Медицина

ЗАНЯТИЕ № 15 (6 час

ЗАНЯТИЕ № 15 (6 час.)
Тема 24.
s-элементы IIА группы. Щелочные металлы
Тема 25. s-элементы
IIА группы. Бериллий, магний и щелочноземельные элементы.
ЦЕЛЬ:
- Трактовать изменение величин атомных радиусов, энергии ионизации, электроотрицательности s-элементов и восстановительных свойств простых веществ с ростом их атомного номера.
- Сравнить условия получения, устойчивость и химические свойства оксидов, пероксидов, надпероксидив, гидридов и гидроксидов s-элементов в зависимости от их положения в периодической системе элементов.
- Объяснять химические свойства простых веществ и соединений s-элементов с помощью уравнений химических реакций.
- Трактовать явление амфотерности на примере взаимодействия бериллия и его оксида и гидроксида с кислотами и щелочами.
- Предложить реакции качественного выявления катионов щелочных и щелочноземельных металлов.
- Предложить примеры использования соединений s-элементов в Фармаке и медицине.
Профессиональная ориентация студентов
Соединения щелочных металлов применяются как фармацевтические препараты (растворы NaCl, KCl как инъекционные растворы), а также как наполнители таблеточных форм, сухих смесей и микстур (Na2CO3). Сочетание рядом с солями щелочных металлов других веществ возможно при условии их индифферентного поведения. Поэтому для правильного комбинирования и сочетания компонентов лекарственных средств важно знать химические свойства веществ, в частности свойства щелочных металлов и их соединений.
Соединения кальция и магния применяют в фармацевтической практике как самостоятельные активно-действующие компоненты лекарственных средств (инъекционные растворы, содержащие MgCl2, ионы Mg2 + i Ca2 +, различные соли кальция, как кальцийсодержащие препараты), а также как вспомогательные вещества, входящие в состав лекарственного средства, как наполнитель: стеараты, гидрокарбонаты. Для правильного комбинирования составляющих лекарственного средства и последующего его анализа необходимые знания химических свойств солей кальция и магния.
Методика выполнения практической работы.
Тема 24. s-элементы ИА группы. Щелочные металлы
Приборы и реактивы: штатив с пробирками, фарфоровая чашка, пинцет, скальпель, фильтровальная бумага; натрий (металлический) Na2S (крист.), KNO3 (крист.), KCl (крист.), K2CO3 (крист.), Na2CO3 (крист.), NaHCO3 (крист.), лакмус (раствор), растворы: LiCl (0,5н), NaCl (0,5н), HCl (0,5н).

Работа 1. Взаимодействие натрия с водой.
В фарфоровую чашку с водой вносят маленький кусочек натрия, обсушенный фильтровальной бумагой. Наблюдают за ходом реакции через стекло вытяжного шкафа. Какой газ выделяется? Испытать индикаторной бумажкой полученный раствор. Написать уравнение реакции.
Работа 2. Гидролиз солей щелочных металлов.
В четыре различных пробирки внести по несколько кристалликов калий нитрата, натрий сульфида, хлорида калия и калий карбоната. В каждую пробирку налить по 2 мл воды. Какие соли должны гидролизовать? Докажите это испытанием индикаторным бумажкой. Написать уравнения реакций гидролиза в молекулярной и ионной форме.
Работа 3. Окрашивание пламени солями щелочных металлов.
Очищенную путем промывки в хлоридной кислоте и прокаливания в пламени нихромовый провод внести в раствор соли калия, а затем в бесцветное пламя газовой горелки. Наблюдать окрашивание пламени. То же самое проделать с солями лития и натрия. Проволочками после каждой соли промывать соляной кислотой и прожаривать до полного исчезновения окраски пламени.
Работа 4. Реакция среды в растворе натрий карбоната и натрий гидрокарбоната.
Внести в три пробирки по 6-7 капель дистиллированной воды. В каждую из них добавить столько же нейтрального раствора лакмуса. В одну пробирку внести 1 микрошпатель кристаллов натрий карбоната, а во вторую - такое же количество натрий гидрокарбоната. Третью пробирку оставить для сравнения. Перемешать растворы стеклянной палочкой. Сравнить окраску лакмуса в растворах солей с его окраской в ​​третьей пробирке. Какую среду и почему образовалось в растворе натрий карбоната, в растворе натрий гидрокарбоната? Написать ионные и молекулярные уравнения реакций. Почему оттенок окраски лакмуса в растворах этих солей разный? Ответ обоснуйте.
Тема 25. s-элементы ПА группы. Бериллий, магний и щелочноземельные элементы.
Приборы и реактивы: штатив с пробирками; Mg (порошок); растворы HCl (0,5н), H2SO4 (0,5н), MgCl2 (1н), NaOH (2н), NH3H2O (2н), NH4Cl (2н), CaCl2 (0,1н), SrCl2 (0,1н), BaCl2 (0,1н), Na2SO4 (0,2н), K2CrO4 (0,1н), CH3COOH (0,5н), фенолфталеин (раствор); универсальная индикаторная бумага.

Работа 5. Взаимодействие магния с водой.
Несколько кусочков магния опустить в пробирку с дистиллированной водой. Какие видимые признаки прохождения реакции на холоде? Закрепить пробирку в пробиркодержателями и нагреть ее на небольшом пламени горелки. Что наблюдается? Определить кислотность среды после прохождения реакции с помощью индикаторной бумажки.
Работа 6. Взаимодействие магния с кислотами.
По таблице стандартных электродных потенциалов найти стандартный электронный потенциал магния и сделать вывод о возможности его взаимодействия с разбавленными растворами соляной и серной кислот. Проверить предположение опытным путем. Написать уравнения реакций.
Работа 7. Получение и свойства магний гидроксида.
А. Внести в две пробирки по 4-5 капель 1н раствора магний хлорида. Затем в одну пробирку добавить 4 капли 2н раствора гидроксида натрия, а во вторую 4 капли 2н раствора аммиака. Отметить цвет и характер осадков, которые образовались. Обратить внимание на объем осадков. Написать уравнение реакции в молекулярной и ионной форме. Дать объяснение, почему объем осадков неодинаков в обеих пробирках. Во вторую пробирку с осадком магний гидроксида внести 4-5 капли 2н раствора аммоний хлорида. Что наблюдается? Написать уравнение реакции в молекулярной и ионной формах. Можно растворить осадок магний гидроксида добавлением раствора натрия хлорида?
 Б. Осадок магний гидроксида из первой пробирки разделить на 2 пробирки. Испытать влияние действия 2н раствора соляной кислоты и 2н раствора гидроксида натрия на осадок. Сделать вывод о химической природе магний гидроксида. Написать уравнение реакции.
Работа 8. Получение гидроксидов щелочноземельных металлов.
В равных объемов 0,1 н растворов CaCl2, SrCl2, BaCl2, взятых в отдельных пробирках, внести раствор гидроксида натрия. Обратить внимание на объем осадка в каждой пробирке. Написать уравнения реакций.
Повторить опыт, взяв вместо раствора гидроксида натрия 2н раствор аммиака. Сравните полученные результаты с предыдущим опытом. Дать объяснения. Написать соответствующие уравнения реакций в молекулярной и ионной форме.
Работа 9. Хроматы щелочноземельных металлов.
В три пробирки внести отдельно в каждую по 4-5 капель 0,1 н растворов хлорида кальция, стронций хлорида и барий хлорида. В каждую пробирку добавить по 4-5 капель 0,1 н раствора калий хромата. Хроматы каких металлов выпадают в осадок? Отметьте их цвет. Испытайте действие уксусной кислоты на осадки хроматов.
Получите снова осадок барий хромата и испытайте действие соляной кислоты на него. Что наблюдается? Написать соответствующие уравнения реакций. Объяснить, почему стронций хромат растворенный в уксусной кислоте, а барий хромат почти нерастворимый в ней, но растворяется в соляной кислоты.
Работа 10. Окрашивание пламени солями щелочноземельных металлов.
Нихромовую проволочку внести в концентрированную хлорную кислоту, а затем прокалить ее на горелке. Чистая проволочки не должна окрашивать пламя горелки.
Очищенную нихромовую проволочку опустить в раствор барий хлорида и снова внести в пламени горелки, отметить окраску пламени. Опыт повторить с растворами хлоридов стронция и кальция. Перед каждым опытом проволочками промыть в концентрированной хлоридной кислоте и прокалить.
 Программа самоподготовки
Тема 24. s-элементы
IIА группы. Щелочные металлы
Общая характеристика s-элементов
IIА группы. Распространение в природе. Биологическая роль элементов в минеральном балансе организма. Макроэлементы, их содержание в организме. Йонофоры и их роль в мембранном переносе ионов калия и натрия. Характеристика ионного состояния этих элементов.
Металлический состояние щелочных металлов. Отличие лития от других щелочных металлов. Взаимодействие с простыми и сложными веществами. Бинарные соединения щелочных металлов: гидриды, оксиды, пероксиды, супероксиды, озониды.
Гидроксиды щелочных металлов, соли и их свойства, применение. Химические основы применения соединений лития, натрия и калия в медицине.
Тема 25. s-элементы
IIА группы. Бериллий, магний и щелочноземельные элементы
Общая характеристика. Восстановительные свойства простых веществ элементов. Сравнительная характеристика свойств бериллия, магния и кальция. Характер взаимодействия простых веществ с водой, растворами кислот и оснований.
Бериллий. Химическая активность.
sp-Гибридизация атомных орбиталей бериллия. Амфотерность бериллия, его оксида и гидроксида. Аква-и гидроксокомплексы бериллия. Растворимость в воде и гидролиз солей бериллия. Сходство бериллия с Алюминием (диагональная сходство), ее причины.
Магний. Оксид и гидроксид магния. Растворимость солей магния в воде и их гидролиз. Ион магния как комплексообразователь. Хлорофилл.
Щелочноземельные металлы. Общая характеристика. Физико-химические свойства и характеристика важнейших соединений. Основной характер оксидов и гидроксидов. Растворимость гидроксидов и солей в воде. Реакции обнаружения катионов Mg2 +, Ca2 +, Sr2 +, Ba2 +. Реакции катионов IIА группы по комплексонами (на примере ЭДТА). Жесткость воды, единицы ее измерения. Методы ее устранения.
Соединения кальция в костной ткани, сходство ионов кальция и стронция, изоморфное замещение (проблема стронций-90). Токсичность бериллия и бария. Биологическая роль кальция и магния. Химические основы применения соединений магния, кальция и бария в медицине и фармации.
Образцы тестовых заданий и ситуационных задач.
1. Из представленных элементов выберите те, которые относят к s-элементов
* А. Натрий, калий
B. Ванадий, алюминий
С. Фтор, хлор
D. Бром, йод
Е. Железо, марганец

2. Щелочные металлы это:
А. Кальций, магний
* B. Калий, натрий
С. Железо, марганец
D. Сера, углерод
Е. Алюминий, бром

3. По физическим свойствам кальций - это:
A. Красный, легкий металл
B. Золотисто-желтый, тяжелый металл
* C. Серебристо-белый, легкий металл
D. Желтый, легкий металл
Е. Красный, тяжелый металл

4. В сложных соединениях кальций проявляет степень окисления:
* A. +2
B. -2
C. +4
D. +3
Е. +5

1. Запишите электронно-графические схемы и электронные формулы следующих атомов и ионов:
Li, K, Na, Rb, Li+, K+, Na+, Rb+. Как изменяются атомные радиусы в пределах 1-й главной подгруппы. Объясните почему.
2. Охарактеризуйте химические свойства щелочных металлов.
3. Записать реакции, лежащие в основе добычи натрия электролизом расплава натрия хлорида.
4. Как взаимодействуют щелочные металлы с кислородом? Записать уравнения реакций.
5. Дописать уравнения реакций:


1)Li+H2O=;

2)Na+HCl=;

3)Li+Cl2=;

4)Na+S=;

5)K+H2=;

6)Li+N2=;

7)Li+C=;

8)K+H2SO4(холод)=;

9)K+NH3=;

10)Na+HNO3=;

11)Li+KCl=.


2. Предложите способы получения оксидов щелочных Ме.
3. Дописать
уравнения реакций:

1)Li2O+H2O=;            2)Na2O+SO3=;           3)K2O+HNO3=. О каких свойства оксидов щелочных металлов свидетельствуют эти реакции?
4. Дописать уравнения реакций:


1)      Na2O2 + KJ + H2SO4 = J2 +

2)      Na2O2 + Fe(OH)2 + H2O =

3)      NaH + H2O = H2 + …

4)           Na2O2 +KMnO4 + H2SO4 = MnSO4

5)      Na + H2 =

6)      Li3N + H2 = LiH + …


5.  Предложите уравнения реакций получения NaOH за реакциями:
а) электролиза растворов б) обмена в) взаимодействием металлов, оксидов, пероксидов с водой. Допишите уравнения реакций:

                                               1)NaOH+CO2=;

                                               2)LiOH+HCl=;

                                               3)NaOH+CH3COONa=.                  

6.  С помощью каких реакций можно выполнить следующие преобразования:

KCl ® KOH ® K2CO3 ® KNO3 ® KNO2 ® KNO3.

7. Найти массы хлорида калия и натрия хлорида в смеси, если на осаждение всех ионов хлора с 5,32 г такой смеси затрачено 500 мл 0,16 м раствора нитрата.
8. Приведите формулы кальцинированной, кристаллической, питьевой и каустической соды.
9. Написать электронные формулы атомов бериллия, магния и щелочноземельных металлов. Какую валентность могут проявлять атомы этих элементов в невозбужденном состоянии? Как должны изменяться свойства гидроксидов элементов данной группы?
10. Приведите уравнения реакций получения:
а) бериллия, восстановлением фторида;
б) бария, восстановлением оксида;
в) кальция и стронция электролизом расплавов солей.
11. Как изменяется активность и восстановительная способность в ряде Be-Mg-Ca-Sr-Ba. Допишите уравнения реакций:


1)Mg+H2O=;

2)Ca+H2O=;

3)Mg+O2=;

4)Be+Cl2=;

5)Ba+S=;

6)Mg+N2=;

7)Ca+H2=;

8)Ca+C=;

9)Ba+P=;

10)Ba+HCl=;

11)Ca+H2SO4=;

12)Sr+NH3 (Pt, холод)=.


12. К раствору, содержит соли кальция, бериллия и магния, добавили избыток раствора едкого натра. Написать ионные уравнения всех реакций, которые при этом произошли. Вещество выпало в осадок? Какие ионы остались в растворе?
13. Какие из гидроксидов щелочно-земельных металлов имеют амфотерные свойства? Какие из них являются слабыми основами, а какие сильными?
14. Какой осадок начнет выпадать первым, если к раствору, содержащему ионы Са2 + и Ва2 + одинаковой концентрации, постепенно каплями добавлять разбавленный раствор натрий сульфата? Какой будет последовательность осаждения из раствора ионов Са2 + и Ва2 +, если к нему постепенно добавлять разбавленный раствор аммоний оксалата (NH4)2C2O4?
15. Допишите уравнения реакций:

1) Ca(OH)2+SO2=;     2) Mg(OH)2+CH3COOH=;   3) Be(OH)2+ NaOH=;       4)Ba(OH)2+K2SO4=.

16. Допишите уравнения реакций:

1)      BaO2 + FeSO4 + H2SO4 → Fe(SO4)3 + BaSO4 + H2O

2)      BaO2 + Cr2(SO4)3 + NaOH → Na2CrO4 + Ba(OH)2 + Na2SO4 + H2O

3)      Be + HCl + H2O →

4)      BeF2 + SіF4

17.  Какую массу кальций гидрида необходимо обработать водой, чтобы получить водород, объемом 100м3 при 27 ˚ С и давлении 1,5 атм?
18. Что такое «жесткость воды»? Какие ее виды и наличием каких солей она обусловливается? Укажите способы смягчения воды в каждом случае.
19. Назовите хелатные комплексное соединение, в состав которой входит Mg. Какую биологическую роль оно играет?
Студент должен знать:
1. Химические свойства элементов I и II группы главной подгруппы, и свойства их соединений.
Студент должен уметь:
1. Проводить анализ солей металлов I и II группы главной подгруппы.
Источники информации
а) Основные:
1. Левитин Е.Я., Бризицька А.М., Клюева Р.Г. Общая и неорганическая химия. - М.: книга, 2003. - 464 с.
2. Романова Н.В. Общая и неорганическая химия: Учебник. Для студ. высш. уч. закл. -ВТФ «Перун», 2004. - 480 с.
3. Рейтер Л.Г. Степаненко А.Н., Басов В.П. Теоретические разделы общей химии: Учебное пособие. - К.: Каравелла, 2003. - 344 с.
4. Ахметов Н.С. Общая и Неорганическая химия. - М.: Высшая шк., 2003. - 743 с.
5. Общая и неорганическая химия: В 2-х ч. / О.М.Степаненко, Л.Г.Рейтер, В.М.Ледовских, С.В.Иванов. - М.: Пед. Пресса, 2002. - Ч. И. - 520 с.
6. Каличак Я.М., Кинжибало В.В., Котур Б.Я. и др.. Химия. Задачи, упражнения, тесты: Учебное пособие. - М.: Мир, 2001. - 176 с.
7. Государственная Фармакопея Украины / Государственное предприятие «Научно-экспертный фармакопейный центр». - 1-е изд. - М.: РИРЕГ, 2001. - 556 с.
8. www.tdmu.edu.te.ua / education.php.
б) Дополнительные:
1. Телегус В.С., Бодак О.И., Заречнюк А.С., Кинжибало В.В. Основы общей химии - Под ред. В.С. Телегуса: Учебник - М.: Мир, 2000 - 424 с.
2. Ершов Ю.А. Попков А.С. Берлянд А.З. Книжник А.З. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. - М.: Высш. шк., 2000. - 560 с.
Автор: к.х.н.,
доц. Демид А.Е.
Обсуждены и утверждены на заседании кафедры
_____________ 2013 протокол № ___

Пересмотрены на заседании кафедры
_____________ 20__ г. протокол № ___