Тұз қышқылы ерітіндісінің тығыздығы мен концентрациясы

Массалық үлестің формуласы бойынша:

ерітінді массасын есептейді.

Ерітіндінің көлемін келесі формула арқылы есептейді: .

Концентрлі ерітіндінің есептелген көлемін кішкентай цилиндрмен өлшеп алады да тығыны бар таза шыны ыдысқа құяды. Үлкен цилиндрмен судың қажетті мөлшерін өлшеп алады да шыны ыдыстағы ерітіндінің үстіне құйып араластырады. Шыны ыдысқа атауы және концентрациясы жазылған этикетка жапсырылады.

отмеривают необходимое количество воды, и доливают в склянку, раствор перемешивают. На склянку наклеивают этикетку с названием и концентрацией раствора.

Қорытынды: қажетті есептеулер арқылы ерітіндінің концентрациясын есептеп шығарады.

 

2-ші тәжірибе.«Құрғақ тұздан ерітінді дайындау және оның концентрациясын анықтау»

Жұмыстың мақсаты: Шамамен 100 мл 0,9%-дық NaCl ерітіндісін дайындау (оқытушы ерітінді көлемі мен концентрациясын топқа немесе әр студентке жеке беруі мүмкін)

Жұмыстың жүргізілуі: Құрғақ тұзды ақырындап, төгіп алмай өлшеуін колбаға салады. Колбаның 2/3 деңгейіне дейін су құйып, тұз ерігенше араластырады. Ары қарай суды колбаның жіңішке мойнындағы белгіге 1-1,5 см жетпейтіндей деңгейге дейін құяды. Қалған суды пипеткамен алып белгіге жеткенше тамшылатып құяды.

Дайындалған ерітіндінің массалық үлесін келесі формула бойынша есептейді:

Кесте бойынша ерітінідінің тығыздығын анықтайды.

 

 

Барлық есептеулерді жүргізіп, алынған мәліметтерді кестеге жазады.

 

Ерітінді	Концентрация
Тұздың массасы, г	Судың массасы, г	ρер-ді, г/мл	ω, %	С(х), моль/л	Сэ(х), моль/л	b(x), моль/кг	Т, г/мл	Мольдік үлес

 

Қорытынды: дайындалған ерітіндінің концентрацияларын есептеп шығарады.

 

№4 тәжірибелік сабақ

ТАҚЫРЫБЫ: Электролиттердің: қышқылдық-негіздік, гетерогенді, комплексті қосылыстардың сулы ерітінділеріндегі тепе-теңдік

МАҚСАТТАРЫ:

· ерітіндідегі (жүйедегі) тепе-теңдік күйді сипаттайтын негізгі түсініктермен таныстыру;

· түрлі тепе-теңдіктерде қатысатын иондардың тепе-теңдік концентрациясын есептеуге үйрету;

· жүйедегі тепе-теңдік күйді сипаттайтын константалардың кестелік мәндерін қолдана білуді үйрету;

· тірі ағзаға тән тепе-теңдікті сипаттау арқылы студенттерде химияны зерттеу мотивациясын дамыта білу;

· жүйедегі тепе-теңдік күйге түрлі факторлардың әсерін тәжірибелік жолмен дәлелдеу;

· ақпаратпен өздігінен жұмыс істей білу дағдыларын дамыту.

ОҚЫТУ МІНДЕТТЕРІ:

· студент жүйенің тепе-теңдік күйін тепе-теңдік константасының мәнін қолдану арқылы түсіндіре алады;

· студент иондардың тепе-теңдік концентрациясын есептеу дағдыларына ие болады, массалар әрекеттесуші заңын тепе-теңдік күйді сипаттау үшін қолдануды үйренеді;

· студент комплексті қосылыстар ерітінділеріндегі тепе-теңдікті және қышқылдық-негіздік, гетерогенді тепе-теңдікті қарастыру үшін Ле-Шателье принципін қолдана алады және аттас иондардың жүйедегі тепе-теңдік күйге әсерін сипаттай алады;

· студент тепе-теңдіктің негізгі түрлерін сипаттай алады, сонымен қатар ағза тіршілігіне бәсекелес процестер мен біріктірілген тепе-теңдіктің енуін көрсете алады;

· студент жасалған зертханалық жұмыстың нәтижесін баяндап бере алады.

ТАҚЫРЫПТЫҢ НЕГІЗГІ СҰРАҚТАРЫ:

1. Электролиттік диссоциация. Күшті және әлсіз электролиттер.

2. Электролит ерітінділеріндегі тепе-теңдік түрлері: қышқылдық-негіздік, гетерогенді, комплексті қосылыстардың сулы ерітінділеріндегі тепе-теңдік.

3. Тепе-теңдіктің сандық сипаттамалары. Массалар әрекеттесуші заңы. Аттас иондар эффектісі.

4. Біріктірілген тепе-теңдік және бәсекелес процестер.

ОҚЫТУ әдістері:

Үйлескен түрде:

- семинар

- есеп шығару және жаттығулар орындау

- шағын топтарда жұмыс жасау (лабораториялық жұмыс жасау және оның нәтижелерін талдау);

- ауызша немесе жазбаша сауалнама.

ӘДЕБИЕТ:

Негізгі:

1. Сейтембетов, Т.С. Химия [Мәтін]: Оқулық / Т.С. Сейтембетов.- Алматы: Эверо, 2010.- б.32-37

2. В.А. Попков, С.А. Пузаков. Жалпы химия [Мәтін]: Оқулық / Қазақ тіліне аударған С.Н.Ділмағамбетов. Жауапты редакторы Ж.Ж.Ғұмарова.- Москва: ГЭОТАР-МЕДИА, 2014.- б. 62-77, 240-295.

3. Л.Г. Веренцова ж.б. Бейорганикалық, коллоидты және физикалық химия [Мәтін]: / Л.Г. Веренцова, Е.В., Нечепуренко, А.А. Батырбаева, Э.К. Карлова. - Оқу құрал. - Алматы: Эверо, 2009.- б. 10-50.

Қосымша:

1. Есімжан А.Е. Жалпы химия практикум [Мәтін]: Оқулық.- Алматы, 2004.- 296 б.

2. А.С. Қожамжарова и др. Бейораникалық химия практикумы [Мәтін]: Оқу-әдістемелік құрал / КазНМУ им.Асфендиярова.- Алматы: Эверо, 2013.- 280 б.

3. Л.Г. Веренцова, Е.В. ж.б. Бейорганикалық, коллоидты және физикалық химия [Мәтін]: Бақылау тестері / Л.Г. Веренцова, Е.В., Нечепуренко, А.А. Батырбаева, Э.К. Карлова. - Алматы: Эверо, 2009.- 212 б.

4. Равич-Щербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия. -М., 2001.-254б.

Көмекші:

1. Бірімжанов Б.А. Жалпы химия. -А., 2001.-744б.Қоканбаев Ә.Қ. Физикалық химияның қысқаша курсы. –А.: Білім, 1996.-224б.

2. Ленский А.С. Введение в бионеорганическую и биофизическую химию. -М.: ВШ, 1989.-256б.

Ағылшын тілінде:

1. Morris Hein, Scott Pattison, Susan Arena. Introduction to General, Organic, and Biochemistry [Text]: Book / 10th Edition.-USA: John Wiley&Sons, Inc, 2012.-1091 p.

БАҚЫЛАУ:

Бағаланатын құзыреттіліктер:

- білім

- тәжірибелік дағдылар

Бақылау әдістері:

- тест тапсырмаларын және бақылау карталарын орындау

- ситуациялық есептер шығару немесе жаттығулар орындау

Бақылау сұрақтары:

1. Ерігіштік, концентрация, диссоциациялану дәрежесі түсініктеріне анықтама беріңіз. Диссоциациялану дәрежесі 2-ге тең болуы мүмкін бе?

2. Сильные и слабые электролиты. Приведите примеры сильных и слабых электролитов.

Strong and weak electrolytes. Give the examples of strong and weak electrolytes.

3. Күшті электролит ерітінділерінің ерекшеліктері. Ерітіндінің иондық күші. Активтілік коэффициенті. Активтілік.

4. Фосфор қышқылының сатылай диссоциациялану теңдеуін және әр сатыны сипаттайтын тепе-теңдік константасының өрнегін жазыңыз. (диссоциациялану константалары сәйкес 7,52·10^-3, 6,31·10^-8, 1,26·10^-12-ге тең).

5. Гетерогенді тепе-теңдікке мысал келтіріңіз. Гетерогенді тепе-теңдік кезінде жүйеде қандай процестер жүреді?

6. Ерігіштіктің өлшем бірліктері. Ерігіштік процесінің термодинамикасы. Не себепті еру энтальпиясының мәніне тәуелсіз еру өздігінен жүретін процесс болып табылады?

7. Қаныққан, қанықпаған аса қаныққан ерітінділер. Иондық көбейтінді дегеніміз не? Ерігіштік константасы (ерігіштік көбейтіндісі)?

9. Тұнбаның түзілуіне және еруіне әсер ететін факторлар.

10. Кальций қосылыстарының ағзада атқаратын рөлі. Кальций ионының қатысуымен жүретін гетерогенді тепе-теңдікке мысал келтіріңіз.

11. Комплексті қосылыстардың біріншілік және екіншілік диссоциациясы. Тұрақтылық және тұрақсыздық константалары.

12. Бәсекелес процестер дегеніміз не? Мысал келтіріңіз.

 

Есептер мен жаттығулар (оқытушының таңдауы бойынша беріледі):

1. Келесі жолмен дайындалған: 0,2 г натрий ацетаты; 0,5 г натрий хлориді; 0,1 г калий хлориді; 100 мл-ге егуге арналған су плазманың орнына жүретін тұзды ерітіндінің иондық күшін есептеңіз.

2. AgSCN ерігіштік константасы 1,1^.10^-12-ні құрайды. Осы қосылыстың судағы ерігіштігін табыңыз.

3. Магний гидроксидінің ерігіштігі 18^оС-та 1,7^.10^-4 моль/л-ге тең. Берілген температурада Mg(OH)₂ ерігіштік көбейтіндісін табыңыз.

4. 1 г. HgS толық еру үшін судың қандай көлемі қажет (K_s=1,6^.10^-52)?

5. Егер 1 литр AgCl қаныққан ерітіндісіне (K_s=1^.10^-10) 0,0001 моль NaCl қосса ерітіндідегі иондардың концентрациясы қалай өзгереді?

6. Барий иондарының улылығы 4 мг/л-ден жоғары концентрацияда айқындалады. Асқазан-ішек жолдарын зерттеуде барий сульфатын рентгенконтрастты құрал ретінде қолдануға болатынын дәлелдеңіз (K_s=1,0^.10^-10). Осы мақсатта барий гидроксидін қолдануға болады ма (K_s=5,0^.10^-3)?

7. Йод препараттарын қолданған кезде иодид-иондар көз жасы бездерімен бірге бөлінеді. Жедел коньюктивитті емдеу үшін күміс нитратының 2%-дық ерітіндісі қолданылады (ρ= 1г/мл). Иодид-иондардың қандай концентрациясында күміс иодидінің кристалдары түзілу қаупі бар екенін (күйдіру әсері) анықтаңыз.

8. Co²⁺ ионы қай лигандамен (NH₃ немесе SCN^-) берігірек комплексті ион түзеді? Комплексті иондардың формулаларын, диссоциациялану теңдеулерін және тұрақсыздық константасы үшін өрнегін жазыңыз.

9. Медициналық және аналитикалық тәжірибеде ЭДТА (этилендиаминтетраацетат) лигандасы және оның тұзы -трилон Б (Na₂H₂T) қолданылады. Берілген катиондардың қайсысымен ол әлсіз комплекс түзеді: Со³⁺ (К_н=3∙10^-41), Мg²⁺ (К_н=8∙10^-10), Fе ²⁺ (К_н=6∙10^-15), Fе³⁺ (К_н= 6∙10^-25)? Комплекстерді олардың беріктігінің төмендеуіне қарай орналастырыңыз.

10*. Темірдің Fe²⁺ комплексті қосылыстарының қайсысы – глицинмен немесе гистидинмен биолиганда ретінде берігірек болып табылады? Комплексті қосылыстардың тұрақсыздық константасы сәйкес 1,58^.10^-8 және 5,0^.10^-10-ге тең. 0,01М натрий гидроксидінің қатысында темір гидроксиді (II) тұнбаға түседі ме, егер K_S Fe(OH)₂ үшін 8^.10^-16-ны құраса?

11*. Не себепті күміс хлориді аммиак ерітіндісінде еритіндігін, ал күміс аммиакатын калий иодидінің көмегімен бұзуға болатынын түсіндіріңіз. Күміс хлориді мен иодидінің ерігіштік константалары сәйкес 1,78^.10^-10 және 8,3^.10^-17-ге тең.

 

ОСЫМША

 

Лабораториялық жұмыс «Электролиттердің сулы ерітінділеріндегі тепе-теңдік»

1-ші тәжірибе. «Ерігіштігі төмен электролиттің ерігіштігіне аттас ионның әсерін зерттеу»

Сынауыққа 2-3 тамшы қорғасын нитраты ерітіндісін (С=0,2 моль/л) тамызады, сонан соң натрий хлориді ерітіндісін (С=0,2 моль/л) тұнба түзілгенше тамшылатады. Сынауыққа дистилденген суды тұнба ерігенше қосады, сонан соң бірнеше тамшы натрий хлоридінің қаныққан ерітіндісін қосады.

Сынауықта жүрген өзгерістерді сипаттап және түсіндіріп беріңіз. Реакция теңдеуін жазыңыз.

2-ші тәжірибе. «Тұнба түзілу кезегінің ерігіштік константасына тәуелділігін зерттеу»

Сынауыққа натрий сульфаты мен натрий хроматыны 10 тамшыдан тамызады. Араластырғаннан соң қорғасын нитратының ерітіндісін тамшылатып қосады. Сынауықта жүрген өзгерістерді байқайды.

Сынауықта жүрген өзгерістерді сипаттап және түсіндіріп беріңіз. Реакция теңдеулерін жазыңыз.

3-ші тәжірибе. «d- және р-металдардың гидроксокомплекстерінің түзілуі»

Ерімейтін металл гидроксидтерін алу: үш сынауыққа 1 мл-ден алюминий, мырыш және хром (III) тұздарын құяды. Әр сынауыққа тамшылата отырып сілтінің сұйылтылған ерітіндісін тұнба айқын пайда болғанша қосады. Түзілген тұнбалардың түсін анықтайды. Сонан соң әр сынауыққа сілтінің артық мөлшерін қосады. Өзгерістерді байқайды. Реакция теңдеулерін толық және қысқартылған ион түрінде жазады. Түзілген комплексті қосылыстарды атайды.

4-ші тәжірибе. «d- и р-металдардың аминокомплекстерінің түзілуі»

Үш сынауыққа 1 мл-ден мыс (II), мырыш және кобальт тұздарының ерітінділерін құяды. Әр сынауыққа тұнба түзілгенше аммиак ерітіндісін қосады. Түзілген тұнбалардың түсін анықтайды. Сонан соң әр сынауыққа тұнба ерігенше аммиак ерітіндісінің артық мөлшерін қосады. Өзгерістерді байқайды. Реакция теңдеулерін толық және қысқартылған ион түрінде жазады. Түзілген комплексті қосылыстарды атайды.

 

 

№5 Тәжірибелік сабақ

 

ТАҚЫРЫБЫ: Күшті және әлсіз электролиттердің сулы ерітінділерінің рН-н есептеу. Ағзадағы буферлік жүйелер: құрамы, әсер ету механизмі. Ацидоз. Алколоз.

Ерітінді рН-н колориметрлік әдіс арқылы тәжірибелік жолмен анықтау. Ерітінділердің буферлік сиымдылығын анықтау

 

МАҚСАТТАРЫ:

· ағзадағы протолиттік тепе-теңдіктер және процестерді сипаттайтын түсініктерді қалыптастыру;

· әр түрлі ерітінділердің сутектік көрсеткішін есептеуді және оны тәжірибелік жолмен колориметрлік әдіспен анықтауды үйрету;

· рН-ы әр түрлі буферлік ерітінділерді дайындау үшін есептей білудің және ерітінділердің қышқыл мен негіз бойынша буферлік сыйымдылығын анықтай білудің дағдыларын қалыптастыру;

· ағзаның буферлік жүйелері және олардың қышқылдық-негіздік гомеостазды бір деңгейде ұстап тұруда атқаратын рөлі жайлы түсініктер қалыптастыру;

· адам денсаулығының бір факторы ретінде - ағзадағы қышқылдық-негіздік гомеостазды бір деңгейде ұстап тұру механизмін қарастыру арқылы студенттерде химияны зерттеу мотивациясын дамыта білу.

оқыту міндеттері:

· студент қышқылдар, негіздер ерітінділерінің және буферлік ерітінділердің сутектік көрсеткішін рН есептей алады;

· студент буферлік жүйелер және олардың жіктелуін, сонымен қатар ағзадағы буферлік жүйелердің мысалында буферлік әсер ету механизмінің мәнін түсіндіре алады;;

· студент буферлік ерітіндінің рН-н колориметрлік әдіспен іс жүзінде анықтауды көрнекілікті көрсете біледі және құрамы белгілі буферлік ерітіндінің рН-ң мәнін есептей алады;

· студент ерітіндінің буферлік сыйымдылығын қышқыл мен негіз бойынша есептей алады және іс жүзінде анықтай алады;

· студент қышқылдық-негіздік гомеостаздың мәнін және оны ағзада бір деңгейде ұстап тұру механизмін түсіндіре алады, ацидоз мен алкалоз күйлерін адам ағзасындағы патологиялық ауытқулар ретінде сипаттай алады;

· студент есептеу үшін қажетті мәндерді табу үшін анықтамалық әдебиеттерді дұрыс қолдана біледі және есептерді шығару нәтижелерін талдауға атсалысады

тақырыптың негізгі сұрақтары:

1. Судың иондық көбейтіндісі. Сутектік көрсеткіш рН – орта қышқылдығының сипаттамасы ретінде. Күшті және әлсіз электролиттердің сулы ерітінділерінің рН-н есептеу.

2. Буферлік ерітінділердің рН-н есептеу (Гендерсон-Гассельбах теңдеуі). Буферлік әсер ету механизмі.

3. Ерітіндінің қышқыл мен негіз бойынша буферлік сыйымдылығы.

4. Қандағы буферлік жүйелер, олардың ағзаның қалыпты тіршілігін қамтамасыз етудегі биологиялық ролі. Ацидоз. Алкалоз. Буферлік сыйымдылық.

ОҚЫТУ әдістері:

Үйлескен түрде:

- пікірлесу

- семинар

- есептер шығару және жаттығулар орындау

- шағын топтарда жұмыс жасау (лабораториялық жұмыс жасау және оның нәтижелерін талдау);

- ауызша немесе жазбаша сауалнама

 

ӘДЕБИЕТ:

Негізгі:

1. Сейтембетов, Т.С. Химия [Мәтін]: Оқулық / Т.С. Сейтембетов.- Алматы: Эверо, 2010.- б.32-52

2. В.А. Попков, С.А. Пузаков. Жалпы химия [Мәтін]: Оқулық / Қазақ тіліне аударған С.Н.Ділмағамбетов. Жауапты редакторы Ж.Ж.Ғұмарова.- Москва: ГЭОТАР-МЕДИА, 2014.- б. 575-611.

3. Л.Г. Веренцова ж.б. Бейорганикалық, коллоидты және физикалық химия [Мәтін]: / Л.Г. Веренцова, Е.В., Нечепуренко, А.А. Батырбаева, Э.К. Карлова. - Оқу құрал. - Алматы: Эверо, 2009.- б. 67-88.

Қосымша:

1. Есімжан А.Е. Жалпы химия практикум [Мәтін]: Оқулық.- Алматы, 2004.- 296 б.

2. А.С. Қожамжарова и др. Бейораникалық химия практикумы [Мәтін]: Оқу-әдістемелік құрал / КазНМУ им.Асфендиярова.- Алматы: Эверо, 2013.- 280 б.

3. Л.Г. Веренцова, Е.В. ж.б. Бейорганикалық, коллоидты және физикалық химия [Мәтін]: Бақылау тестері / Л.Г. Веренцова, Е.В., Нечепуренко, А.А. Батырбаева, Э.К. Карлова. - Алматы: Эверо, 2009.- 212 б.

4. Равич-Щербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия. -М., 2001.-254б.

Көмекші:

1. Бірімжанов Б.А. Жалпы химия. -А., 2001.-744б.Қоканбаев Ә.Қ. Физикалық химияның қысқаша курсы. –А.: Білім, 1996.-224б.

2. Ленский А.С. Введение в бионеорганическую и биофизическую химию. -М.: ВШ, 1989.-256б.

Ағылшын тілінде:

1. Morris Hein, Scott Pattison, Susan Arena. Introduction to General, Organic, and Biochemistry [Text]: Book / 10th Edition.-USA: John Wiley&Sons, Inc, 2012.-1091 p.

БАҚЫЛАУ:

Бағаланатын құзыреттіліктер:

- білім

- тәжірибелік дағдылар

Бақылау әдістері:

- тест тапсырмаларын және бақылау карталарын орындау

- ситуациялық есептер шығару немесе жаттығулар орындау

Бақылау сұрақтары:

1. Ионное произведение воды. Водородный показатель среды.

Ionic product of water. pH scale.

2. Бренстед - Лоуридің протолиттік теориясы. Бренстед - Лоури теориясы бойынша қышқылға және негізге анықтама беріңіз. Амфолиттер дегеніміз не? Бренстед бойынша бейорганикалық және органикалық қышқылдар мен негіздерге мысал келтіріңіз.

5. Адам ағзасындағы түрлі сұйықтықтардың қалыпты жағдайдағы және патология кезіндегі рН-ң мәні. Ағзада қышқылдық-негіздік гомеостазды қалпында ұстап тұрудың қажеттілігі.

3. Электролиттің диссоциациялану дәрежесі және константасы дегеніміз не? Олар өзара қалай байланысқан? Не себепті бұл түсініктер күшті электролиттерге қолданылмайды? Оствальдтың сұйылту заңы.

4. Күшті және әлсіз қышқыл ерітінділерінде сутек иондарының концентрациясын қалай есептейді? Күшті және әлсіз негіз ерітінділерінде гидроксил иондарының концентрациясын қалай есептейді?

5. Буферлік жүйе дегеніміз не? Қышқылдық және негіздік буферлік жүйеге анықтама беріңіз, мысал келтіріңіз, құрамын көрсетіңіз.

6. Қанның буферлік жүйелерін атаңыз. Олардың ағза үшін маңызы неде? Қанның буферлік жүйелерінің қуатын салыстырмалы түрде сипаттаңыз.

7. Буферлік ерітінділердің әсер ету механизмі. Буферлік әсер ету механизмін ацетатты және аммиакатты буферлік жүйелер мысалында түсіндіріңіз.

8. Сутек иондарының концентрациясын, буферлік ерітінділердің рН-н және рОН-н есептеу (Гендерсон- Гассельбах теңдеуі).

9. Буферлік ерітіндінің буферлік сиымдылығын қышқыл және негіз бойынша анықтау.

10. Гидрокарбонатты, гемоглобинді, нәруызды және фосфатты буферлік жүйелердің әсер ету механизмін талдаңыз. Адам ағзасындағы тіршілік процестерінің қалыпты жағдайын қамтамасыз етудегі олардың биологиялық ролі.

11. Ацидоз дегеніміз не? Метаболиттік және респираторлық ацидоздың пайда болу себептері. Алкалоз дегеніміз не?. Алкалоздың пайда болу себептері?

 

Есептер мен жаттығулар (оқытушының таңдауы бойынша беріледі):

1. H⁺ иондарының концентрациясын есептеңіз, егер OH^- иондарының концентрациясы (моль/л): а) 4∙10^-10; б) 5∙10^-6; в) 3,2∙10^-7-ге тең болса.

2. Асқазан сөлінің рН-н есептеңіз, егер оның активті қышқылдығы 0,04 моль/л-ге тең болса.

3. Протон концентрациясының өзгеру диапазоны 1^.10^-7 ÷ 1,6^.10^-8 моль/л аралығында болғанда тіршілікке үйлесімді күй болып табылады. Осы күйге сәйкес рН мәнінің шегін анықтаңыз.

4. 10 л ерітіндіде 3,7 г кальций гидроксиді бар деп есептеп, ерітінді рН-н табыңыз.

5*. Көлемі 100 мл 0,1 М натрий гидроксидін 10 литрге дейін су қосу арқылы сұйылтқан. Алынған ерітіндінің рН-ы нешеге тең?

6. Сыртқы антисептикалық құрал ретінде бор қышқылының сулы ерітіндісі қолданылады. 2л ерітіндіде 12,4 г қышқыл бар деп есептеп, бор қышқылының иондану дәрежесін бірінші саты бойынша есептеңіз. (К_а = 5,8∙10^-10).

7. Құмырсқа қышқылы ерітіндісінің молярлық концентрациясын табыңыз, егер берілген ерітіндіде оның диссоциациялану дәрежесі 0,05-ке, ал диссоциациялану константасы K_а = 2,1^.10^-4-ге тең болса.

8. 3,6 мл аммоний хлоридінің 0,2н ерітіндісі мен 2,3 мл аммоний гидроксидінің 0,1н ерітіндісінен тұратын буферлік ерітіндінің рН-н есептеңіз. (K_b=1,79·10^-5).

9. рН-ы 6,73-ке тең буферлік ерітінді дайындау үшін натрий гидрофосфаты және натрий дигидрофосфатының 0,1 М ерітінділерін қандай қатынаста араластыру керек?

10. рН-ң мәнін 7,36–дан 7,00–ге дейін өзгерту үшін 100 мл қанға 18 мл хлорсутек қышқылының 0,1 н ерітіндісін қосу керек. Қанның буферлік сиымдылығын қышқыл бойынша есептелік.

11*. 10 мл 0,1М натрий формиаты ерітіндісіне 5 мл 0,05М хлорсутек қышқылын қосқанда алынған ерітіндінің буферлік әсері болады ма? Жауабыңызды есептеулермен дәлелдеңіз.

 

ОСЫМША

Лабораториялық жұмыс «БУФЕРЛІК ЕРІТІНДІНІҢ рН-ЫН КОЛОРИМЕТРЛІК ӘДІСПЕН АНЫҚТАУ»

Жұмыстың мақсаты: рН мәні әртүрлі буферлік ерітінділер дайындап үйрену; колориметрлік әдіспен бақылау ерітіндісінің рН-ын тәжірибелік жолмен анықтау.

Жұмыстың маңызы:

Колориметрлік әдіспен ерітіндінің рН-ын анықтау зерттелетін ерітіндідегі индикатор бояуын сол индикатор қосылған бірнеше стандарт ерітінділерінің бояуымен көзбен шолып салыстыруға негізделген.

Стандарт ретінде әртүрлі сандық қатынастағы қышқылдар мен тұздардан буферлік қоспалар дайындайды, Гендерсон-Гассальбах теңдеуі бойынша әрбір қоспа үшін рН мәнін есептейді.

Жұмыстың орындалу барысы: Оқытушыдан бақылау ерітіндісі бар сынауық алыңыз. Зерттелетін ерітіндінің 1 тамшысын шыны таяқшамен әмбебап индикатор қағазының жолағына тамызыңыз. Индикатор қағазының бояуын стандартты рН шкаласымен салыстырыңыз.

Стандартты ерітінді ретінде дайындайтын буфер типін анықтаңыз. Төменде кестеде көрсетілген қышқылдар мен тұздардың көлемдік қатынастары үшін рН мәні ацетат буферлік қоспасында 4-тен 6-ға дейін, ал фосфат буферлік қоспасында 6-дан 8-ге дейін өзгеретінін ескеріңіз.

Егер зерттелетін ерітіндінің рН-ы шамамен 7-ге тең болса, онда қышқыл (NaH₂PO₄) және тұз (Na₂НРO₄) ерітінділерінің кестеде көрсетілген қатынастарын араластырып, бірнеше стандартты фосфат буферлік ерітінділерін дайындаңыз.

Егер зерттелетін ерітіндінің рН-ы шамамен 5-ке тең болса, онда қышқыл (СН₃СООН) және тұз (СН₃СООNa) ерітінділерінің кестеде көрсетілген қатынастарын араластырып, бірнеше стандартты ацетат буферлік ерітінділерін дайындаңыз.

5 буферлік қоспаны дайындап, рН мәндерін есептегеннен кейін, осы бес стандартты ерітіндісі бар сынауықтардың әрқайсысына 1-2 тамшы индикатор қосады (ацетат буферлік ерітіндісі үшін – метил қызылы, ал фосфат буферлік ерітіндісі үшін – бромтимол көгі).

Дәл сол индикаторды бақылау ерітіндісіне де қосыңыз. Бақылау ерітіндісі мен стандарттың бояуының сәйкес келуі, осы екі ерітіндінің де рН мәндерінің бірдей екенін көрсетеді.

Жұмыс нәтижелерін өңдеу:

Бақылау ерітіндісі мен стандарт ретінде таңдалған буферлік ерітіндісінің рН мәнін көрсетіңіз. Буферлік әсер ету механизмін көрсететін реакция теңдеуін жазыңыз.

Компоненттердің әртүрлі қатынастарындағы стандартты буферлік ерітінділердің [Н⁺] және рН мәндерін келесі формула бойынша есептейді:

және ,

мұндағы
Са (Сs) -	қышқыл (тұз) ерітіндісінің концентрациясы;
Va (Vs) -	қышқыл (тұз) ерітіндісінің көлемі;
Ка -	қышқылдың иондану константасы

Алынған мәліметтерді кестеге толтырыңыз.

Сынауық №	Көлем, мл	Буферлік қоспа
Қышқыл	Тұз	Ацетат буфері 0,1М СН3СООН 0,1М СН3СООNa Ка=1,8×10-5	Фосфат буфері 0,1М NaH2PO4 0,1М Na2НРO4 Ка=1,6×10-7
[Н+]	рН	[Н+]	рН
	0,5	4,5
	1,0	4,0
	1,5	3,5
	2,5	2,5
	4,0	1,0

Қорытынды: Бақылау ерітіндісінің рН мәнін көрсетіңіз.

Лабораториялық жұмыс «ЕРІТІНДІНІҢ БУФЕРЛІК СЫЙЫМДЫЛЫҒЫН АНЫҚТАУ»

Жұмыстың мақсаты: Ерітіндінің буферлік сыйымдылығын қышқыл және негіз бойынша тәжірибемен анықтау.

Жұмыстың орындалу тәртібі: Бірінші және екінші колбаларға көлемдері бірдей компоненттерінің қатынасы 1:1 болатын 10 мл-ден екі ацетат буферлік ерітіндісін дайындайды (зерттелетін ерітінділер). Қышқыл және тұз ерітінділерінің концентрациялары 0,1 моль/л.

Үшінші және төртінші колбаларға натрий ацетаты мен сірке қышқылы ерітінділерін 1:9 қатынаста (3 колба үшін), 9:1 қатынаста (4 колба үшін) араластырады (куәгер ерітінділері).

Қышқыл бойынша буферлік сыйымдылықты анықтау. 1 және 3 колбаларға 5 тамшы метил қызыл сарысы ерітіндісін тамызады, ерітіндіні араластырады. 1 колбадағы зерттелетін ерітіндіні 3 колбадағы куәгер ерітіндісінің бояуымен бірдей бояу алынғанша 0,1М хлорсутек қышқылы ерітіндісімен титрлейді. Титрлеу нәтижелерін кестеге жазады.

Негіз бойынша буферлік сыйымдылықты анықтау. 2 және 4 колбаларға 5 тамшы метил қызылы ерітіндісін тамызады, ерітіндіні араластырады. 2 колбадағы зерттелетін ерітіндіні 4 колбадағы куәгер ерітіндісінің бояуымен бірдей бояу алынғанша 0,1М натрий гидроксиді ерітіндісімен титрлейді. Титрлеу нәтижелерін кестеге жазады.

Жұмыс нәтижелерін өңдеу:

Колба	Ерітінді		Титрлеуге дейінгі рН мәні	Титрант көлемі, мл	Титрлеуден кейінгі рН мәні	В, моль/л
Қышқыл бойынша (индикатор – метил қызыл сарысы)
	Зерттелетін	1:1
	Куәгер	1:9		-		-
Негіз бойынша (индикатор – метил қызылы)
	Зерттелетін	1:1
	Куәгер	9:1		-		-

Титрлеуге дейін ерітіндінің рН-ын Гендерсон-Гассальбах теңдеуі бойынша есептейді. Қышқыл бойынша буферлік сыйымдылықты (В_а, моль/л) келесі формула бойынша есептейді:

.

Негіз бойынша буферлік сыйымдылықты (В_b, моль/л) келесі формула бойынша есептейді:

,

 

мұндағы
С(HCl) -	хлорсутек қышқылы ерітіндісінің молярлық концентрациясы, моль/л;
С(NaOH) -	натрий гидроксиді ерітіндісінің молярлық концентрациясы, моль/л;
V(HCl) -	титрлеуге кеткен хлорсутек қышқылы ерітіндісінің көлемі, мл;
V(NaOH) -	титрлеуге кеткен натрий гидроксиді ерітіндісінің көлемі, мл;
Vб -	буферлік ерітіндінің көлемі, мл;
ΔрН -	рН(зерттелетін ерітінді) – рН(куәгер ерітіндісі).

 

Қорытынды: Қышқыл және негіз бойынша анықталған зерттелетін ерітіндінің буферлік сыйымдылығының мәнін көрсетіңіз.

 

 

№6 Тәжірибелік сабақ

Тақырыбы: Тотығу-тотықсыздану процестері. Асқазан сөлін потенциометрлік титрлеу

Мақсаттары:

· Тотығу-тотықсыздану жүйелері жайлы, гальваникалық элементтердің құрылысы мен жұмыс істеу принципі туралы түсініктерді қалыптастыру;

· әр түрлі электродтардың электродты потенциалын есептей білуді және гальваникалық элементтердің ЭҚК-н анықтай білуді үйрету;

· ағзадағы патологиялық өзгерістердің мәнін түсінуге мүмкіндік беретін рН пен басқа физикалық-химиялық параметрлерді анықтау үшін қолданылатын электрохимиялық әдістерді қарастыру арқылы студенттерде химияны зерттеу мотивациясын дамыта білу;

· ақпаратпен өздігінен жұмыс істеу дағдыларын жетілдіру.

ОҚыту міндеттері:

· студент жүйенің тотығу немесе тотықсыздану қабілеттерін салыстыру дағдыларына ие болады; тотығу-тотықсыздану реакцияларының мүмкін болатын бағытын анықтай алады;

· студент I және II текті, тотығу-тотықсыздану электродты потенциалдардың құрылысын және есептеу жолын түсіндіре алады;

· биологиялық сұйықтықтардың рН-н анықтауда потенциометрлік титрлеуді пайдалану дағдыларын игереді;

· студент ерітіндідегі сутек иондарының концентрациясын есептеу үшін интегралды және дифференциалды қисықтарды тұрғыза алады;

· электродты потенциалдарды есептеу үшін Нернст және Нернст-Петерс теңдеулерін қолдана біледі;

· студент электрохимиялық жүйелердің ЭҰК-н есептеу дағдыларын меңгереді.

Тақырыптың негізгі сұрақтары:

1. Электродтардың жіктелуі: I және II текті электродтар, редокс-электродтар, ионселективті электродтар. Анықтауыш және салыстырушы электродтары. Хлоркүміс электроды – медициналық-биологиялық зерттеулерде қолданылатын салыстырушы электрод.

2. Диффузиялық және мембраналық потенциалдар: пайда болу механизмі, биологиялық рөлі.

3. Гальваникалық элемент. Гальваникалық элементтің электр қозғаушы күші.

4. Потенциометрлік титрлеу. Медициналық-биологиялық зерттеулерде қолданылуы.

Оқыту әдістері:

Үйлескен түрде:

- пікірлесу;

- семинар

- есептер шығару және жаттығулар орындау;

- шағын топтарда жұмыс жасау (лабораториялық жұмыс жасау және оның нәтижелерін талдау);

- ауызша немесе жазбаша сауалнама

ӘДЕБИЕТ:

Негізгі:

1. Сейтембетов, Т.С. Химия [Мәтін]: Оқулық / Т.С. Сейтембетов.- Алматы: Эверо, 2010.- б.64-76.

2. В.А. Попков, С.А. Пузаков. Жалпы химия [Мәтін]: Оқулық / Қазақ тіліне аударған С.Н.Ділмағамбетов. Жауапты редакторы Ж.Ж.Ғұмарова.- Москва: ГЭОТАР-МЕДИА, 2014.- б. 687-716.

3. Л.Г. Веренцова ж.б. Бейорганикалық, коллоидты және физикалық химия [Мәтін]: / Л.Г. Веренцова, Е.В., Нечепуренко, А.А. Батырбаева, Э.К. Карлова. - Оқу құрал. - Алматы: Эверо, 2009.- б. 130-146.

Қосымша:

1. Есімжан А.Е. Жалпы химия практикум [Мәтін]: Оқулық.- Алматы, 2004.- 296 б.

2. А.С. Қожамжарова и др. Бейораникалық химия практикумы [Мәтін]: Оқу-әдістемелік құрал / КазНМУ им.Асфендиярова.- Алматы: Эверо, 2013.- 280 б.

3. Л.Г. Веренцова, Е.В. ж.б. Бейорганикалық, коллоидты және физикалық химия [Мәтін]: Бақылау тестері / Л.Г. Веренцова, Е.В., Нечепуренко, А.А. Батырбаева, Э.К. Карлова. - Алматы: Эверо, 2009.- 212 б.

4. Равич-Щербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия. -М., 2001.-254б.

Көмекші:

1. Бірімжанов Б.А. Жалпы химия. -А., 2001.-744б.Қоканбаев Ә.Қ. Физикалық химияның қысқаша курсы. –А.: Білім, 1996.-224б.

2. Ленский А.С. Введение в бионеорганическую и биофизическую химию. -М.: ВШ, 1989.-256б.

Ағылшын тілінде:

1. Morris Hein, Scott Pattison, Susan Arena. Introduction to General, Organic, and Biochemistry [Text]: Book / 10th Edition.-USA: John Wiley&Sons, Inc, 2012.-1091 p.

БАҚЫЛАУ:

Бағаланатын құзыреттіліктер:

- білім

- тәжірибелік дағдылар

Бақылау әдістері:

- тест тапсырмаларын және бақылау карталарын орындау

- ситуациялық есептер шығару немесе жаттығулар орындау

Бақылау сұрақтары:

1. Электрод. Электродты потенциал. Тотығу-тотықсыздану электродты потенциалы. Нернст теңдеуі. Электрод. Электродный потенциал. Окислительно-восстановительный электродный потенциал. Уравнение Нернста.

Electrode. Electrode potential. Redox electrode potentials. Nernst equation.

2. Бірінші және екінші текті электродтар: құрылысы, потенциалын есептеу теңдеулері, мысалдар.

3. Сутек электроды. Стандартты сутек электроды.

4. Тотығу-тотықсыздану электродтары: құрылысы, потенциалын есептеу теңдеулері, мысалдар.

5. Заттың тотығу және тотықсыздану қабілетінің көрсеткіші болып табылады? Олардың тотығу-тотықсыздану қабілетін қалай салыстыруға болады?

6. Заттың тотығу-тотықсыздану қасиетіне әсер ететін факторлар. Перманганат-ионның тотықтырғыш қасиетіне рН-ң әсерін сипаттаңыз.

7. Гальваникалық элементтер. Гальваникалық элементтерде жүретін реакциялар, ЭҚК-н есептеу. Якоби - Даниэль элементі

8. Потенциометрлік титрлеу. Биологиялық сұйықтықтардың рН-н анықтауда анықтаушы және салыстырушы электродтар ретінде қолданылатын шыны және хлоркүміс электродтары.

9. Ағзадағы биохимиялық процестердің мысалында тотығу-тотықсыздану процестерінің жүру бағытын анықтау. Тотығу-тотықсыздану процестерінің биологиялық мәні неде?

10. Биохимиялық тотығу-тотықсыздану процестерінің басым көпшілігі қандай жағдайларда жүреді? Ағзада жүретін ТТР-ды қарастырғанда неліктен стандартты электродтық потенциалдың орнына «мидпойнт» потенциалы деген ұғымды пайдаланады?

11. Тотықтырғыштардың бактерицидті құрал ретінде қолданылуы неге негізделген?

Есептер мен жаттығулар (оқытушының таңдауы бойынша беріледі):

1. Кадмий (II) иондарының активтілігі 0,02 моль/л-ді құрайтын кадмий нитраты (II) ерітіндісіндегі кадмийдің электродты потенциалын есептеңіз (φ^о_Cd2+/Cd = -0.40 В).

2. Күміс нитраты ерітіндісін 10 есе сұйылтқанда күміс электродының потенциалы қалай өзгереді?

3. Темір және никель электродтарынан тұратын гальваникалық элементтің стандарты электрқозғаушы күшін есептеңіз, егер жүйенің стандартты электродты потенциалдары сәйкес -0,44 В және -0,23 В-тең болса.

4. Метгемоглобинде Fe³⁺, гемоглобинде – Fe²⁺ бар. Метгемоглобиннің массалық үлесі (жалпы гемоглобин бойынша %-бен алғанда) жас қосқан сайын келесідегідей өзгереді: жаңа туған сәбилерде 6,22%, 1-3 айлық сәбилерде 2,21%, 1-3 жасар балаларда 1,13%, 7-14 жасар балаларда 1,08%. Бұл кезде метгемоглобин/гемоглобин жүйесінде редокс потенциал қалай өгеретінін есептеңіз. φ^о’(Hb-Fe³⁺/ Hb-Fe²⁺) = 0,17 В; Т=310 К?

5. 298 К температурада «цитохром Fe³⁺ + ē ↔ цитохром Fe²⁺» биологиялық редокс жүйесіндегі тотыққан және тотықсызданған түрлердің концентрацияларының қатынасын есептеңіз. Берілген жүйенің редокс потенциалы 0,058 В (φ⁰ = 0,04В).

6. Тотығу-тотықсыздану жүйесі берілген: СН₃С(О)Н + 2H⁺ + 2ē → СН₃СН₂ОН. Адам ағзасының жағдайларында альдегидтің концентрациясы 10^-5 моль/л және спирттің концентрациясы 10^-2 моль/л-ге тең деп алып осы тотығу-тотықсыздану жүйесінің потнециалын есептеңіз. Жүйе үшін қалыпты электродты потенциал СН₃С(О)Н, 2H⁺/СН₃СН₂ОН 0,216 В құрайды.

7*. Гальваникалық элемент асқазан сөліне батырылған сутек электроды мен калий хлоридінің қаныққан ерітіндісіне батырылған каломельді электродтан тұрады. Температурада элемент ЭҚК 0,330 В, ал каломельді электрод потенциалы 0,248 В-ке тең деп алып, асқазан сөлінің сутек иондарының концентрациясы мен рН-н табыңыз.

8. Келесі реакциялардың өздігінен жүру мүмкіндігін анықтаңыз:

а) Cu²⁺ + H₂ → Cu + 2H⁺; б) 2Fe³⁺ + H₂ → 2Fe²⁺ + 2H⁺. Қарастырылап отырған редокс жүйелердің стандартты потенциалдары: φ^о_Cu2+/Cu=+0.337 В; φ^о_Fe3+/Fe2+=+0.0.771 В; φ^о_2H+/H2=0.000 В-ке тең.

ОСЫМША