металлов. Биологическая роль натрия и калия. Натрий-калиевый насос. Соединения щелочных металлов, применяемых в медицине (NaCl, Li₂CO₃, NaHCO₃, KCl, Na₂SO₄×10H₂O).

4. S- элементы II A группы. Степени окисления. Тип гибридизации атомных орбиталей. Щелочноземельные элементы. Особенности свойств бериллия. Оксид и гидроксид кальция. Пероксид бария, сульфат бария. Их применение. Биологическая роль ионов магния и кальция. Антагонизм ионов магния и кальция. Соединения магния и кальция, применяемые в медицине (MgO, MgSO₄, CaO, CaCl₂, CaSO₄×2H₂O).

УМЕТЬ:

1.Самостоятельно пользоваться учебной и справочной литературой.

2. Пользоваться химической посудой и оборудованием (пробирки, индикаторная бумага, водяные бани, спиртовки, держатели для спиртовок и т.д.).

3. Наблюдать за протеканием химических реакций и делать обоснованные выводы.

4. С помощью качественных химических реакций подтверждать наличие в исследуемом растворе соответствующих катионов и анионов элементов S-блока, уметь записывать химизм происходящих процессов.

5. Классифицировать химические соединения, основываясь на их структурных формулах.

6. Решать типовые практические задачи.

ВЛАДЕТЬ:

1. Навыками самостоятельной работы с учебной и справочной литературой.

2. Навыками безопасной работы в химической лаборатории.

3. Навыками оформления результатов и выводов экспериментальных работ.

Лабораторная работа №5 «Химические свойства S-элементов, их применение в медицине».

Упражнение 1. Укажите биологическую роль внутриклеточного магния и кальция.

Ответ: Клетка не может существовать без катионов Mg²⁺ и Са²⁺ , которые играют чрезвычайно важную роль в регуляции ряда жизненно важных процессов в организме. Mg²⁺ - внутриклеточный ион, который находится в цитоплазме преимущественно в связанном состоянии с АТФ, фосфолипидами, нуклеиновыми кислотами. Mg²⁺ - эссенциальный элемент, участвующий в активации практически всех ферментов и метаболических процессов, как антагонист Са²⁺ необходим для передачи нервных импульсов и мышечных сокращений. Ионы Са²⁺ находятся в основном вне клетки, в цитоплазме его концентрация меньше в 10000 раз. Градиент комнцентрации ионов с разных сторон мембраны клеток обеспечивает возникновение мембранного потенциала (60-80 мВ). Внутриклеточный Ca²⁺ участвует в передаче регуляторных сигналов (вместе с ацетилхолином). Необходимо обеспечение гомеостаза внутриклеточного кальция, поскольку повышение его уровня приводит к гибели клеток. Для поддержания низкой концентрации используют препараты, называемые антагонистамии кальция, которые применяют для лечения гипертонии, профилактики гипертрофии сердечной мышцы, развития сердечной недостаточности, нарушений ритма, защиты почек. К числу антагонистов кальция относят, в частности производные 1,4-дигидропиридина (нифедипин), которые специфически связываются с рецептором и блокирует кальциевые каналы, ограничивая поступление катионов Ca²⁺ внутрь клетки.

Соединения, способные химически связывать Ca²⁺ , чрезвычайно токсичны, например 2,2^/-дипиридил. Ниже приведена реакция катионов Ca²⁺ с (2,2^/-дипиридилом).

Задача 1. Разбавленные растворы KMnO₄, пероксида водорода H₂O₂используются в медицинекак окислители исключительно наружно, поскольку при введении внутрь вызывают ожоги слизистых оболочек. Растворы KMnO₄, окрашивают кожу и используемую посуду в коричневый цвет. При взаимодействии KMnO₄, с H₂O₂в кислой среде окраска исчезает, при этом выделяется атомарный кислород, который, как и указанные растворы, обладает бактерицидным действием. Атомарный кислород образует молекулу O₂. Рассчитайте объём О₂ (н.у.), который выделится при реакции 1,58 г KMnO₄ с избытком раствора пероксида водорода и уксусной кислоты.

Решение:

2 KMnO₄ +5 H₂O₂ +6 CH₃COOH = 2 Mn(CH₃COO)₂ +5 O₂↑ +2 CH₃COOK + 8 H₂O

Ионы Mn²⁺ менее токсичны по сравнению с ионами MnO₄^-.

Ответ: V(O₂) = 0,56 л

Дата добавления: 2014-11-16