Тема занятия № 8. Исследование свойств биогенных d

Тема занятия № 8.
Исследование свойств биогенных d - элементов и их соединений
Цель занятия: познакомиться с ролью биогенных d-элементов и их соединений в живых
организмах, применением соединений d-элементов в медицинской практике.
Познакомиться с методами качественного обнаружения катионов d- элементов,
используемых в клинических и санитарно-гигиенических исследованиях.
Сделайте записи в рабочей тетради по плану:






дата;
номер занятия;
тема занятия;
цель занятия;
основные вопросы – это учебные вопросы занятия;
краткое описание порядка выполнения лабораторных работ.
Учебные вопросы занятия:
1. Общая характеристика d-элементов. Строение электронных оболочек,
прогнозирование химических свойств: металличность и неметалличность,
окислительно-восстановительные
свойства,
кислотно-основные
свойства,
комплексообразующие свойства.
2. Общая характеристика d-элементов VI В – группы. Биологическая роль dэлементов VI В – группы, их применение в медицине.
3. Общая характеристика d-элементов VII В – группы. Биологическая роль dэлементов VII В – группы, их применение в медицине.
4. Общая характеристика d-элементов VIII В – группы (семейство железа и семейство
платины). Биологическая роль d-элементов семейства железа, их применение в
медицине.
5. Общая характеристика d-элементов I В – группы. Биологическая роль d-элементов
I В – группы, их применение в медицине.
6. Общая характеристика d-элементов II В – группы. Биологическая роль dэлементов II В – группы, их применение в медицине.
7. Лабораторная работа.
Рекомендуемая литература:
1. Общая химия. Учебник для медицинских вузов. (В.А. Попков, С.А. Пузаков), М,
ГЭОТАР Медия, 2007 г. [1].
2 .Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. Учебное пособие
для студентов медицинских вузов (Ю.А. Ершов, В.А. Попков, А.С. Берленд и др. Ред.
Ю.А. Ершов), 8 изд, М, Высшая школа, 2010 г. [2].
3. Лабораторный практикум по общей химии. Под ред. В.И. Гончарова. Ставрополь,
СГМА, 2002, [4].
Дополнительная литература:
1. Сборник задач и упражнений по общей химии. Учебное пособие. (С.А. Пузанов, В.А.
Попков, А.А. Филиппова), М., Высшая школа, 4 изд, 2010 г. [3].
2. Химия. Основы химии живого. Учебник для студентов высших учебных заведений.
(В.И. Слесарев), Санкт-Петербург, Химиздат, 2000 г. [5]
3. Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы интернет-ресурсов,
отвечающие тематике дисциплины.
По подготовке к данному занятию:
Повторите материал довузовской подготовки по общей химии и химии элементов. Это
очень важно, т.к. этот материал является базовой основой для получения новых знаний и
на нем строится программа занятия.
Обратите внимание на:







обозначение химических элементов, их порядковый номер, атомную массу
согласно периодической системе;
формулы сложных веществ, образованных этими элементами;
ионы d-элементов IB – VIIIB групп, их форма записи, величина и знак заряда
простых и сложных ионов (анионов и катионов);
составление уравнений реакций;
образование осадков, изменений цвета растворов реагирующих веществ, согласно
планируемым лабораторным работам.
взаимосвязь темы занятия и медицинских аспектов;
наличие специальной терминологии и ее расшифровке, синонимах, применяемых
вами ранее.
Проработайте рекомендованную литературу по нашей дисциплине.При необходимости
обратитесь к дополнительной литературе, информационно-справочным материалам и
поисковым системам в интернете, которые отвечают теме занятия.
При отработке 1-го учебного вопроса обратите внимание на:
1. строение внешних электронных оболочек атомов элементов d-блока;
2. лантаноидное сжатие ионных радиусов d – элементов;
3. переменную валентность, разнообразие степеней окисления;
4. окислительно-восстановительные свойства элементов d-блока, устойчивость
степени окисления в условиях организма, диспропорционирование промежуточных
степеней окисления (Mn+3; Mn+6);
5. изменение в металлических и неметаллические, основных и кислотных свойств;
6. комплексообразующие способности d – элементов;
7. роль и действие металлоферментов: карбоангидразы, ксантиноксидазы,
цитохромов.
При отработке 2-го учебного вопроса обратите внимание на:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
химические свойства хрома, молибдена, вольфрама:
- кислотно-основные свойства;
- окислительно-восстановительные свойства;
- способность к комплексообразованию.
способность образования биокластеров и кластеров;
амфотерные свойства хрома;
окислительные свойства дихромовой кислоты;
различную окраску ионов хрома;
применение соединений хрома, молибдена, вольфрама в медицинской практике.
При отработке 3-го учебного вопроса обратите внимание на:
1. общую характеристику марганца, технеция, рения;
2. электронное строение, переменную валентность и степень окисления;
3. основные, кислотные и амфотерные свойства элементов и их соединений;
4. химические свойства кислородных соединений марганца (диоксид марганца,
перманганаты);
5. биологическую роль марганца и применение в медицине.
При отработке 4-го учебного вопроса обратите внимание на:
1. общие закономерности по горизонтали ПС: семейство железа и семейство
платины;
2. проявление степени окисления;
3. комплексообразующую способность;
4. химические свойства соединений железа, кобальта, никеля;
5. биологическую роль d-элементов семейства железа (строение гема; витамина В12).
При отработке 5-го учебного вопроса обратите внимание на:
общую характеристику меди, серебра и золота;
электронную конфигурацию, химические свойства;
биологическую роль меди – медьсодержащие белки (оксидазы) и ферменты
(оксигеназы, гидроксилазы);
4. бионеорганические комплексы серебра с белками – протеинаты, их медицинскую
роль;
5. применение препарата золота при лечении злокачественных опухолей.
1.
2.
3.
При отработке 6-го учебного вопроса обратите внимание на:
1.
особенность электронного строения цинка, кадмия, ртути и их валентные
возможности;
2.
3.
4.
5.
комплексообразующие свойства;
амфотерные свойства элементов II В группы и их соединений;
биологическую роль;
роль цинкосодержащего фермента – карбоангидразы.
Лабораторная работа
Аналитические реакции ионов Ag+, Сu2+,Fe2+, Fe3+, Zn2+
а) аналитическая реакция Ag+. В пробирку к раствору соли серебра (1-2 капли)
прибавьте 1-2 капли раствора соляной кислоты. Что при этом наблюдается? Напишите
уравнение реакции в молекулярном и ионном виде. Часть осадка перенесите в другую
пробирку и прилейте избыток раствора NH4OH. Опишите наблюдаемые процессы.
Напишите уравнение реакции.
Прибавьте к полученному раствору 5-6 капель концентрированной азотной
кислоты. Что при этом наблюдается? Составьте уравнение реакции в молекулярном и
ионном виде и объясните происходящие явления, исходя из реакций конкуренций
конкурентных взаимодействий.
б) реакция Cu2+. В пробирку поместите 1-2 капли раствора сульфата меди (II) и
добавьте избыток водного раствора аммиака. Что при этом наблюдается? Напишите
уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.
в) качественная реакция Fe2+. К 2-3 каплям раствора FeSO4 добавьте 1-2 капли
HCl и 1-2 капли K3[Fe(CN)6]. Содержимое пробирки разбавьте дистиллированной водой.
Каков цвет осадка? Проверьте его растворимость в кислотах и щелочах. Напишите
уравнения реакций в молекулярной и ионной форме. Сделайте вывод.
г) аналитические реакции Fe3+:
1. Реакция с K4[Fe(CN)6]. К 2-3 каплям раствора соли железа (III) добавьте 1-2
капли HCl и 2-3 капли реактива. Содержимое пробирки разбавьте водой. Напишите
уравнение реакции в молекулярном и сокращенном ионном виде, указав признаки
протекания реакции.
2. Реакция с KSCN. К 2-3 каплям раствора соли железа (III) добавьте 1-2 капли
HCl и 4-5 капель KSCN. Реакцию проводите в кислой среде во избежании выпадения
осадка Fe(OH)3. Напишите уравнение реакции в молекулярном и сокращенном ионном
виде, указав признаки протекания реакции. Сравните результат реакции с аналогичной
реакцией на Fe2+.
3. Реакция Zn2+. К 4-5 каплям раствора соли цинка добавьте 4-5 капель раствора
K4[Fe(CN)6]. Нагрейте смесь до кипения. Образуется белый осадок
K2Zn3[Fe(CN)6]2. Напишите уравнение реакции. Испытайте осадок на растворение в
кислотах HNO3, HCl и щелочи NaOH. Сделайте соответствующие выводы.
Восстановительная способность соединений d – элементов в низших степенях
окисления
а) восстановительная способность хрома (III) в щелочной среде
(аналитическая реакция Cr3+). Соединение Cr (III) серо-зеленого цвета при действии
окислителей в щелочной среде переходят в хроматы – соединения хрома (VI) – желтого
цвета (K2CrO4):
К 2-3 каплям раствора соли Cr (III) добавьте 4-5 капель раствора КОН до полного
растворения образующего в начале осадка Cr (OH)3. Затем прилейте 2-3 капли 3%
раствора H2O2 и нагрейте на водяной бане до изменения серо-зеленой окраски раствора на
желтую. Полученный раствор подкислите CH3COOH и прилейте к нему 3-4 капли BaCl2.
Образование желтого осадка ВaCrO4 указывает на присутствие в растворе ионов CrO42-.
Составьте уравнения протекающих реакций, в окислительно-восстановительных реакциях
расставьте коэффициенты, укажите функции реагентов.
Окислительная способность соединений d – элементов
в высших степенях окисления
Окислительная способность K2Cr2O7 в кислой среде: а) К 2-3 мл раствораK2Cr2O7прилейте
раствор H2SO4 раствор NaNO2. Смесь слабо нагрейте. Наблюдайте изменение окраски.
Напишите уравнение реакции, методом электронного баланса, расставьте коэффициенты,
укажите функции реагентов; б) к раствору K2Cr2O7подкисленному H2SO4, прилейте
раствор Na2SO3. Наблюдайте изменение окраски раствора и объясните это явление.
Напишите уравнение реакции, укажите ее тип и функции реагентов.