 |
|
Тема №7: Поверхностные явления на границе раздела фаз. Хроматография, применение медицинской практике.
СЕМИПАЛАТИНСКАЯ государственная медицинская академия
Методические рекомендации к проведению лабораторного занятия
Специальность:0501301 Общая медицина
Дисциплина:химия
Кафедра: химии и технологии лекарств
Высшее базовое медицинское образование, курс – 1
Тема №7: Поверхностные явления на границе раздела фаз. Хроматография, применение медицинской практике.
Составители: доцент Гавриленко И.В.
ст. преп. Майжанова Т.К.
преп. Павлова Н.И.
Семипалатинск 2007
Утверждена
на заседании кафедры химии и технологии лекарств
Протокол № ____
От «_____ » ________ 2007 г.
Заведующая кафедрой химии
и технологии лекарств, доцент ___________ И.В. Гавриленко
Тема №7: Поверхностные явления на границе раздела фаз. Хроматография, применение медицинской практике.
2. Цель: Изучить теоретические основы поверхностных явлений и установить их значение в биологии и медицине. Познакомиться с методами хроматографии и их применением в медицинской практике.
3. Задачи обучения:Научить проводить хроматографическое разделение смеси веществ методом колоночной и бумажной хроматографии.
4.Основные вопросы темы:
1.Свободная поверхностная энергия. Поверхностное натяжение. Факторы влияющие на величину поверхностного натяжения.
2. Сорбция и ее виды.
3. Поверхностно-активные вещества. Правило Траубе-Дюкло.
4. Поверхностно-инактивные вещества.
5. Уравнение Гиббса. Изотерма поверхностного натяжения Гиббса.
6. Ориентация молекул в поверхностном слое. Частокол Ленгмюра.
7. Уравнение Ленгмюра. Изотерма адсорбции Ленгмюра.
8. Адсорбция на твердых адсорбентах. Избирательная ионная адсорбция
(правило Панета-Фаянса-Гана)
9. Хроматографический анализ, его сущность. Классификация методов хроматографии.
10.Биологическая роль поверхностных явлений, их значение в биологии и медицине.
5. Методы обучения и преподавания:
Определение входного уровня знаний, беседа по теме занятия, работа в парах - выполнение лабораторной работы, оформление отчета. Итоговый контроль знаний – защита отчета по лабораторной работе.
Указания к лабораторной работе №7:
Тема:Поверхностные явления на границе раздела фаз. Хроматография.
Опыт 1. Обнаружение желчных кислот в моче.
1. Налить в две пробирки по 5 мл мочи (1- патологическая моча; 2- нормальная моча) и осторожно насыпать в них «серный цвет».
2. Наблюдать в течение нескольких минут, что произойдет с «серным цветом»; останется ли он на поверхности жидкости или упадет на дно пробирки.
3. Из наблюдаемого сделать вывод о присутствии желчных кислот в моче. Объяснить наблюдаемое явление.
Опыт 2. Адсорбционные свойства угля (демонстрационный)
Налить в две пробирки по 5 мл 0,5% раствора красителя метиленового голубого. Внести в одну из пробирок навеску активированного угля (0,3 г). Пробирку закрыть пробкой и несколько раз энергично встряхнуть. Затем содержимое пробирки отфильтровать через фильтр. Сравнить цвет фильтрата и исходного раствора. Объяснить, почему фильтрат стал бесцветным.
Опыт 3. Адсорбционная хроматография на колонках.
Взять хроматографическую колонку (стеклянная трубка), заполненную на 2/3 адсорбентом. В колонку внести 1 мл смеси, содержащей ионы соли железа (III) и соли меди (II). Происходит свободная фильтрация раствора. Наблюдайте образование окрашенных зон в колонке. Укажите, какой из ионов обладает большей адсорбционной способностью. Хроматограмму зарисовать.
Сделайте вывод из наблюдений.
Опыт 4.Разделение катионов методом бумажной хроматографии.
Налить в один стакан исследуемый раствор, содержащий смесь ионов Fе3+ и Сu2+, в другой - дистиллированной воды высотой 1 см, в широкую пробирку или стакан налить раствор К4[Fe(CN)6]. Нанести на полоску хроматографической бумаги длинной 12-15 см и шириной 1 см три метки: первую метку на расстоянии 1 см от края полоски, вторую - на 1 см от первой, и третью - на 5 см от второй.
Опустить полоску фильтровальной бумаги до первой метки в стакан с исследуемым раствором и держать в вертикальном положении, не касаясь стенок сосуда до тех пор, пока жидкость не поднимется до второй метки. Затем полоску перенести в стакан с водой, погрузить её в воду до первой метки и держать так до тех пор, пока жидкость не поднимется до третьей метки или еще выше.
После этого полоску фильтровальной бумаги вынуть из воды и погрузить в стакан с раствором К4[Fe(CN)6]. Наблюдать появление цветных зон на бумаге и сделать вывод о причине расположения ионов Fе3+ и Сu2+ на хроматограмме. Записать уравнения реакций между определяемыми ионами и раствором К4[Fe(CN)6].
Сделать вывод об адсорбционной способности ионов Сu2+ и Fе3+. Хроматограмму зарисовать.
6. Литература:
1.Глинка Н.Л. Общая химия. М., 1990 . Глава 10, с. 300-302, 309- 313, 315- 418
2.Равич–Щербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия. М., 1975. Часть 2, глава 2 с. 153-174
7. Контроль:
№1. Среди перечисленных веществ, укажите поверхностно-активные вещества: хлорид натрия, масляная кислота, пентанол–1, глюкоза, холестерин, стеарат натрия.
№2. Расположите в порядке увеличения адсорбционной способности в поверхностном слое следующие нормальные спирты: гексанол, этанол, метанол, октанол, додеканол–1 (С12Н25ОН или лауриновый спирт).
№3. Расположите в порядке увеличения адсорбционный способности на каолине ионы: Nа+ , Сr3+, Ni2+.
№4. Укажите среди перечисленных веществ дифильные молекулы: уксусная кислота, олеат натрия, хлорид кальция, стеариновая кислота, глюкоза.
№5. Пользуясь правилом Траубе–Дюкло, вычислить во сколько раз поверхностная активность масляной кислоты С3Н7СООН больше поверхностной активности уксусной кислоты СН3СООН. (Ответ 10 раз.)
Тестовые задания: Поверхностные явления на границе раздела фаз. Хроматография, применение медицинской практике.
1. Вещества, понижающие поверхностное натяжение на границе раздела жидкости и газа, называются:
1. коагуляторами
2. поверхностно-активными веществами
3. комплексными соединениями
4. поверхностно-инактивными веществами
5. проводниками второго рода
2. Отрицательная и положительная адсорбция различных веществ в крови и протоплазме клеток имеет большое значение для:
1. обмена веществ в живых организмах
2. образования буферных систем крови
3. создания диффузного потенциала
4. определения порядка биологических реакций
5. определения молекулярности биологических реакций
3. Адсорбтив - это вещество:
1. которое адсорбируется на поверхности адсорбента
2. поглощающее своей поверхностью молекулы или ионы других веществ
3. которое вызывает денатурацию белков
4. которое способствует коагуляции высокомолекулярных веществ
5. разновидность адсорбента
4. Гидрофобные вещества (например: кислоты жирного ряда, стероиды) накапливаются у стенок сосудов и клеточных мембран так, как:
1. поверхностное натяжение биологических жидкостей значительно ниже, чем у воды
2. поверхностное натяжение биологических жидкостей значительно выше, чем у воды
3. в организме наблюдается явление изоосмии
4. являются гипертоническими по отношению к моче и лимфе
5. образуется буферная система
5. Упорядоченное расположение на поверхности воды дифильных молекул веществ с преобладанием гидрофобных свойств - это:
1. частокол Лэнгмюра
2. поверхностное натяжение
3. правило Траубе-Дюкло
4. мембранное равновесие Доннана
5. мицелла золя
6. Физико-химический процесс разделения смеси веществ, основанный на различном распределении компонентов смеси между двумя фазами, одна из которых неподвижна, а другая - подвижный поток, фильтрующийся через неподвижную фазу, называется:
1. хроматографией
2. комплексонометрией
3. потенциометрией
4. кондуктометрией
5. осмометрией
7. От природы взятой жидкости и граничащей с ней среды зависит:
1. поверхностная энергия
2. комплексообразующая способность катиона
3. буферная емкость раствора
4. осмотическое давление раствора
5. температура замерзания раствора
8. По правилу Панета-Фаянса на поверхности твердого адсорбента могут адсорбироваться только те ионы, которые
1. образуют донорно-акцепторную связь с комплексообразователем, т.е. лиганды
2. способны достраивать кристаллическую решетку адсорбента, т.е. родственные ионы
3. не входят в состав адсорбента
4. содержат атомы элементов в промежуточной степени окисления
5. имеют большую молярную массу
9. При хроматографическом разделении смеси ионов Cu2+ и Fe3+ на оксиде алюминия первым адсорбируется ион:
1. Cu2+ , так как имеет меньший заряд
2. Cu2+, так как имеет меньший радиус иона
3. Cu2+ , так как элемент находится в первой группе периодической системы
4. Fe3+ , так как он имеет больший заряд, чем ион Cu2+
5. Fe3+, так как элемент находится в восьмой группе периодической системы
10. Сорбция, при которой происходит изменение концентрации вещества на границе раздела фаз, называется:
1. десорбцией
2. седиментацией
3. абсорбцией
4. десорбцией
5. адсорбцией
11. Разновидность процесса сорбции, при котором частицы поглощаемого вещества и адсорбента вступают в химическое взаимодействие, называется
1. хемосорбцией
2. карбоксилированием
3. десорбцией
4. абсорбцией
5. сублимацией
12. Гидрофобными (неполярными) группами в дифильных молекулах являются:
1. карбоксильные группы
2. гидроксильные группы
3. углеводородные радикалы
4. аминогруппы
5. карбонильные (альдегидные) группы
13. Чем сильнее вещество понижает поверхностное натяжение жидкости
1. тем больше оно накапливается в поверхностном слое
2. тем больше оно накапливается во внутреннем объеме жидкости
3. тем легче оно образует комплексное соединение
4. тем выше щелочной резерв крови
5. тем более кислая среда создается в растворе
14. Согласно правилу Панета-Фаянса на поверхности адсорбента адсорбируются только те ионы, которые:
1. способны достраивать кристаллическую решетку (родственные ионы)
2. имеют окраску
3. усиливают коагуляцию высокомолекулярных веществ
4. вызывают денатурацию белков
5. увеличивают скорость желатинирования золей
15. При хроматографическом разделении смеси ионов Cu2+ и Cо2+ на алюмогеле первым адсорбируется катион
1. Cu2+ так, как он расположен в первой группе периодической системы
2. Со2+ так, как имеет меньший номер в периодической системе
3. Cu2+ так, как имеет меньший радиус иона и большую гидратную оболочку
4. Со2+ так, как расположен в восьмой группе периодической системе
5. Со2+ так, как имеет большой радиус иона
16. Процесс удаления адсорбированного вещества с поверхности адсорбента называется
1. хемосорбцией
2. абсорбцией
3. десорбцией
4. адсорбцией
5. сорбцией
17. В качестве гидрофильных (полярных) групп не могут быть
1. карбоксильные группы
2. аминогруппы
3. углеводородные алифатические радикалы
4. гидроксильные группы
5. карбоксильные, гидроксильные и аминогруппы
18. При хроматографическом анализе смеси ионов Сr3+ и Ni2+ на оксиде алюминия первым адсорбируется катион:
1. Ni2+ так, как имеет меньший заряд иона
2. Ni2+ так, как имеет большой порядковой номер
3. Ni2+ так, как расположен в восьмой группе периодической системе
4. Сr3+ так, как расположен в шестой группе периодической системе
5. Сr3+ так, как имеет большой заряд иона
19.Адсорбционная терапия заключается во введении больному для поглощения вредных веществ:
1. физиологического раствора
2. адсорбентов
3.ядов
4. токсинов
5.гипотонического раствора
20.Из смеси ионов Fe3+, Cu+2, Zn+2 наибольшую адсорбируемость на оксиде алюминия имеет катион:
1. Cu+2 так, как находится в первой группе периодической системы
2. Cu+2 и Zn+2 адсорбируются одинаково так, как имеют одинаковый заряд
3. Zn+2 так, как имеет наибольший порядковый номер в периодической системе
4. Zn+2 так, как его заряд и номер группы в периодической системе совпадают
5. Fe3+ так, как имеет наибольший заряд
21. В гомологическом ряду жирных кислот, альдегидов, спиртов и аминов адсорбционная способность в поверхностном слое увеличивается в 3,2 раза
1. при увеличении цепи углеводородного радикала на группу -СН2-
2. при уменьшении длины цепи углеводородного радикала на группу –СН2-
3. при повышении температуры на каждые 10 град.
4. при понижении температуры на каждые 10 град.
5. при добавлении фосфатного буфера
22. Согласно уравнения Гиббса адсорбция (Г) зависит от
1. величины поверхностной активности и концентрации вещества
2. только от поверхностного натяжения
3. только от температуры
4. только от концентрации вещества
5. только от поверхностной активности
23. Уравнение адсорбции Ленгмюра применимо для
1. мономолекулярной адсорбции
2. полимолекулярной адсорбции
3. хемосорбции
4. определения поверхностного натяжения жидкостей
5. вычисления осмотического давления раствора
24. Хроматографический метод анализа не используется при
1. анализе белков: установление аминокислотного состава
2. анализе витаминов и гормонов
3. при определении содержания алкоголя в крови, никотина в воздухе
4. определении электродных потенциалов металлических электродов
5. анализе лекарственных препаратов и расшифровке запахов
25. Твердое или жидкое вещество, на поверхности которого происходит поглощение растворенных или газообразных веществ, называется:
1. адсорбтивом
2. адсорбентом
3. частоколом Ленгмюра
4. хроматографией
5. аэрозолем
26. Вещества, повышающие поверхностное натяжение на границе раздела двух жидкостей, либо жидкости и газа, называются:
1. поверхностно-активными веществами
2. поверхностно-инактивными веществами
3. проводниками второго рода
4. комплексными соединениями
5. полиэлектролитами
27. В растворах, за счет изменения концентрации частиц в поверхностном слое жидкости, поверхностная энергия может:
1. только увеличиваться
2. только понижаться
3. и уменьшаться и увеличиваться
4. оставаться постоянной независимо от природы растворенного вещества
5. нет правильного ответа
28. Вычислить количество вещества, адсорбированного на единице поверхности твердого адсорбента, позволяет:
1. уравнение адсорбции Ленгмюра
2. правило Панета-Фаянса
3. принцип Ле-Шателье
4. закон Рауля
5. правило Вант-Гоффа
29. Увеличение концентрации растворенных или газообразных веществ на поверхности твердого тела или жидкости называется:
1. десорбцией
2. адсорбцией
3. адсорбентом
4. абсорбцией
5. поверхностным натяжением
30. При адсорбции поверхностно-активных веществ концентрация вещества в поверхностном слое:
1. становится больше, чем в растворе
2. становится меньше, чем в растворе
3. становится равной концентрации вещества в растворе
4. не изменяется
5. сначала уменьшается, а затем становится равной концентрации вещества в растворе