Министерство здравоохранения Республики Беларусь

Учреждение образования

«Гомельский государственный медицинский университет»

Кафедра общей и биоорганической химии

Обсуждено на заседании кафедры ___________________

Протокол №_____________________________________

Методическая разработка

для проведения занятия со студентами I курса

лечебного факультета по общей химии

Тема № 15: Физико-химия поверхностных явлений.

Хроматография

Время: 3 часа

1. УЧЕБНЫЕ И ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ ЦЕЛИ:

Ознакомить студентов с закономерностями процессов сорбции, научить применять на практике теоретические положения процессов адсорбции и вычислять адсорбцию по уравнению Гиббса на границе жидкость – газ, а также строить графики изотермы поверхностного натяжения и изотермы адсорбции.

МОТИВАЦИЯ ДЛЯ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ:

Поверхностные явления и адсорбция имеют большое значение в медицине и биологии. Все биопроцессы протекают на поверхности раздела фаз – ферментативные реакции, синтез белка и др. Поверхностно активные вещества (ПАВ) понижают поверхностное натяжение и играют важную роль в физиологических процессах. Например, соли желчных кислот, обладающие высокой поверхностной активностью, обеспечивают эмульгирование жиров и их всасывание. Адсорбция различных веществ при острых отравлениях имеет большое значение в адсорбционной терапии и гемосорбции. Иммуносорбенты найдут широкое применение при лечении микробных интоксикаций, газовой гангрены, столбняка.

ТРЕБОВАНИЯ К ИСХОДНОМУ УРОВНЮ ЗНАНИЙ:

Понятие об адсорбции, адсорбентах и поверхностном натяжении жидкостей.

В результате проведения занятия студент должен:

1) знать:

• понятие о свободной поверхностной энергии и поверхностном натяжении, а также о факторах, влияющих на них;

• понятие об адсорбции и ее видах;

• теоретические основы адсорбции ПАВ на границе жидкость–газ и математическое описание данного процесса уравнениями Гиббса, Шишковского и Гиббса-Шишковского;

• природные и синтетические материалы, используемые в качестве твердых адсорбентов;

• теоретические основы молекулярной адсорбции на твердых адсорбентах и математическое описание данного процесса уравнениями Ленгмюра и Фрейндлиха;

• теоретические основы адсорбции электролитов на твердых адсорбентах, описываемые правилами Панета-Фаянса;

• теоретические основы ионообменной адсорбции и применение ионитов в медицине и технике;

• применение сорбентов в медицине. Гемо-, лимфо-, плазмо- и энтеросорбция как методы лечения некоторых заболеваний;

2) уметь:

• объяснить причину появления избыточной энергии у молекул на границе раздела двух фаз по сравнению с молекулами в глубине фазы;

• объяснить особенности строения молекул ПАВ и их ориентацию на границе жидкость-газ, а также влияние длины углеводородного радикала на поверхностную активность;

• выполнять расчеты по уравнениям Гиббса, Шишковского, Гиббса-Шишковского, описывающие адсорбцию ПАВ на границе жидкость–газ;

• излагать основные положения теорий молекулярной адсорбции и выполнять расчеты по уравнениям Ленгмюра и Фрейндлиха;

• описывать избирательную адсорбцию электролитов из растворов в соответствии с правилами Панета-Фаянса;

• описывать ионообменную адсорбцию, приводить схемы ионообменных процессов для катионов и анионов;

• измерять поверхностное натяжение жидкостей сталогмометрическим методом.

2. СВЯЗЬ СО СМЕЖНЫМИ ДИСЦИПЛИНАМИ:

Теоретические основы знаний о физико-химии поверхностных явлений и адсорбции необходимы студентам при изучении курсов реанимации, клинической лабораторной диагностики, фармакологии, гематологии, общей гигиены, экологии и радиационной медицины.

3. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ:

3.1 Понятие о поверхностной энергии и поверхностном натяжении.

3.2 Адсорбция на границе жидкость-газ. Понятие о ПАВ. Уравнение Гиббса-Шишковского. Правило Дюкло-Траубе.

3.3 Адсорбция на твердых адсорбентах. Влияние температуры на смещение адсорбционного равновесия. Уравнение Ленгмюра. Теории молекулярной адсорбции. Уравнение Фрейндлиха.

3.4 Адсорбция электролитов на твердых адсорбентах: избирательная и ионообменная адсорбция. Правило Панета-Фаянса.

3.5 Применение адсорбентов в медицине. Энтеросорбенты. Гемо-, плазмо- и лимфосорбция.

3.6 Хроматография. Роль хроматографии в медико-биологических исследованиях.

4. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЗАНЯТИЯ

Лабораторная работа № 1

Определение зависимости поверхностного натяжения растворов от

длины углеводородной цепи поверхностно-активного вещества

Для этого определить σ 0,1 М водных растворов следующих спиртов: C₂H₅ОН, С₃Н₇ОН, С₄H₉ОН, С₅Н₁₁ОН. Начертить кривую зависимости от числа углеродных атомов в молекулах спиртов (n_C).