3 Методические разработки по самостоятельной внеаудиторной

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГАОУ ВО «КРЫМСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ В.И.ВЕРНАДСКОГО»
МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ С.И. ГЕОРГИЕВСКОГО
Кафедра
Методические разработки
по самостоятельной внеаудиторной работе студентов
УТВЕРЖДАЮ:
Кацев А.М., д.б.н., профессор
(Ф.И.О., звание)
(подпись)
«28» __августа__ 2015 г.
« » ___________ 20
г.
« » ___________ 20
г.
Педиатрия
Основная образовательная программа:
Курс:
1
лабораторный практикум
Вид аудиторных занятий:
Дисциплина:
Тема:
Химия
Биоэнергетика химических реакций.
Куратор темы:
Наумова Н.В., ассистент,
, 28.08.15.
(Ф.И.О., должность, подпись, дата)
Обсуждено на заседании кафедры «
»____________20
г., протокол №____
Обсуждено на заседании кафедры «
»____________20
г., протокол №____
Обсуждено на заседании кафедры «
»____________20
г., протокол №____
г. Симферополь
1. Актуальность темы:
Все химические реакции сопровождаются выделением или поглощением теплоты, что
объясняется разрывом одних химических связей в молекулах исходных веществ и
образование других химических связей в молекулах продуктов реакций. Частью
термодинамики является термохимия, которая изучает тепловые эффекты реакции.
Термохимические расчеты широко используют в медицине для оценки калорийности
пищевых продуктов, составления диет для больных. Знание раздела термодинамики
позволяет определить возможность самопроизвольного протекания реакций, направление
реакций, биоэнергетику физиологических процессов в живых организмах. В процессе
эволюции в живых организмах выработалась определенная последовательность
биологического окисления, обеспечивающего организм необходимым запасом энергии. Эта
энергия накапливается в макроэргических связях некоторых соединений главнейшим из
которых является АТФ. По мере необходимости энергия, содержащиеся в макроэргических
связях, расходуется на построение клеток, синтез белков, механическую работу мышц,
сердца. Термодинамические расчеты можно использовать и для этих процессов.
2. Цель обучения:
2.1. Общая цель:
Знать основные понятия и законы термодинамики, определять тепловые эффекты
реакций, проводить термохимические расчеты по определению изменения энтальпии,
энтропии, энергии Гиббса, определять возможность протекания реакций.
2.2. Частные цели самостоятельной работы студента (СРС):
2.2.1. Студент должен знать:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Предмет и задачи химической термодинамики.
Основные термохимические понятия. Термодинамические системы: открытые,
закрытые, изолированные, гомогенные и гетерогенные.
Параметры системы. Интенсивные и экстенсивные параметры.
Самопроизвольные процессы.
Первый закон термодинамики.
Энтальпия, стандартная энтальпия.
Теплота реакции: теплота образования, теплота разложения, нейтрализации,
растворения.
Законы Гесса и Лавуазье - Лапласса.
Следствие из закона Гесса. Калориметрия, ее использование для определения
калорийности пищи.
Второй закон термодинамики. Энтропия, энергия Гиббса, энергия Гельмгольца.
Критерий направления самопроизвольных процессов.
Термодинамические закономерности протекания химических и биохимических
процессов.
2.2.2. Студент должен уметь:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Записывать формулы первого и второго начала термодинамики, анализировать их.
Формулировать и графически изображать закон Гесса и следствие из него.
Пользоваться справочными таблицами стандартных значений энтальпии, энтропии,
энергии Гиббса для соединений и ионов.
Математически рассчитывать термодинамические величины, используя законы
термодинамики.
Оценивать смысл термодинамических величин, указывать возможность протекания
реакций.
Применять термодинамические расчеты для живых организмов.
3. Изучить учебный материал по рекомендованной литературе (см. пункт 6).
4. Вопросы, подлежащие рассмотрению при самостоятельной работе студента:
Предмет и задачи химической термодинамики.
Основные термохимические понятия. Термодинамические системы: открытые,
закрытые, изолированные, гомогенные и гетерогенные.
Параметры системы. Интенсивные и экстенсивные параметры.
Самопроизвольные процессы.
Первый закон термодинамики.
Энтальпия, стандартная энтальпия.
Теплота реакции: теплота образования, теплота разложения, нейтрализации,
растворения.
Законы Гесса и Лавуазье - Лапласса.
Следствие из закона Гесса. Калориметрия, ее использование для определения
калорийности пищи.
Второй закон термодинамики. Энтропия, энергия Гиббса, энергия Гельмгольца.
Критерий направления самопроизвольных процессов.
Термодинамические закономерности протекания химических и биохимических
процессов.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Ознакомиться с обучающими задачами (см. фонды оценочных средств в
теме № 1).
4.1.
4.2. Задачи для самостоятельного решения (выполнить письменно):
1. Рассчитать тепловой эффект реакции: 2NaOH(к) + СО2(г) → Na2CO3(к) + Н2О(ж),
если ΔНºобр. (NaOH) = -426,6 кДж/моль, ΔНºобр. (СО2) = -393,6 кДж/моль,
ΔНºобр. (Nа2СO3) = -1129,3 кДж/моль, ΔНºобр. (H2O) = -285,8 кДж/моль.
2. Возможно ли самопроизвольное протекание реакции (подтвердить расчетами):
SiO2(к) + 2NaOH(раствор) → Na2SiO3(к) + H2O(ж),
если ΔGºобр (NaOH) = -415,5 кДж/моль, ΔGº обр (SiО2) = -803,75 кДж/моль,
ΔGºобр (Nа2SiO3) = -1427,8 кДж/моль, ΔGº обр (H2O) = -237,5 кДж/моль.
3. Каждый человек поглощает энергию в виде пищи и напитков. Рассчитать, какое
количество энергии поглощает человек, съедая 100г белого хлеба (в нем содержится ~
50 г углеводов, ~ 8 г белков, ~ 2 г жиров и около 40 г воды). Калорийность углеводов,
белков и жиров составляет соответственно 3,8; 4,1; и 9,1 ккал/г.
5. Источники информации:
5.1. Основная литература:
№
п/п
1.
2.
Автор(ы)
Общая химия.
Биофизическая
химия. Химия
биогенных
элементов.
Учебник для мед.
вузов.
Общая химия.
Название источника
(учебника, учебного пособия,
монографии и т.п.)
Под ред. Ю.А.Ершова.
Попков В.А., Пузаков С.А.
Город,
изд-во
Год
издания
том, вып.
М.: ВШ
2007
М.: ГЭОТАРМедиа
2007
5.2.
№
п/п
Дополнительная литература:
Автор(ы)
1.
Медицинская
химия.
2.
Химия: Основы
химии живого.
Биофизическая
химия.
3.
Название источника
(учебника, учебного пособия,
монографии и т.п.)
Калибабчук В.А.,
Грищенко Л.И.,
Галинская В.И. и др.
Слесарев В.И.
Садовничая Л.П., Хухрянский
В.Г.,
Цыганенко А.Я.
Город,
изд-во
Год
издания
том, вып.
К.: Медицина
2008
СПб.: Химиздат
2000
К.: Выща шк.
1986