Татьяна Александровна Лобаева - Химия для студентов-медиков: общая, физическая и коллоидная химия. Практикум-рабочая тетрадь

Татьяна Лобаева, Дмитрий Жданов

Химия для студентов-медиков: общая, физическая и коллоидная химия. Практикум-рабочая тетрадь

Утверждено Методическим советом Медицинского университета МГИМО-МЕД

Рецензенты:

Чистяков М. В. кандидат физико-математических наук, доцент кафедры нормальной физиологии и медицинской физики, «Научно-образовательный институт «Высшая школа клинической медицины им. Н. А. Семашко», ФГБОУ ВО МГМСУ им. А. И. Евдокимова Минздрава России

Нестерова О. В.  доктор фармацевтических наук, заведующая кафедрой химии образовательного департамента Института фармации им. А. П. Нелюбина Сеченовского университета, заслуженный работник здравоохранения.

Предисловие к изданию

Целью освоения дисциплины «Общая, физическая и коллоидная химия» является формирование необходимых как для обучения последующим учебным дисциплинам, так и для непосредственного формирования медика, системных знаний о физико-химической сущности и механизмах процессов, происходящих в организме человека; изучение закономерностей химического поведения основных биологически важных классов неорганических и органических соединений, необходимых для рассмотрения процессов, протекающих в живом организме на молекулярном, надмолекулярном и клеточном уровнях.

Пособие «Химия для студентов-медиков: общая, физическая и коллоидная химия. Практикум-рабочая тетрадь» составлено авторами на основе многолетнего педагогического опыта в ведущих медицинских ВУЗах РФ в соответствии с ФГОС и рассчитано для использования в учебном процессе по направлению подготовки 31.05.01 Лечебное дело (специалитет), а также для студентов других медицинских специальностей: 33.05.01. Фармация (специалитет), 31.05.03 Стоматология (специалитет).

Сборник включает краткое теоретические введение, методики лабораторных работ и разноплановый комплект учебно-методических материалов по 3 основным разделам курса химии для студентов-медиков:

Введение в химию. Основные понятия и законы химии.

Общая химия. Физическая химия

Коллоидная химия

Темы заданий и задач данного пособия соответствуют одному семестру изучения общей, физической и коллоидной химии для студентов специальности «Лечебное дело» и других медицинских специальностей.

Пособие адресовано студентам-медикам, аспирантам, стажерам и преподавателям для текущего использования в учебном процессе, а также для аттестации студентов.

КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ

Лобаева Татьяна Александровна кандидат биологических наук (специальность «Фармацевтическая химия, фармакогнозия»), доцент по специальности «Биохимия», преподаватель кафедры фундаментальных дисциплин Медицинского университета МГИМО-МЕД.

Автор свыше 80 учебно-методических и научных работ по фармацевтической и токсикологической химии, молекулярной биологии, биохимии, педагогике.

Жданов Дмитрий Дмитриевич доктор биологических наук, заведующий лабораторией медицинской биотехнологии ИБМХ им. В. Н. Ореховича, доцент по специальности «биохимия», профессор кафедры биохимии им. акад. Берёзова Т. Т. МИ РУДН.

Автор свыше 100 научных и учебно-методических работ по молекулярной биологии, биохимии, медицине.

Раздел 1. Введение в химию. Основные понятия и законы химии

1.1. Введение в химию. Основные понятия и законы химии. Классификация химических соединений. Строение атома. Химическая связь

Часть 1. Теоретическое введение

Химический элемент вид атомов с одинаковым зарядом ядра.

Атом наименьшая частица химического элемента, сохраняющая все его химические свойства. Химические свойства атома определяются его строением.

Молекула наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами, которые определяютя её составом и химическим строением мощью химических формул, в которых атомы обозначаются символами химических элементов, а их количество подстрочными индексами.

Атомная масса (Аr) относительная масса атома элемента, показывающая во сколько раз данный атом тяжелее 1/12 атома углерода, т.е. выраженная в дальтонах.

Молекулярная масса (Mr) относительная масса молекулы вещества, выраженная в дальтонах. Молекулярная масса вещества равна сумме масс всех атомов, образующих молекулу или частицу.

Величиной, характеризующей число структурных единиц, является количество вещества. За единицу измерения количества вещества принят моль.

Моль количество вещества n (либо ν (ню), содержащее столько структурных единиц, сколько содержится в 12 г изотопа

12

Молярная масса (M) масса 1 моля вещества в граммах, равная отношению массы вещества (m) к соответствующему количеству вещества (n):

М = m/n

M численно равна молекулярной массе Mr.

NА число Авогадро, которое соответствует числу структурных единиц в одном моле любого вещества. N

А

23

Масса вещества (m), его количество и молярная масса между собой связаны соотношением:

Молярный объём газа (V

M

 объём, который занимает 1 моль газообразного вещества при данных условиях.

 это объем 1 моля газа, равный отношению объема газа (V) к количеству вещества (n).

При нормальных условиях (н.у.), т.е. при температуре 20

P·V = n·R·T

(P давление, V объём газа, n количество газа, Т абсолютная температура,

R универсальная газовая постоянная, значение которой 8,31 Дж/моль·K = 0,082057 л·атм·К¹·моль¹)

Эквивалент реальная или условная часть формульной единицы (атома, молекулы или иона), принимающая участие в образовании одной химической связи при протекании химической реакции.

Под «реальной» частицей понимают реально существующие соединения (NaOH, H

2

4

2

2

4

2

+

+

Числo эквивалентности Z показывает, сколько эквивалентов вещества содержится в одной формульной единице. Значение Z зависит от химической реакции, в которой вещество принимает участие.

Наряду с числом эквивалентности часто используют понятие фактора эквивалентности f, представляющего собой долю формульной единицы, соответствующую эквиваленту f =1/Z.

Пример:

В данной реакции одна молекула серной кислоты, отщепляя 2 катиона водорода, расходует две химических связи на образование средней соли Na

2

4

При образовании кислой соли NaНSO

4

Примечание:

А) В химических реакциях обменного типа число эквивалентности считают равным количеству моль Н+ или ОН¯ ионов, которые отщепляются или присоединяются 1 молем вещества.

В) В окислительно-восстановительных реакциях (ОВР) число эквивалентности рассчитывается по отношению к количеству отданных или принятых частицей электронов. Количество эквивалентов вещества νЭ прямо пропорционально произведению количества моль вещества и числа эквивалентности: νЭ = Z · ν

Молярная масса эквивалента (эквивалентная масса) МЭ равна массе одного моль эквивалента вещества. [MЭ]= 1 г/моль

Молярная масса эквивалента МЭ (размерность г/моль) равна массе вещества, эквивалентной 1 молю водорода или 1 молю электронов в химической реакции. Численно равна эквиваленту вещества. МЭ равна молярной массе вещества, умноженной на фактор эквивалентности:

Основные законы химии:

1. Закон сохранения массы (Михаил Васильевич Ломоносов, 1756 и Антуан Лоран Лавуазье, 1778)

Масса исходных веществ, вступивших в реакцию, равна массе получившихся веществ.

2. Закон эквивалентов (И. В. Рихтер, 1792 и У. Х. Волластон, 1807)

Отношение масс веществ, вступающих в химическое взаимодействие, равно отношению их химических эквивалентов