Материал: Практикум по общей химии

РАБОТА 7. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬ- НЫЕ СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ МАРГАНЦА

Окислительно-восстановительные реакции относятся к числу наиболее распространенных химических реакций в природе и в живых организмах. Дыхание, горение, гниение, усвоение углекислого газа растениями с выделением кислорода, обмен веществ и ряд других биологических процессов – в основе своей окислительно-восстановительные. Важнейшие биохимические процессы связаны с переносом электронов и протонов и осуществляются при помощи строго определенного ряда ферментов-переносчиков. Каждому звену этой цепи соответствует определенное значение редокс-потенциала. Строгая последовательность ферментов в цепи окисления исключает резкую разницу между потенциалами взаимодействующих систем. Это обусловливает постепенное выделение энергии. Знание этой системы необходимо для изучения биохимии, нормальной и патологической физиологии.

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ:

Научиться составлять уравнения окислительно-восстанови- тельных реакций ионно-электронным методом, определять направление реакций, пользуясь величинами нормальных окислительно-восстановительных потенциалов. Изучить, как изменяются окислительно-восстановительные свойства элемента и его соединений с изменением степени окисления.

ЗАДАНИЕ:

1.Выполните лабораторные опыты согласно методическим указаниям к проведению работы.

2.Запишите уравнение протекающих реакций. Пользуясь ионноэлектронным методом, расставьте в них коэффициенты.

3.По таблице найдите значения соответствующих редокспотенциалов и подтвердите направление реакций.

4.На основании проделанных опытов сделайте вывод о том, как изменяются окислительные и восстановительные свойства соединений марганца в разной степени окисления.

26

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ:

ОПЫТ 1. К 1-2 каплям раствора МnSO4 прилейте 8-10 капель 6М раствора НNO3 и добавьте на конце шпателя NaBiO3. Смесь нагрейте почти до кипения. Прилейте 8-10 капель воды и выдержите, не встряхивая, 1 мин. Появление красно-фиолетовой окраски указывает на образование в растворе ионов МnО4-. Напишите уравнение окислительно-восстановительной реакции и укажите роль MnSO4.

ОПЫТ 2. Расплавьте немного твердого гидроксида калия в фарфоровой чашке, прибавьте диоксид марганца и нитрат калия, нагрейте до полного расплавления (при этом весь сплав должен равномерно окраситься в зеленый цвет вследствие образования манганата калия). После охлаждения растворите в воде. Укажите роль MnO2.

ОПЫТ 3. (Опыт демонстрационный, проводить в вытяжном шкафу). К небольшому количеству диоксида марганца прилейте 3-4 капли концентрированной соляной кислоты. Наблюдайте выделение хлора, докажите, что выделившийся газ – хлор (по появлению бурого пятна I2 на бумаге, смоченной иодидом калия). Напишите уравнения окислительно-восстановительных реакций. Укажите роль МnО2 в каждой реакции.

ОПЫТ 4. К 3-4 каплям раствора перманганата калий прибавьте 2-3 капли раствора серной кислоты и 3-4 капли сульфита натрия. Наблюдайте происходящее изменение. Напишите уравнение окислительно-восстановительной реакции. Укажите роль КМnО4.

27

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1.Пользуясь таблицей потенциалов, составьте уравнение реакции, в которой РbO2 является окислителем.

2.Пользуясь таблицей потенциалов, составьте уравнение реакции, в которой Н2SO3 является восстановителем.

3.Какая реакция произойдет, если две равновесные системы привести в контакт:

ЛИТЕРАТУРА:

1.С. 131-139; 2. С. 231-241; 4. С. 129-135; 5. С. 89-94; 6. С. 208215.

28

РАБОТА 8. БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ

Нормальная жизнедеятельность организма невозможна без поддержания постоянных характеристик (температура, давление, концентрация веществ) во внутриклеточных и тканевых жидкостях организма. Значительные изменения рН любых биологических систем и особенно крови могут привести к гибели всего организма. Отсюда понятна огромная важность для организма поддержания величины рН в заданных природой пределах. В процессе обучения студент-медик с темой «буферные системы» встречается при изучении следующих предметов: биохимии, микробиологии, биологии, гистологии, нормальной анатомии, патологической физиологии, гигиены труда и питания, оперативной хирургии, факультативной терапии и пр. В практической работе знания, полученные по этой теме, могут быть использованы в случае нарушения кислотно-щелочного равновесии при различных сердечнососудистых заболеваниях. При ишемической болезни сердца закономерным является возникновение ацидоза (сдвиг рН в кислую сторону).

Исследования смещения кислотно-щелочного равновесия при заболеваниях печени (цирроз) и т.д. показали на смещение рН в щелочную область (алкалоз).

Кислотно-щелочное равновесие внутренних сред организма определяет в ряде случаев восприимчивость организма к инфекционным заболеваниям.

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ:

Освоить расчет состава буферных растворов с заданным рН. Научиться готовить буферные растворы. Овладеть практическими навыками измерения рН потенциометрическим методом и определения буферной емкости растворов.

ЗАДАНИЕ:

Выполните два лабораторных опыта и составьте отчет.

1.Рассчитайте состав (объем соли и кислоты) для приготовления

60мл ацетатного буферного раствора с заданным значением рН.

2.Приготовьте и определите рН буферного раствора.

3.Определите буферную емкость приготовленного раствора по кислоте и по основанию.

29

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ:

ОПЫТ 1. Приготовление и определение рН буферного раствора

1. Рассчитайте объемы 0, 1 М растворов уксусной кислоты и ацетата натрия, необходимые для приготовления 60 мл буферного раствора с заданным значением рН. Расчетная формула:

рассчитайте Vk и Vc. Результаты проверьте у преподавателя.

2.Приготовьте 60 мл буферного раствора. С помощью бюретки налейте в стакан рассчитанные объемы 0,1 М раствора уксусной кислоты и 0,1 М раствора ацетата натрия. Общий объем смеси составляет 60 мл. Содержимое стакана перемешайте стеклянной палочкой.

3.Определите рН приготовленной буферной системы на рНметре. В чистый стакан налейте 30 мл приготовленного раствора и определите с помощью рН-метра значение рН буферной системы. Раствор вылейте обратно в стакан. ВНИМАНИЕ! Буферный раствор сохраните для опыта 2.

30