Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Учебно-методический комплекс'
Значение подвижных игр в физическом воспитании детей. Организация и методика проведения подвижных игр. Подвижные игры в школьном уроке физкультуры, в...полностью>>
'Документ'
Первое упоминание о деятельности судебных приставов встречается в «Судебниках» 15-16 вв. Приставы олицетворяли собой эффективно действующую государст...полностью>>
'Методические указания'
Важной частью самостоятельной работы студента заочной и дистанционной формы обучения над курсом «Экономическая социология» является написание контрол...полностью>>
'Программа'
9.30–10.00 Встреча участников и гостей конференции в Атриуме сотрудниками музея в аристократических костюмах XVII века. Мини-экскурсия по экспозиции ...полностью>>

Модуль 1 Хімічна термодинаміка. Фазові рівноваги. Колігативні властивості розбавлених розчинів. Електрохімія. Хімічна кінетика Донецьк 2011

Главная > Документ
Сохрани ссылку в одной из сетей:

Міністерство охорони здоров'я України

Донецький національний медичний університет ім. М. Горького

Кафедра хімії

Методичні вказівки

для студентів 2 курсу фармацевтичного факультету

із самостійної підготовки до практичних занять з фізколоїдної хімії.

Модуль 1

Хімічна термодинаміка. Фазові рівноваги. Колігативні властивості розбавлених розчинів. Електрохімія. Хімічна кінетика

Донецьк - 2011

УДК 543 (075.5)

Автор:

Асс. Лебедкова О.С., Стрельцова Н.Ю.

За редакцією зав. кафедрою хімії, доктора хімічних наук Матвієнко А.Г.

Фізична та колоїдна хімія є фундаментальною дисципліною для майбутніх провізорів, яка є базою для таких професійно-орієнтованих дисциплін, як аптечна технологія ліків, промислова технологія ліків, фармацевтична хімія, токсикологічна хімія.

Даний навчально-методичний посібник призначений для підготовки до практичних занять з фізичної та колоїдної хімії та роботи на кожному занятті студентів 2 курсу фармацевтичного факультету. Методичні вказівки з кожної теми дають інформацію про актуальність кожної теми (розділ «актуальність теми»), доцільність вивчення матеріалу, формують мотивацію студента до навчання («цілі навчання»), строго конкретизують та структурують навчальну інформацію («граф логічної структури»). Алгоритми ООД необхідні для успішної роботи на занятті. Теоретичні запитанння та цільові навчальні завдання призначені для перевірки якості її засвоєння в процессі рішення цільових завдань. Короткі вказівки до роботи на практичному занятті організують роботу студента.

Рецензенти:

Доцент кафедри соціальної медицини та

організації охорони здоров'я ДонНМУ,

к.м.н., методист НМК Бутєва Л.В.

Доцент кафедри медицинської та

фармацевтичної хімії, к.б.н. Сидун М.С.

Методичні вказівки затверджені на засіданні Вченої Ради ДонНМУ ім М. Горького (протокол № від 2011 р.)

Модуль 1

Хімічна термодинаміка. Фазові рівноваги. Колігативні властивості розбавлених розчинів. Електрохімія. Хімічна кінетика

Цілі модуля:

  1. Уміти визначати теплові ефекти фізико-хімічних процесів.

  2. Розраховувати теплові ефекти при будь-яких температурах за допомогою таблиць термодинамічних величин.

  3. Розраховувати константи хімічної рівноваги та визначати термодинамічну можливість протікання процесу за допомогою таблиць термодинамічних величин.

  4. Визначати коефіцієнт розподілу речовини та вибирати оптимальні умови екстрагування.

  5. Будувати і аналізувати діаграми стану одно- і двокомпонетних систем.

  6. Визначати молярну масу, ізотонічних коефіцієнт, осмотичну концентрацію, осмотичний тиск методом кріометрії.

  7. Уміти вимірювати рН, активність іонів, окислювально-відновні потенціали потенціометричним методом.

  8. Визначати константу іонізації, термодинамічні характеристики реакцій потенціометричним методом.

  9. Визначати константу швидкості, енергію активації, порядок реакцій та застосовувати ці дані для встановлення терміну зберігання ліків.

Тематичний план занять до Модуля 1.

з/п

ТЕМА ЗАНЯТТЯ

Кільк.

годин

Змістовний модуль 1. «Хімічна термодинаміка. Термодинаміка фазових рівноваг»

1

Застосування першого закону термодинаміки до хімічних процессів. Перший закон термодинаміки. Термохімія.

3

2

Другий закон термодинаміки. Ентропія. Енергія Гібсса.

3

3

Термодинаміка хімічної рівноваги. Константи рівноваги. Рівняння ізотерми хімічної реакції. Залежність константи рівноваги від температури.

3

4

Фазові рівноваги. Правило фаз Гібсса. Фазові перетворення в однокомпонентних системах. Рівняння Клапейрона-Клаузиуса.

3

5

Фазові рівноваги. Двокомпонентні системи. Діаграми плавкості з простою евтектикою. Діаграми плавкості бінарних систем, компоненти котрих утворюють тверді розчини.

3

6

Фазові рівноваги. Трьохкомпонентні системи. Закон розподілу. Екстракція.

3

7

Колоквіум за темою: «Хімічна термодинаміка. Термодинаміка фазових рівноваг»

3

Змістовний модуль 2. Колігативні властивості розбавлених розчинів. Електрохімія. Хімічна кінетика.

8

Колігативні властивості розбавлених розчинів. Ідеальні розчини.

3

9

Колігативні властивості розбавлених розчинів. Реальні розчини.

3

10

Властивості розчинів електролітів. Електрична провідність розчинів електролітів.

3

11

Електродні потенціали та електрорушійні сили. Класифікація електродів. Потенціометрія.

3

12

Хімічна кінетика. Основний постулат хімічної кінетики. Порядок і молекулярність реакції. Методи розрахунку енергії активації та перед експоненціального множника.

3

13

Молекулярна кінетика. Каталіз.

3

14

Колоквіум за темою: «Колігативні властивості розбавлених розчинів. Електрохімія. Хімічна кінетика»

3

15

Підсумковий модульний контроль № 1.

3

Заняття 1
Застосування першого закону термодинаміки до хімічних процесів. Перший закон термодинаміки. Термохімія.

Актуальність теми

Хімічна термодинаміка - розділ термодинаміки, що вивчає залежності термодинамічних властивостей речовин від їх складу, будови, середовища а також явищ, які пов'язані з фізико-хімічними процесами (розчинення, випаровування, кристалізація, адсорбція, тощо). В основі хімічної термодинаміки лежать загальні положення і висновки термодинаміки. Перший закон термодинаміки служить основою термохімії, для термохімічних розрахунків використовують закон Гесса - важливе його слідство. У поєднанні з іншими термодинамічними характеристиками термохімічні дані дозволяють проводити вибір оптимальних технологічних режимів хімічних виробництв. З іншого боку, термохімічні дослідження встановлюють зв'язок між енергетичними характеристиками речовин і їх будовою, складом та реакційною здатністю. Термохімічний аналіз застосовується для дослідження стадій біологічного окислення, м'язового скорочення і деяких фізіологічних процесів у клітинах. Порівняння енергетики здорових і хворих клітин дозволяє вивчати різні патологічні явища, розробляти діагностику та методи лікування деяких захворювань на ранніх стадіях, розробляти нові та вдосконалювати відомі лікарські засоби.

Цілі навчання

Загальна мета:

УМІТИ: інтерпретувати фізичну суть першого закону термодинаміки і закону Гесса для подальшого використання таких знань - умінь у фармації.

Конкретні цілі:

УМІТИ:

1. Інтерпретувати типи термодинамічних систем.

2. Інтерпретувати зміни внутрішньої енергії і ентальпії термодинамічних систем.

4. Розраховувати теплоти хімічних і фізико-хімічних процесів.

Зміст навчання

Перелік теоретичних питань:

1. Термодинамічні системи: основні поняття і визначення термодинаміки.

2. Перший закон термодинаміки.

3. Внутрішня енергія і її зміна.

4. Ентальпія та її зміна.

5. Термохімія. Закон Гесса.

6. Термохімія. Рівняння Кирхгоффа.

7. Розрахунок теплоти реакцій із застосуванням закону Гесса і рівнянням Кирхгоффа.

8. Застосування термохімічних розрахунків в технології лікарських засобів.

Граф логічної структури теми: “Перший закон термодинаміки. Термохімія”

Джерела інформації

Основна література:

1. Фізична і колоїдна хімія/ В.І. Кабачний, Л.К. Осіпенко, Л.Д. Грицан та ін.; За заг. ред. В.І. Кабачного.- Харків.: Вид-во УкрФА «Прапор», 1999. - С. 11-29.

2. Фізична та колоїдна хімія. Збірник задач / В.І. Кабачний, Л.К. Осипенко, Л.Д. Грицан та ін.; Під ред. В.І.Кабачного. - Харьків: Вид-во НФАУ „Золоті сторінки", 2001. - С. 7-18.

3. Лекція з теми.

Додаткова література:

1. Физическая и коллоидная химия/ В.И. Кабачный, Л.К. Осипенко, Л.Д. Грицан и др.: Под об.ред. В.И. Кабачного.-Харьков.: Издательство УкрФА «Прапор», 2005.- С.11-29

Орієнтовна основа дії

Алгоритм рішення задач з фізичної хімії:

  1. Вивчити уважно умови завдання: визначити, з якими величинами доведеться проводити обчислення, позначти їх буквами, встановити одиниці їх вимірювання, числові значення, визначити, яку величину потрібно знайти. Записати дані задачі у вигляді коротких умов.

  2. Якщо в умовах завдання йде мова про взаємодію речовин, записати рівняння реакції (реакцій) і зрівняти його (їх) коефіцієнтами.

  3. З'ясувати кількісні співвідношення між даними задачі і величиною, що знаходиться. Для цього розділити свої дії на етапи, почавши з питання задачі, з'ясування закономірності, за допомогою якої можна визначити невідому величину на останньому етапі обчислень.

  4. Якщо у вихідних даних не вистачає будь-яких величин, подумати, як їх можна обчислити, тобто визначити попередні етапи розрахунку. Цих етапів може бути декілька.

  5. Визначити послідовність всіх етапів вирішення задачі, записати необхідні формули розрахунків.

  6. Підставити відповідні числові значення величин, перевірити їх розмірності і провести обчислення.

Набір завдань для перевірки досягнення конкретних цілей навчання

Тест 1

В процесі виробництва фармацевтичних препаратів важливу роль грають тиск, температура, концентрація. Який процес прискорюється при підвищенні температури?

А. Ендотермічний

В. Ізобарний

С. Адіабатичний

О. Екзотермічний

Е. Ізохорний

Тест 2

Біологічна система (живий організм) обмінюється з навколишнім середовищем речовиною і енергією. До яких систем вона повинна бути віднесена?

А. Відкритим, гомогенним

В. Ізольованим, гетерогенним

С. Відкритим, гетерогенним

О. Закритим, гомогенним

Е. Закритим, гетерогенним

Тест 3

Теплота нейтралізації кислот:

А Визначається їх основністю

В. Визначається окислювальними властивостями

С Постійна

D. Визначається природою кислотного залишку

Е. Визначається послідовністю зливання компонентів

Тест 4

Основний закон термохімії (закон Гесса) стверджує, що тепловий ефект реакції:

А. Залежить від природи продуктів реакції

В. Не залежить від шляху протікання реакції

С. Не залежить від природи початкових речовин

D. Не залежить від природи продуктів реакції

Е. Залежить від природи початкових речовин

Тест 5

Внутрішня енергія системи - це

А. Сума кінетичних енергій всіх частинок системи і потенційної енергії їх взаємодії, за

винятком кінетичної і потенційної енергії системи в цілому

В. Зміна енергії системи унаслідок протікання хімічної реакції

С. Сумарна величина розсіяної енергії системи

D. Повна енергія системи, за винятком кінетичної енергії частинок системи

Е. Енергія, яку може отримати система за певних умов

Тест 6

Розрахуйте стандартну ентальпію утворення вітаміну А-пальмітата (С36Н60О2), якщо його теплота згорання в калориметричній бомбі при 298 К складає -40,50 кДж/г.

A. -1484,591кДж/Моль

B. -1484,591 Дж/Моль

C. -1484,591кДж

D.-1000 кДж/Моль

E. 1484,591кДж/Моль

Еталони відповідей до рішення цільових навчальних завдань:

тест 1-А, тест 5 — В, тест 6 — А

Короткі методичні вказівки до роботи на практичному занятті

На початку заняття перевіряється підготовленність студентів до заняття шляхом усного опитування, або тестування. Далі студенти студенти працюють самостійно у відповідності до ООД, викладених у методичних вказівках. Рішення ситуаційних задач оформлюється в робочому журналі. Далі проводиться поточний контроль за темою (набори тестів). Потім розглядаються результати самостійної роботи, аналізуються помилки, підводяться підсумки заняття.

Заняття 2
Другий закон термодинаміки. Ентропія. Енергія Гібсса.

Актуальність теми

Другий закон термодинаміки дає можливість визначати напрям, в якому в даних умовах здійснюється взаємодія в даній системі та дозволяє визначати, як зміна зовнішніх умов (температури, тиск і ін.) впливає на положення рівноваги і, отже (що важливе на практиці), якими повинні бути ці зовнішні умови, щоб даний процес міг здійснитися в потрібному напрямі та в оптимальному ступені. Разом з ентропією, зміною якої характеризуються процеси, що відбуваються в ізольованих системах, застосовуються і інші характеристичні функції та термодинамічні потенціали. На основі постулату Планка можливо визначати ентропію речовин термохімічним шляхом. Користуючись теплотою даного процесу і зміною ентропії в нім, за рівнянням Гіббса-Гельмгольца можна визначити зміну ізобарно-ізотермічного або ізохорно-ізотермічного потенціалів в процесі.

Цілі навчання

Загальна мета:

УМІТИ: інтерпретувати фізичну суть другого закону термодинаміки для подальшого використання таких знань — умінь у фармації.

Конкретні цілі:

УМІТИ:

1. Інтерпретувати типи термодинамічних процесів.

2. Інтерпретувати характеристичні функції і їх зміни.

3. Інтерпретувати термодинамічні потенціали і їх зміни.

4. Розраховувати зміну ентропії і ізобарно-ізотермічні потенціали в різних хімічних і фізіко-хімічних процесах і оцінювати отримані результати.

Зміст навчання

Перелік теоретичних питань:

1. Визначення термодинамічних процесів: самодовільних, несамодовільних, рівноважних, оборотних, необоротних.

2. Другий закон термодінаміки. Постулат Планка.

3. Характеристичні функції і їх зміна.

4. Термодинамічні потенціали і їх зміна.

5. Рівняння Гіббса-Гельмгольца.

6. Застосування другого закону термодінаміки і рівнянь Гиббса-Гельмгольца для розрахунку змін характеристичних функцій і термодінамічних потенціалів.

7. Разрахунок зміни ентропії.

8. Розрахунок зміни ізобарно-ізотермічного потенціалу (енергії Гіббса). Застосування другого закону термодінаміки і рівнянь Гіббса-Гельмгольца у фармації.

Граф логічної структури теми: “Другий закон термодинаміки. Термодинамічні потенціали і характеристичні функції”

Джерела інформації

Основна література:

1. Фізична і колоїдна хімія/ В.І Кабачний, Л.К. Осіпенко, Л.Д. Грицан та ін.; За заг. ред. В.І. Кабачного.- Харків.: Вид-во УкрФА «Прапор», 1999. -С. 28-38.

2. Фізична та колоїдна хімія. Збірник задач / В.І. Кабачний, Л.К. Осипенко, Л.Д. Грицан та ін.; Під ред. В.І.Кабачного. - Харьків: Вид-во НФАУ „Золоті сторінки", 2001. -С. 18-19.

3. Лекція з теми.

Додаткова література:

1. Физическая и коллоидная химия/ В.И. Кабачный, Л.К. Осипенко, Л.Д. Грицан и др..: Под об.ред. В.И. Кабачного.-Харьков.: Издательство УкрФА «Прапор», 2005.- С. 1-29.

Орієнтовна основа дії

Алгоритм рішення задач — див. заняття 1.

Набір завдань для перевірки досягнення конкретних цілей навчання

Тест 1

Термохимічні розрахунки дозволяють прогнозувати теплові ефекти тих або інших реакцій, які лежать в основі синтезу лікарських препаратів. Для розрахунку теплового ефекту реакції при підвищеній температури слід використовувати рівняння:

А. Кірхгофа

В. Больцмана

С. Ізобари

D. Ізотерми

Е. Ізохори

Тест 2

У ізольованій системі для визначення можливості і напряму протікання самодовільних процесів використовують зміну термодинамічній функції:

А. Ентальпії

В. Ентропії

С. Енергії Гиббса

D. Енергії Гельмгольца

Е. Внутрішньої енергії

Тест 3

Ентропія - міра неупорядоченності системи. В ході хімічних і біохімічних реакцій величина ентропії може змінюватися. Вкажіть, не проводячи розрахунків, в якому з приведених процесів ентропія зростає.

А. СН4 (г) + С12 (г) = СНзСІ (г) +НС1

В. 4А1(т) + 3С (т) = АlС3 (т)

С. С (графіт) +СО2 (т) = 2СО (г)

D. Н2 (г) + С12 (г) = 2 НС1 (г)

Е. 4 НС1 (г) +О2 (г) = 2Сl2 (г) + 2Н2О

Тест 4

Ентропія - міра невпорядкованості системи. Ентропія системи зменшується в процесі:

А. Дисоціації

В. Сублімації

С. Випаровування

D. Полімеризації

Е. Плавлення

Тест 5

Йодоформ при зберіганні мимоволі розкладається з утворенням йоду. Яка з термодінамічних функцій може служити критерієм спрямування цього процесу при постійних V і Т?

А. Внутрішньої енергії

В. Енергії Гіббса

С. Ентальпія

D. Ентропія

Е. Енергія Гельмгольца

Тест 6

Розрахуйте зміни ентропії при перетворенні 0,1 кг води, узятої при 0°С, в пар при 120°С. Питома теплота випаровування води при 100°С дорівнюється 2,255 кДж/г; питома теплоємність рідкої води складає 4,184 Дж/(г-К); питома теплоємність пари при постійному тиску рівна 19,958 Дж/(г-К).

А. 839,654 Дж/К

В. 800 Дж/К

С. 300 Дж/К

D.139,654 Дж/К

E. 339,654 Дж/К

Еталони відповідей до рішення цільових навчальних завдань:

тест 1-А, тест 5-Е, тест 6 - А



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького інформаційний пакет

    Документ
    Європейська комісія ставить за мету сприяти міжуніверситетській кооперації як засобу покращення якості освіти на благо студентів і вищих навчальних закладів, а програму обміну студентами визначено як вагомий елемент такої міжуніверситетської
  2. Я україни дніпропетровська державна медична академія кафедра медицини катастроф та військової медицини “безпека життєдіяльності”

    Документ
    Програма елективного курсу "Безпека життєдіяльності" для вищих медичних закладів освіти України III-IV рівнів акредитації складена для спеціальностей 7.

Другие похожие документы..