Общие правила работы в лаборатории

Кафедра химии

Методические указания

К лабораторным работам

по дисциплине

«Химия»

для студентов 1 курса обучающихся по специальностям:

060201 «Стоматология», 060101 «Лечебное дело», 060103 «Педиатрия»

 

Химии никоим образом научиться невозможно, не видав самой практики и не принимаясь за химические операции

М. В. Ломоносов

 

Воронеж – 2013

УДК 54 (072)

 

Рябинина Е.И. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Химия» для студентов 1 курса обучающихся по специальностям: 060201 «Стоматология», 060101 «Лечебное дело», 060103 «Педиатрия» / Рябинина Е.И. [и др.] – Воронеж: Изд-во ВГМА, 2013. 26с.

 

Составители:

К.х.н., доцент Е.И. Рябинина; ассистент Т.Д. Попрыгина; к.х.н., ст. препод. Е.Е. Зотова; зав. кафедрой химии, д.х.н., профессор Н.И. Пономарева; ассистент Н.М. Овечкина; к.б.н., ассистент В.М. Клокова.

 

 

В данных методических указаниях, составленных согласно ФГОС по дисциплине «Химия» по специальностям: 060201 «Стоматология», 060101 «Лечебное дело», 060103 «Педиатрия» представлены работы по основным разделам изучаемой дисциплины. Лабораторные работы подобраны и адаптированы для студентов медицинского вуза: они знакомят студентов с методами физико-химического анализа, позволяют приобрести навыки, необходимые для дальнейшего обучения. Во всех работах приведены подробные инструкции по их выполнению, по обработке полученных результатов, а также оговаривается применимость данных методов в медико-биологической практике.

 

 

Рецензенты:

Зав. кафедрой биохимии ГБОУ ВПО «Воронежская государственная медицинская академия им. Н.Н.Бурденко» Министерства здравоохранения Российской Федерации, доктор медицинских наук, профессор Алабовский В.В.

 

Зав. кафедрой неорганической химии и химической технологии ГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» Министерства образования Российской Федерации, доктор химических наук, профессор Нифталиев С.И.

 

 

Печатается по решению Центрального методического совета ВГМА им. Н.Н. Бурденко от 27.03.2013 (протокол № 5).

 

© ВГМА, 2013

СОДЕРЖАНИЕ

 

Общие правила работы в лаборатории
ТЕМА 1. РАСТВОРЫ
Работа 1. Приготовление рабочего 0,1N раствора HCl
Работа 2. Определение нормальности рабочего раствора HCl по 0,1N раствору NaOH
Работа 3. Древовидные образования
Работа 4. Рост искусственной «клетки» Траубе
ТЕМА 2. ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ И ПРОЦЕССЫ
Работа 5. Определение хлоридов мочи по Мору
ТЕМА 3. КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЯ
Работа 6. Определение общей жесткости воды трилонометрическим методом
ТЕМА 4. ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ И ПРОЦЕССЫ
Работа 7. Приготовление буферных растворов
Работа 8. Влияние разбавления на рН буферного раствора
Работа 9. Влияние кислоты и щелочи на рН буферного раствора
ТЕМА 5. ЭЛЕКТРОХИМИЯ
Работа 10. Потенциометрический метод определения рН растворов при помощи стеклянного электрода
ТЕМА 6. ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ. ХРОМАТОГРАФИЯ
Работа 11. Разделение минеральных солей на колонках с твердым адсорбентом
Работа 12. Радиальная распределительная хроматография
ТЕМА 7. ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ
Работа 13. Метод замены растворителя
Работа 14. Получение золя гидроксида железа (III)
Работа 15. Получение золя гексацианоферрата (II) меди
Работа 16. Изучение процесса коагуляции коллоидных растворов
ТЕМА 8. РАСТВОРЫ ВМС
Работа 17. Изучение процесса денатурации белков
Работа 18. Изучение процесса высаливания белков
ЛИТЕРАТУРА

 

ОБЩИЕ ПРАВИЛА РАБОТЫ В ЛАБОРАТОРИИ

Для успешного выполнения лабораторных работ каждый работающий в лаборатории обязан содержать свое место в чистоте и порядке; работать в лаборатории можно только в халатах. Приступая к работе, необходимо ознакомиться с устройством приборов и аппаратов, их принципом действия. Знать свойства применяемых веществ и методы безопасной работы с ними. Пользоваться можно только реактивами, имеющими этикетки и стоящими на полке рабочего стола. Если реактива нет, необходимо обратиться к лаборанту. Излишек взятого реактива не возвращать в посуду, из которой он был взят, а перенести в специальную емкость.

Оказание первой помощи

1. При термических ожогах осторожно обнажить обожженный участок и закрыть сухой асептической повязкой. Обожженный участок нельзя как-либо очищать и мочить водой, этиловым спиртом, Н₂О₂.

2. При химических ожогах промыть обожженное место, не обращая внимания на боль, большим количеством проточной воды (10-15 мин), а в случае кислых реагентов – раствором бикарбоната натрия (2%-ным), или в случае щелочных – разбавленным раствором борной или уксусной кислот (1 – 3%).

3. При порезах стеклом:

а) промыть рану проточной водой;

б) удалить из раны крупные осколки стекла, а мелкие удалить может только врач;

в) нельзя смазывать рану мазями; перед наложением повязки смазать настойкой йода участок вокруг раны.

4. При отравлениях химическими веществами немедленно вызвать врача и одновременно приступить к оказанию первой помощи – если яд попал внутрь – вызвать рвоту, дать противоядие, обратиться к врачу.

В лаборатории должна быть аптечка с набором медикаментов.

ПОРЯДОК ОФОРМЛЕНИЯ РАБОТ

В процессе выполнения лабораторной работы студент должен наблюдать за ходом эксперимента, отмечая все его особенности: изменение цвета, тепловые эффекты, показания приборов и т.д. Результаты наблюдений записываются в лабораторный журнал в определенной последовательности:

1) название лабораторной работы, дата выполнения;

2) цель работы;

3) ход работы, начертить рисунок прибора или схему установки с кратким описанием важных узлов;

4) результаты эксперимента должны быть внесены в таблицы;

5) расчетная часть (таблицы, формулы, графики);

6) выводы.

Записи в лабораторном журнале, рисунки приборов, схемы установок производят чернилами. Графики выполняют карандашом на миллиметровой бумаге. Все расчеты необходимо проводить в лабораторном журнале.

Значения символов и коэффициентов, входящих в формулу, должны быть приведены непосредственно под формулой в той последовательности, в какой они приведены в формуле.

ТЕМА 1. РАСТВОРЫ

В этом разделе представлены работы, касающиеся приготовления растворов заданной концентрации и определения их свойств. Данный раздел является достаточно важным для будущих врачей, т.к. все важнейшие биологические системы (цитоплазма, кровь, лимфа, слюна, моча и т.д.) являются водными растворами солей, белков, углеводов, липидов, а также многие лекарственные средства представляют собой растворы. Работы, представленные в данном разделе, позволяют приобрести навыки приготовления растворов и их анализа.

Таблица 1.1

По 0,1N раствору NaOH

 

Задача работы: ознакомление с методикой титриметрического анализа, т.е. определением концентрации рабочего раствора по титрованному раствору.

Оборудование, реактивы: рабочий раствор HCl, титрованный раствор NaOH, фенолфталеин, коническая колба на 250 мл (или иного объема на усмотрение преподавателя), мерные пипетки, бюретка, груша.

Выполнение работы:

1. Бюретку заполняют исследуемым рабочим раствором HCl. В титровальную колбу отбирают пипеткой 5 мл 0,1N раствора NaOH, добавляют 1-2 капли фенолфталеина и титруют по каплям раствором кислоты до исчезновения малиновой окраски. При титровании содержимое колбы перемешивают вращательными движениями или магнитной мешалкой.

 

2. По шкале бюретки фиксируют расход раствора HCl (V_HCl, мл) пошедший на титрование 5 мл NaOH. Титрование повторяют 2-3 раза, каждое повторное титрование начинают с нулевого отсчета бюретки.

По среднему объему кислоты, пошедшему на титрование щелочи рассчитывают ее нормальность по формуле:

 

 

3. Оформляют работу. Формулируют выводы.

 

 

 

 

Работа 3. Древовидные образования

 

Задача работы: ознакомление с понятием осмоса и осмотического давления. Изучить сущность явления гемолиза.

Оборудование, реактивы: штатив с пробирками, раствор силикатного клея, Кристаллы солей: железа, меди, марганца, никеля, кобальта и др. (хлориды, бромиды, нитраты).

Выполнение работы:

1. Ряд пробирок наполняют раствором силикатного клея и опускают в пробирки кристаллики солей. Через некоторое время из кристаллов вырастают древовидные образования.

2. Дают объяснение наблюдаемому явлению.

 

ТЕМА 3. КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЯ

В этом разделе представлена работа, в основе которой лежит метод комплексонометрического титрования, в частности трилонометрия. Данный метод широко применяют в биохимическом и фармацевтическом анализе для количественного определения солей кальция – хлорида кальция, глюконата кальция, лактата кальция, препаратов цинка – оксида цинка и сульфата цинка; сульфата магния и основного нитрата висмута. Комплексонометрия применяется также в санитарно-гигиеническом анализе для определения общей жесткости воды.

ТЕМА 5. ЭЛЕКТРОХИМИЯ

В этом разделе представлена работа, в которой используется электрохимический метод анализа растворов электролитов – потенциометрия. Одной из ее разновидностей является рН – метрия, в которой определяют рН растворов – одной из самых важных характеристик сред организма и жидких лекарственных средств.

 

Работа 10. Потенциометрический метод определения рН растворов при помощи стеклянного электрода

Задача работы: изучение степени обратимости ионных реакций, определяющих потенциал мембранного стеклянного электрода, нахождение кислотности контрольного раствора.

Оборудование, материалы, реактивы: стеклянный электрод с Н⁺ - функцией, хлорсеребряный электрод сравнения, термометр на 50 ˚С, набор стандартных растворов для рН-метрии (или 0,05 М раствор HCl), раствор Вейбеля (или другой контрольный раствор с рН_х), хромовая смесь, мерная посуда.

Выполнение работы:

1. Подготавливают к работе стеклянный электрод. Для этого выдерживают его несколько минут в хромовой смеси, промывают дистиллированной водой и высушивают фильтровальной бумагой.

2. Составляют гальваническую цепь для измерения потенциала стеклянного электрода. В стаканчик емкостью 50 – 100 мл вводят стеклянный электрод и внешний хлоридсеребряный электрод сравнения. Выводы от электродов подключают к вольтметру (рН – метру, который работает в режиме измерения напряжения).

3. Заполняют стакан раствором (20 – 30 мл) с известным значением рН (обычно это буферный раствор для рН – метрии). Измеряют температуру. Производят измерение потенциала стеклянного электрода (дожидаясь стационарного значения). По окончании измерения, отставляют стаканчик с измеряемым раствором и подставляют стаканчик с дистиллированной водой. Это делается для того, чтобы промыть электрод от предыдущего раствора, а также, чтобы стеклянный электрод не пересыхал. Сливают буферный раствор в ту посуду, где он хранится в лаборатории. Перед тем как подставить стаканчик с новым раствором, электрод высушивают фильтровальной бумагой, чтобы не произошло разбавления, а следовательно изменения концентрации ионов водорода. Проделывают то же самое с серией растворов с известными значениями кислотности. Пока меняют буферный раствор, стеклянный электрод постоянно должен находиться в дистиллированной воде. Результаты измерений заносят в таблицу 4.

Таблица 4

рНа
Ест, В

При отсутствии стандартных растворов для рН – метрии готовят из 0,05 М (или 0,1М) раствора HCl последовательным разбавлением серию растворов с концентрацией 0,02; 0,01; 0,005; 0,002 и 0,001 М. Растворы готовят в мерных колбах на 100 или 50 мл. Расчет объема исходного раствора V_исх с концентрацией С_исх (0,05М или 0,1 М раствор HCl), который необходим для приготовления растворов с заданной концентрацией С_необ (необходимой) ведут по формуле: , где V_колбы – объем мерной колбы, в которой готовят раствор. Кислотность этих растворов рассчитывают по формуле: рН_а = - lg (g_±(HCl) · C_HCl), где С_HCl – молярная концентрация, а g_±(HCl) – молярный средний коэффициент активности соляной кислоты, приведенный в таблице 5.

Таблица 5

СНСl, М	0,001	0,002	0,005	0,01	0,02	0,05	0,1
g±(НСl)	0,965	0,953	0,926	0,904	0,874	0,830	0,695

 

Растворы соляной кислоты обратно в посуду не сливают.

4. Строят зависимость Е_ст от рН_а. Проверяют ее линейность, находят наклон линейного участка dЕ_ст / d(рН_а) = ∆Е_ст / ∆ (рН_а). Сопоставляют полученное значение с теоретическим, равным 2,3RT/F или 0,059 В при 298 К.

5. Заливают в стаканчик желудочный сок (или другой раствор с неизвестным рН_х). Измеряют потенциал стеклянного электрода, определяют по графику кислотность данного раствора, сравнивают с нормой.

6. Анализируют результаты, формулируют выводы, оформляют работу.

 

ТЕМА 7. ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ

В этом разделе представлены работы по получению и изучению свойств дисперсных систем, которые знакомят с классическими методами определения некоторых характеристик таких систем и могут быть полезны будущим медикам.

ТЕМА 8. РАСТВОРЫ ВМС

В этом разделе представлены работы по изучению свойств растворов ВМС, в частности белков. Рассмотрены общие и клинические реакции осаждения и высаливания белков.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бабков А.В., Попков В.А., Пузаков С.А. и др. Практикум по общей химии, биофизической химии, химии биогенных элементов. - М.: Высшая школа, 2006. - 239 с.

2. Жолнин А. В. Общая химия: учеб. / А. В. Жолнин; под ред. В.А.Попкова, А.В.Жолнина. - М.: ГЭОТАР- Медиа, 2012. - 400 с.

3. Слесарев В.И. Химия: Основа химии живого: Учебник для вузов. – 2-е изд., испр. и доп. – СПб: Химиздат, 2011. – 784 с.: ил.

4. Попков В.А., Пузаков С.А. Общая химия: Учебник. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. – 976 с.: ил.

5. Ершов Ю.А., Попков В.А., Берлянд А.С. и др. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: Учебн. для мед. спец. вузов – 8- е изд., - М: Высш.шк., 2010 г. – 560 с.

 

Кафедра химии

Методические указания

К лабораторным работам

по дисциплине

«Химия»

для студентов 1 курса обучающихся по специальностям:

060201 «Стоматология», 060101 «Лечебное дело», 060103 «Педиатрия»

 

Химии никоим образом научиться невозможно, не видав самой практики и не принимаясь за химические операции

М. В. Ломоносов

 

Воронеж – 2013

УДК 54 (072)

 

Рябинина Е.И. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Химия» для студентов 1 курса обучающихся по специальностям: 060201 «Стоматология», 060101 «Лечебное дело», 060103 «Педиатрия» / Рябинина Е.И. [и др.] – Воронеж: Изд-во ВГМА, 2013. 26с.

 

Составители:

К.х.н., доцент Е.И. Рябинина; ассистент Т.Д. Попрыгина; к.х.н., ст. препод. Е.Е. Зотова; зав. кафедрой химии, д.х.н., профессор Н.И. Пономарева; ассистент Н.М. Овечкина; к.б.н., ассистент В.М. Клокова.

 

 

В данных методических указаниях, составленных согласно ФГОС по дисциплине «Химия» по специальностям: 060201 «Стоматология», 060101 «Лечебное дело», 060103 «Педиатрия» представлены работы по основным разделам изучаемой дисциплины. Лабораторные работы подобраны и адаптированы для студентов медицинского вуза: они знакомят студентов с методами физико-химического анализа, позволяют приобрести навыки, необходимые для дальнейшего обучения. Во всех работах приведены подробные инструкции по их выполнению, по обработке полученных результатов, а также оговаривается применимость данных методов в медико-биологической практике.

 

 

Рецензенты:

Зав. кафедрой биохимии ГБОУ ВПО «Воронежская государственная медицинская академия им. Н.Н.Бурденко» Министерства здравоохранения Российской Федерации, доктор медицинских наук, профессор Алабовский В.В.

 

Зав. кафедрой неорганической химии и химической технологии ГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» Министерства образования Российской Федерации, доктор химических наук, профессор Нифталиев С.И.

 

 

Печатается по решению Центрального методического совета ВГМА им. Н.Н. Бурденко от 27.03.2013 (протокол № 5).

 

© ВГМА, 2013

СОДЕРЖАНИЕ

 

Общие правила работы в лаборатории
ТЕМА 1. РАСТВОРЫ
Работа 1. Приготовление рабочего 0,1N раствора HCl
Работа 2. Определение нормальности рабочего раствора HCl по 0,1N раствору NaOH
Работа 3. Древовидные образования
Работа 4. Рост искусственной «клетки» Траубе
ТЕМА 2. ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ И ПРОЦЕССЫ
Работа 5. Определение хлоридов мочи по Мору
ТЕМА 3. КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЯ
Работа 6. Определение общей жесткости воды трилонометрическим методом
ТЕМА 4. ПРОТОЛИТИЧЕСКИЕ РАВНОВЕСИЯ И ПРОЦЕССЫ
Работа 7. Приготовление буферных растворов
Работа 8. Влияние разбавления на рН буферного раствора
Работа 9. Влияние кислоты и щелочи на рН буферного раствора
ТЕМА 5. ЭЛЕКТРОХИМИЯ
Работа 10. Потенциометрический метод определения рН растворов при помощи стеклянного электрода
ТЕМА 6. ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ. ХРОМАТОГРАФИЯ
Работа 11. Разделение минеральных солей на колонках с твердым адсорбентом
Работа 12. Радиальная распределительная хроматография
ТЕМА 7. ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ
Работа 13. Метод замены растворителя
Работа 14. Получение золя гидроксида железа (III)
Работа 15. Получение золя гексацианоферрата (II) меди
Работа 16. Изучение процесса коагуляции коллоидных растворов
ТЕМА 8. РАСТВОРЫ ВМС
Работа 17. Изучение процесса денатурации белков
Работа 18. Изучение процесса высаливания белков
ЛИТЕРАТУРА

 

ОБЩИЕ ПРАВИЛА РАБОТЫ В ЛАБОРАТОРИИ

Для успешного выполнения лабораторных работ каждый работающий в лаборатории обязан содержать свое место в чистоте и порядке; работать в лаборатории можно только в халатах. Приступая к работе, необходимо ознакомиться с устройством приборов и аппаратов, их принципом действия. Знать свойства применяемых веществ и методы безопасной работы с ними. Пользоваться можно только реактивами, имеющими этикетки и стоящими на полке рабочего стола. Если реактива нет, необходимо обратиться к лаборанту. Излишек взятого реактива не возвращать в посуду, из которой он был взят, а перенести в специальную емкость.