Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Кафедра общей химии с курсом стоматологического материаловеденияСтр 1 из 6Следующая ⇒
Московская Медицинская Академия им. И.М.Сеченова Стоматологический факультет Кафедра общей химии с курсом стоматологического материаловедения
РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ
ПО КУРСУ ОБЩЕЙ И БИООРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
СТУДЕНТА __________ ГРУППЫ
СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА
__________________________________________________
__________________________________________________
200___ – 200___ учебный год
Настоящая лабораторная тетрадь по курсу общей и биоорганической химии предназначена для самостоятельной работы студентов стоматологического факультета, выполняющих практические и теоретические задания на лабораторных занятиях. Темы занятий включают лабораторные работы, выполнение и оформление которых студенты проводят самостоятельно. Это дает возможность студентам закрепить пройденный материал и подготовится к беседе с преподавателем, который должен оценить правильность полученных результатов и выводов. Данная лабораторная тетрадь соответствует учебному плану и программе по дисциплине «Общая и биоорганическая химия» для специальности 040400 «Стоматология», утвержденной Департаментом образовательных программ и стандартов профессионального образования Министерства образования Российской Федерации, и составляет единый учебно-методический комплекс с учебным пособием «Практикум по общей и биоорганической химии» под ред. В.А.Попкова. – М.: «Академия», 2005.
©ММА им. И.М. Сеченова
©И.Н.Аверцева, О.В.Нестерова, В.Ю.Решетняк
Под редакцией академика РАО В.А. Попкова
Москва, 2013 Аттестационный лист студента
Ф.И.О.________________________ Группа _______________ Преподаватель _______________________________
ЭКЗАМЕН
ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА РАБОТЫ В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ И ТЕХНИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
Правила поведения в химической лаборатории и технику безопасности: ü к эксперименту приступают только после ознакомления со всеми его этапами; ü на лабораторном столе должны находиться только необходимые для эксперимента приборы, оборудование лабораторный журнал; ü в лаборатории работают только в халате; ü нельзя брать руками вещества и пробовать их на вкус; ü опыты с ядовитыми и летучими веществами, концентрированными растворами кислот и щелочей проводят под тягой; ü при приливании реактивов нельзя наклоняться над отверстием сосуда во избежание попадания брызг на лицо и одежду; ü нельзя работать с легковоспламеняющимися жидкостями вблизи включенных электрических и нагревательных приборов; ü нельзя выливать в раковину остатки кислот, щелочей и огнеопасных веществ их следует сливать в специально предназначенные для этого склянки; ü для засасывания кислот и щелочей в пипетку пользуются резиновыми грушами; ü разбавляя концентрированные кислоты, осторожно вливают кислоту в воду, а не наоборот. При несоблюдении правил техники безопасности в лаборатории, бывают несчастные случаи, требующие первой неотложной помощи, для ее оказания в лаборатории должна быть аптечка. Основные правила скорой помощи следующие:
Прежде чем приступить к эксперименту, студенты должны изучить соответствующий раздел учебника, лекций, а также ознакомиться с описанием работы и ответить на вопросы для самоподготовки. С правилами поведения в химической лаборатории и техникой безопасности ознакомилась(ся)
_____________________________________________________________ Дата: Подпись: ______________ ______________ ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА РАБОТЫ В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ И ТЕХНИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
Правила поведения в химической лаборатории и технику безопасности: ü к эксперименту приступают только после ознакомления со всеми его этапами; ü на лабораторном столе должны находиться только необходимые для эксперимента приборы, оборудование лабораторный журнал; ü в лаборатории работают только в халате; ü нельзя брать руками вещества и пробовать их на вкус; ü опыты с ядовитыми и летучими веществами, концентрированными растворами кислот и щелочей проводят под тягой; ü при приливании реактивов нельзя наклоняться над отверстием сосуда во избежание попадания брызг на лицо и одежду; ü нельзя работать с легковоспламеняющимися жидкостями вблизи включенных электрических и нагревательных приборов; ü нельзя выливать в раковину остатки кислот, щелочей и огнеопасных веществ их следует сливать в специально предназначенные для этого склянки; ü для засасывания кислот и щелочей в пипетку пользуются резиновыми грушами; ü разбавляя концентрированные кислоты, осторожно вливают кислоту в воду, а не наоборот. При несоблюдении правил техники безопасности в лаборатории, бывают несчастные случаи, требующие первой неотложной помощи, для ее оказания в лаборатории должна быть аптечка. Основные правила скорой помощи следующие:
Прежде чем приступить к эксперименту, студенты должны изучить соответствующий раздел учебника, лекций, а также ознакомиться с описанием работы и ответить на вопросы для самоподготовки. С правилами поведения в химической лаборатории и техникой безопасности ознакомилась(ся)
_____________________________________________________________ Дата: Подпись: ______________ ______________ Занятие 1 Основы количественного анализа. Способы выражения концентрации раствора.
Основные способы выражения состава растворов
Массовая доля _______________________
Молярная концентрация ____________________
Массовая концентрация _____________________
Моляльная концентрация ____________________
Формулы перехода от одних способов выражения состава раствора к другим
Задания для самостоятельной работы 1) Рассчитайте молярную концентрацию раствора нитрата алюминия с массовой долей 16%, плотность раствора 1, 14 г/мл. 2) Рассчитайте, какой объем дихромата калия с массовой долей 12% (плотность 1, 086 г/мл) потребуется для приготовления 1, 5 л раствора с молярной концентрацией 0, 05 моль/л. 3) Раствор хлорида железа (П) с концентрацией 0, 1 моль/л объемом 250 мл смешали с раствором хлорида железа (Ш) с концентрацией 0, 5 моль/л объемом 200 мл. Вычислите молярные концентрации веществ в образовавшемся растворе. 4) Для проведения химической реакции требуется сульфат марганца массой 18 мг. Какой объем раствора с концентрацией 0, 2 моль/л содержит эту массу вещества?
Занятие 2 Основы количественного анализа. Кислотно – основное титрование.
Дата _________ Лабораторная работа № ______ Ход работы.
Экспериментальные данные. Концентрация титранта с(HCl) = ______________ моль/л Объем анализируемого раствора после разбавления V(NaOH) = __________ мл Аликвотная доля анализируемого раствора после разбавления Vа(NaOH) = _________ мл
Результаты титрования V(HCl), мл 1 _________________
2 _________________
3 _________________
4 _________________
Среднее значение V(HCl), мл _________________ Расчеты:
Вывод:
Задания для самостоятельной работы
1) Вычислите объем раствора азотной кислоты с концентрацией 0, 065 моль/л, необходимый для титрования раствора, содержащего 0, 1 г гидроксида калия.
2) Раствор муравьиной кислоты массой 2, 32 г разбавлен водой до 100 мл. На титрование 10 мл разбавленного раствора затрачено 7, 2 мл раствора гидроксида калия с концентрацией 0, 15 моль/л. Рассчитайте массовую долю муравьиной кислоты в исходном растворе.
Занятие 3. Ход работы. 1. Измеряют температуру исходных растворов. Мерным цилиндром переносят требуемый объем щелочи в колориметрический стакан и измеряют температуру раствора. Мерным цилиндром отмеривают такой же объем кислоты и измеряют температуру 2. Измеряют максимальную температуру после сливания растворов.
Экспериментальные данные.
Концентрации растворов _____ Объемы растворов _____ Плотности растворов________________ Масса калориметрического стакана Справочные величины Суд (р-ра) = 4, 184 Дж/г× К Суд (стекла) = 0, 753 Дж/г × К
Расчеты
Вывод:
Занятие 4. Химическая термодинамика. II начало термодинамики. Химическая кинетика. Дата _________ Лабораторная работа №________ Ход работы. 1. Готовят реакционную смесь: - 50 мл раствора иодида калия (цилиндром) - 5 мл раствора серной кислоты (мерной пробиркой) - 1 мл раствора тиосульфата натрия (из заполненной бюретки) - 5 капель крахмала - 5 мл раствора пероксида водорода (из заполненной бюретки) 2. Фиксируют время в момент появления синего окрашивания. Проводят 5 измерений времени. 3. Измеряют объем раствора тиосульфата натрия, необходимый для реакции со всем выделившимся иодом. Для этого в реакционную смесь добавляют насыщенный раствор молибдата аммония и титруют раствором тиосульфата натрия из бюретки до исчезновения синей окраски. Результат титрования (Vo) заносят в таблицу. 4. Измеряют температуру реакционной смеси (Т1) и заносят в таблицу.
Обработка результатов эксперимента. Для расчета константы скорости реакции (k) используют формулу , где Vt – объем раствора тиосульфата натрия, добавленный к моменту времени t. Константу скорости рассчитывают для всех проведенных измерений и вычисляют ее среднее значение (kср).
Экспериментальные данные
Расчеты
Вывод
Занятие 6 Химическая кинетика. Задания для самостоятельной работы 1) Константа скорости реакции: (СН3СО)2О + Н2О < => 2 СН3СООН при 15оС равна 0, 45 мин-1. Исходная концентрация уксусного ангидрида равна 0, 5 моль/л. Вычислите скорость реакции в момент, когда концентрация уксусной кислоты станет равной 0, 1 моль/л.
2) Рассчитайте период полупревращения реакции при 77оС, если энергия активации реакции равна 65кДж/моль, аконстанта скорости при 37оС равна 0, 25 ч-1.
3) Вычислите температурный коэффициент скорости реакции разложения трихлоруксусной кислоты в воде (20 – 40оС), энергия активации равна 155кДж/моль.
4) Во сколько раз возрастет скорость реакции разложения ацетондикарбоновой кислоты в растворе при 298К, если энергия активации реакции без катализатора равна 97кДж/моль, а в присутствии катализатора снижается на 40% (считать, что А=Const).
Занятие 7. Экспериментальные данные
Среднее значение констант скорости реакции при разных условиях
Обработка результатов эксперимента. Для расчета константы скорости реакции (k) используют формулу: , где Vt – объем раствора тиосульфата натрия, добавленный к моменту времени t. Константу скорости рассчитывают для всех проведенных измерений и вычисляют ее среднее значение (kср ). Энергию активации Еа реакции рассчитывают по формуле: где Т1- комнатная температура, К T2- температура после нагревания на водяной бане, К k1 и k2 – средние константы скорости при температурах Т1 и T2, соответственно, с-1. Температурный коэффициент скорости реакции рассчитывают по уравнению:
Расчеты
Вывод
Занятие 8. Защита модуля 1 Химическая термодинамика и химическая кинетика
Дата _________
Ф.И.О. _______________________ группа _______ Билет № ________
Занятие 9 Свойства растворов Дата _________ Лабораторная работа № ________ Экспериментальные данные
Справочные величины ___________________________________ Экспериментальные данные
Приблизительное значение рН _____________ Выбранный индикатор ____________________________ Светофильтр ___________________ Значения оптической плотности: Ах = ______________ Аmax = ________________
Сущность работы. Для расчета рН ацетатной буферной системы используют уравнение: Анализ приведенного уравнения позволяет сделать следующие выводы: рН буферных растворов зависит от константы диссоциации сопряженной кислоты, от соотношения концентраций (количеств веществ) компонентов кислотно-основной пары, практически не зависит от разбавления раствора водой. При введении в буферный раствор небольшого количества (X моль) сильной кислоты рН получившегося буферного раствора можно рассчитать следующим образом: где n – количество вещества компонента буфера, моль. При введении в буферный раствор небольшого количества (Y моль) сильного основания, рН буферного раствора можно рассчитать по формуле: Ход работы. Опыт 1. Приготовление буферных растворов с различным значением рН. 1. Готовят серию буферных растворов с разными соотношениями концентраций компонентов. Рассчитывают, какие объемы исходных растворов требуются для приготовления буферных растворов объемом по 10, 0 мл с соотношением концентраций соли (CH3COONa) и кислоты (CH3COOH): в пробирке №1-1: 9; в пробирке №2- 1: 1; в пробирке №3-9: 1. Точные объемы растворов уксусной кислоты и ацетата натрия отмеривают в пробирки из бюреток; содержимое пробирок тщательно перемешивают стеклянной палочкой. 2. Готовят серию буферных растворов с тем же соотношением концентраций соли и кислоты, но с меньшей суммарной концентрацией компонентов. Для этого пипеткой отбирают по 1, 0 мл приготовленных ранее растворов и к каждому добавляют по 8, 0 мл дистиллированной воды, после чего содержимое перемешивают. Таким образом, в пробирках №1 и №4, №2 и №5, №3 и №6 находятся растворы с одинаковыми соотношениями концентраций соли и кислоты, но растворы в пробирках №№4, 5 и 6 являются разбавленными по сравнению с растворами в пробирках №№1, 2 и 3. 3. Во все пробирки добавляют по 5 капель раствора лакмоида, после чего содержимое пробирок перемешивают. На белом фоне сравнивают окраску растворов между собой. 4. Рассчитывают рН приготовленных буферных растворов.
Экспериментальные данные
Справочные данные: рКа(CH3COOH/ CH3COO-) = ________________ Расчет рН
Вывод к опыту 1: Опыт 2. Влияние добавления небольших количеств сильных кислот и оснований на рН буферного раствора. 1. В пробирках №1 и №2 готовят по 10 мл буферного раствора с соотношением концентраций ацетата натрия и уксусной кислоты, равным 2: 3, для чего предварительно рассчитанные объемы растворов наливают из бюреток. В пробирки №3 и №4 отбирают с помощью пипетки по 10 мл физиологического раствора (0, 9% раствора хлорида натрия). Ко всем растворам добавляют по 5 капель раствора лакмоида и содержимое пробирок перемешивают. Наблюдаемую окраску записывают в таблицу. При необходимости окраску физиологических растворов выравнивают, добавляя в пробирки №3 и №4 по каплям разбавленную соляную кислоту с концентрацией 0, 01 моль/л. После каждой добавленной капли кислоты раствор перемешивают стеклянной палочкой. 2. В пробирки №1 и №3 добавляют по 5 капель раствора гидроксида натрия с концентрацией 0, 1 моль/л. В пробирки №2 и №4 добавляют по 5 капель соляной кислоты с концентрацией 0, 1 моль/л. Все растворы перемешивают и наблюдаемую окраску записывают в таблицу.
Экспериментальные данные
Вывод к опыту 2:
Занятие 13. Гетерогенные процессы.
Дата _________ Лабораторная работа Экспериментальные данные Таблица 1
Расчет ПС:
Опыт 2. 1. В три пробирки отмеривают по 1мл (точно, с помощью градуированной пипетки или из бюретки) раствора хлорида кальция. В пробирки №1 и №2 добавляют по 1 мл дистиллированной воды, в пробирку №3 добавляют 1 мл раствора цитрата натрия. После этого в пробирки №1 и №3 отмеривают по 1 мл раствора гидрофосфата натрия, а в пробирку №2 – 1 мл раствора дигидрофосфата натрия. Содержимое пробирок перемешивают с помощью стеклянной палочки. Наблюдения записывают в таблицу 1. 2. В пробирку №1 прибавляют по каплям соляную кислоту (с = 0, 1 моль/л), а в пробирку №2 – по каплям раствор гидроксида натрия (с = 0, 1 моль/л). Содержимое пробирок при необходимости перемешивают с помощью стеклянной палочки. Уравнения реакций:
Наблюдения записываю в таблицу 2. Экспериментальные данные Таблица 2
Расчет ПС:
Опыт 3. В пробирку вносят 3-4 капли раствора нитрата свинца (с=0, 2 моль/л), добавляют несколько капель раствора хлорида натрия (с=0, 2 моль/л) до образования осадка. К содержимому пробирки приливают 1-2 мл дистиллированной воды до растворения осадка, после чего прибавляют несколько капель насыщенного раствора хлорида натрия. Отмечают и объясняют изменения, происшедшие в пробирке.
Уравнения реакций:
Наблюдения:
Опыт 4. В пробирку вносят 10 капель растворов сульфата натрия и хромата натрия; после перемешивания к содержимому пробирки добавляют по каплям раствор нитрата свинца. Отмечают изменения, происходящие в пробирке. Последовательность выпадения осадков объясняют с помощью термодинамических данных.
Уравнения реакций:
Справочные данные: КS(PbSO4) = _______________ КS(PbCrO4) = ____________________
Наблюдения:
Выводы:
Занятие 14. Защита модуля 2 Свойства растворов
Дата _________
Ф.И.О. _______________________ группа _______ Билет № ________
Занятие 15 Экспериментальные данные.
c(NaOH) = ____________________
Обработка результатов эксперимента. По данным титрования рассчитывают равновесную концентрацию уксусной кислоты c(СH3COOH) в каждом фильтрате:
c(CH3COOH)= c(NaOH)V(NaOH)/V(CH3COOH),
где V(CH3COOH) – объем взятой для титрования пробы фильтрата (5 или 10 мл); c(NaOH) – молярная концентрация титранта; V(NaOH) – объем титранта, пошедший на титрование. Адсорбцию рассчитывают по формуле:
a= V (co– c) / m,
где c0 – исходная концентрация уксусной кислоты; ммоль/л; с – равновесная концентрация уксусной кислоты, ммоль/л; V – объем уксусной кислоты, взятой для адсорбции, л; m – масса адсорбента, г. Полученные данные записывают в таблицу. Строят график зависимости адсорбции от равновесной концентрации уксусной кислоты (изотерму адсорбции): а=f(c). Для нахождения констант в уравнении изотермы Фрейндлиха его преобразуют в линейное уравнение логарифмированием:
lg a=lgK+nlgc.
Для определения констант в уравнении Лэнгмюра его преобразуют в уравнение прямой линии:
1/a=1/amax+a/amax
Рассчитывают lg a, lg c, 1/a и 1/а. По рассчитанным данным строят график зависимости lg a = f (lg c).Значения констант уравнения Фрейндлиха К и n находят графически: lg K – как отрезок, отсекаемый на оси lg a; n – как тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс. Строят также график зависимости 1/а = f (1/a).Величине 1/аmax соответствует отрезок, отсекаемый прямой на оси ординат. Тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс равен величине a/amax. Расчеты:
Графики:
Выводы:
Занятие 16 Экспериментальные данные.
Опыт 4. Определение порогов коагуляции. 1. Проводят последовательно два опыта с растворами электролитов Na2SO4 и К3[Fe(CN)6]. Готовят исходные растворы электролита различных концентраций, смешивая в пяти пробирках отмеренные с помощью бюреток исходный раствор электролита и дистиллированную воду в соотношениях, указанных в таблице. 2. В пять хорошо вымытых пробирок отмеривают из бюретки по 5, 0 мл гидрозоля железа(III). Во все пробирки с золем приливают по возможности одновременно приготовленные растворы электролита и тотчас же перемешивают. Через 10 мин отмечают, в каких пробирках наблюдается помутнение или образование осадка. Результаты наблюдений записывают в таблицу: знаком «+» отмечают наличие коагуляции, знаком «─ » отсутствие.
Экспериментальные данные.
Выводы
Вопросы и задания к лабораторной работе: 1) Напишите схемы реакций образования гидротартрата и тартрата калия. Наличие какого структурного фрагмента в винной кислоте доказывает реакция образования фелинговой жидкости?
2) Напишите уравнение реакции салициловой кислоты с гидрокарбонатом натрия. Наличие какой функциональной группы в салициловой кислоте доказывает эта реакция? Какие кислотные центры присутствуют в молекуле салициловой кислоты? Сравните их силу (значения констант ионизации салициловой кислоты по первой ступени: К1 = 1, 1× 10-3, по второй ступени: К2 = 2, 6 × 10-14).
4) Напишите уравнение реакции салициловой кислоты с раствором брома.
5) Напишите уравнение реакции декарбоксилирования салициловой кислоты.
6) Приведите схему реакции гидролиза ацетилсалициловой кислоты. Чем обусловлено появление фиолетовой окраски после добавления хлорида железа (III)?
Занятие 24 Задания для самостоятельной работы
1) Заполните таблицу
2) -Обозначьте сопряженный фрагмент, укажите вид сопряжения в молекулах. -Укажите функциональные группы, назовите их. -Укажите соединения, относящиеся к полифункциональным; к гетерофункциональным.
Коричная кислота С6Н5¾ СН=СН¾ СООН
Сорбиновая кислота СН3¾ СН=СН¾ СН=СН¾ СООН
Фумаровая кислота НООС¾ СН=СН¾ СООН
3) Напишите схемы образования и дайте название продукта: 1) циклического моноэфира g-лактона из 4-гидроксибутановой (g-гидроксимасляной) кислоты:
2) циклического моноамида g-лактама из 4-аминобутановой (g-аминомасляной) кислоты:
3) циклического сложного эфира лактида из 2-гидроксипропановой (молочной) кислоты:
Занятие 25 Выводы
Задания для самостоятельной работы
1) В соответствии с общей схемой окисления тиолов в дисульфиды: допишите реакцию окисления дигидролипоевой кислоты в липоевую:
2) Заполните схему окислительного дезаминирования a-аминокислот:
H | НАД+ Н2О (Н+или ОН-) R-C-COOH ¾ ¾ ¾ ¾ ® ¾ ¾ ¾ ¾ ® | - НАДН _______________ __________________ NH2 a-аминокислотa a-иминокислотa a-оксокислотa
3) Заполните схемы:
НООС-СН-СН2-СООН + НАД+ ¾ ® + НАДН + Н+ | ________________________ ОН щавелевоуксусная яблочная кислота кислота
НООС-СН2 -СН2-СООН + ФАД ¾ ® + ФАДН2 _____________________ янтарная кислота фумаровая кислота
Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-07-14; Просмотров: 616; Нарушение авторского права страницы