ЗАНЯТТЯ № 3

ТЕМА: Кислотно-основна класифікація аніонів. Аналітичні реакції аніонів I-III-ї аналітичних груп. Умови їх виконання.

АКТУАЛЬНІСТЬ:Досліджувані аніони входять до складу солей, які широко використовуються в медичній практиці,фармацевтичній та хімічній промисловості. Тому при аналізі фармацевтичних, фітохімічних та хіміко-токсикологічних об’єктів актуальним є вміння проводити реакції відкриття аніонів, підтвердження ідентичності аналізованих сполук, визначення складу складних сумішей.

НАВЧАЛЬНІ ЦІЛІ:На основі хіміко-аналітичних властивостей аніонів I-ї, ІІ-ї, ІІІ-ї аналітичної групи і використовуючи прийоми напівмікрометоду аналізу, навчити студентів:

-виконувати характерні реакції на аніони I-ї, ІІ-ї, ІІІ-ї аналітичної групи,

акцентуючи увагу на фармакопейні реакції;

-складати схему аналізу складної суміші аніонів I-ї, ІІ-ї, ІІІ-ї аналітичної

групи;

-проводити проби на аніони-оксидники та аніони-відновники;

-проводити аналіз розчину, який вміщує суміш аніонів I-ї, ІІ-ї, ІІІ-ї

аналітичної групи.

ЗНАТИ: -фармакопейні реакції на аніони I-ї, ІІ-ї, ІІІ-ї аналітичної групи;

-хімічні властивості сполук аніонів I-ї, ІІ-ї, ІІІ-ї аналітичної групи;

-суть теорії електролітичної дисоціації;

-процеси комплексоутворення, оксидації та відновлення;

-хід систематичного аналізу суміші аніонів.

ВМІТИ:-працювати з центрифугою, електричними та нагрівальними

приладами;

-виконувати і вибирати найбільш характерні реакції аніонів I-ї, ІІ-ї,

ІІІ-ї аналітичної групи;

-проводити попередні дослідження на аніони I-ї, ІІ-ї, ІІІ-ї аналітичної

групи;

-використовувати для виявлення аніонів характерні і чутливі реакції;

-провести систематичний хід аналізу суміші аніонів кислотно-

основним методом;

-переводити важкорозчинні сполуки у розчин;

-робити висновки з результатів аналізу і оформляти їх у вигляді

протоколу.

САМОСТІЙНА ПОЗААУДИТОРНА РОБОТА

1.Принцип класифікації аніонів по групах. Групові реагенти і умови їх використання. Напишіть відповідні рівняння реакцій.

2.Відношення аніонів нестійких і летких кислот до дії мінеральних кислот. Напишіть відповідні рівняння реакцій.

3.Окисно-відновні реакції в систематичному аналізі аніонів I-III-ї аналітичних груп.

4.Поділ аніонів на аналітичні групи за кислотно-основною класифікацією.

5.Умови осадження аніонів другої аналітичної групи груповим реактивом.

6.Добуток розчинності (ДР). Умови осадження і розчинення осадів.

7.Обгрунтуйте послідовність осадження з розчину йонів Cl^-, Br^-, I^- при дії групового реагенту на II-у аналітичну групу аніонів. Напишіть відповідні рівняння реакцій.

8.Які аніони і якими реакціями відкривають сухим способом? Відповідні рівняння реакцій запишіть в зошиті.

9.Залежність хіміко-аналітичних властивостей аніонів від електронної структури елементів, з яких вони створені.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1.Які аніони заважають виявленню карбонат-йонів?

2.Чому аргентуму карбонат буріє при нагріванні?

3.Які аніони належать до І-III-ї аналітичних груп?

4.Який груповий реагент для I-ї аналітичної групи? Напишіть відповідні рівняння реакцій.

5.Напишіть характерні реакції для виявлення окремих аніонів І-III-ї аналітичних груп.

6.Як можна ідентифікувати йодид- та тіосульфат-йони в суміші? Напишіть відповідні рівняння реакцій.

7.Аніонний склад мінеральних вод.

8.Які аніони проявляють властивості відновників та окисників? Умови проведення цих реакцій.

9.Чи можна при випаданні осаду від дії аргентуму нітрату на нейтральний розчин зробити висновок про присутність в ньому аніонів II-ї аналітичної групи?

10.Поясніть необхідність проведення систематичного ходу аналізу галогенід-йонів при їх спільній присутності.

11.Поясніть, чому бромід- та йодид-йони оксидуються хлорною водою і в якій послідовності? Відповідь обґрунтуйте і запишіть у зошиті.

12.Напишіть формули гетеросполук, які утворюються при виявленні фосфат-йонів за допомогою амонію молібдату.

13.Залежність хіміко-аналітичних властивостей аніонів від електронної структури утворюючих їх елементів.

14.Які аніони і чому не можуть бути присутніми в сильнокислих розчинах?

15.Виявлення нітрит- та нітрат-йонів при їх спільній присутності. Які аніони заважають відкриттю цих йонів і чому? Наведіть приклади відповідних рівнянь реакцій.

16.Які кислоти і солі I-ІІІ-ї аналітичної групи аніонів використовуються в медицині і фармації?

17.Екстракція та її використання для аналізу аніонів.

САМОСТІЙНА РОБОТА НА ЗАНЯТТІ

1.Виконання дослідів, описаних в даних методичних вказівках.

2.Пояснення систематичного ходу аналізу аніонів I-ї, ІІ-ї, ІІІ-ї аналітичних груп на основі складеної схеми

3.Обговорення результатів та оформлення висновків.

4.Оформлення та захист протоколу.

5.Відповіді на запитання, запропоновані викладачем, з використанням записів на дошці.

6.Розв'язування ситуаційних задач, запропонованих викладачем.

БІОЛОГІЧНА РОЛЬ І МЕДИЧНЕ ЗАСТОСУВАННЯ

СПОЛУК I-ІІІ-ї АНАЛІТИЧНИХ ГРУП АНІОНІВ

Неорганічними сполуками Карбону є його сполуки з металами (СаС₂), неметалами (SіС), оксиди (СО і СО₂), карбонатна кислота Н₂СО₃ та її солі - карбонати й гідрогенкарбонати, ціанідна та тіоціанатна кислоти та їх солі - ціаніди й тіоціанати (роданіди). Карбон у складі кальцію оксалату CaC₂O₄ може відкладатись у вигляді каменів у нирках і сечовому міхурі (оксалатні камені).

Масова частка Сульфуру в організмі людини становить близько 0,16%, багато сірки міститься в структурному білку кератині, волоссі, кістках і нервовій тканині. Цей р-елемент входить до складу деяких амінокислот (цистин, цистеїн, метіонін), гормонів (інсулін), вітамінів (В₁). З біологічного погляду функція атомів Сульфуру полягає в їх здатності утворювати зв'язки —S—S— між поліпептидними ланцюгами протеїнів. Визначення вмісту сульфатів у крові має особливо велике значення при гострій і хронічній нирковій недостатності, посиленому розпаді білка з вивільненням сульфатів.

Фосфор, який ще називають "елементом життя і мислення", відіграє істотну роль в обміні речовин та енергії. У вигляді неорганічного фосфату він входить до складу нуклеотидів та нуклеїнових кислот. Особлива роль належить молекулі АТФ (аденозин-5'-трифосфат), яка є джерелом і акумулятором енергії в організмі. Неорганічні фосфат-йони Н₂РO₄^- та НРO₄^2- входять до складу буферної системи крові, яка значною мірою забезпечує стале значення рН внутрішнього середовища живого організму. Крім того, фосфор є основною складовою частиною кісток і зубів. Добова потреба організму у фосфорі становить 1-3 г.

Клінічне діагностування вмісту фосфатів у крові має істотне значення. Збільшення вмісту фосфатів у крові (гіперфосфатемія) може спостерігатися при токсикозах вагітних, спазмофілії, передозуванні ультрафіолетового опромінення, в період загоювання кісткових переломів (що є сприятливою ознакою), при посиленій м'язовій роботі, як наслідок розщеплення органічних фосфорних сполук і надходження неорганічного фосфору з м'язових клітин. При нестачі фосфатів у крові (гіпофосфатемія) розвивається рахіт.

Наявність карбонатів, фосфатів і сульфатів у питній воді визначає її побутові й смакові якості. Солі карбонатної, фосфатної та сульфатної кислот зумовлюють загальну твердість води, а у твердій воді погано розварюються овочі, м'ясо, важко милиться мило. Крім того, наявність сульфатів немінерального походження є показником санітарного забруднення води. Така вода неприємна на смак і може спричинити розлад системи травлення. Значна кількість сульфатів є результатом забруднення води тваринними відходами, що містять Сульфур, який у результаті розкладання й наступного окиснення перетворюється на солі сульфатної кислоти.

Як лікарські засоби використовують магнію сульфат, що має послаблювальні та гіпотензивні (знижує тиск крові) властивості, барію сульфат як рентгеноконтрастний засіб, натрію сульфат як послаблювальний та жовчогінний засіб, натрію гідрогенкарбонат та кальцію карбонат при шлункових захворюваннях. Сполуки Фосфору, наприклад АТФ, використовують у медичній практиці як енергетичний чинник при дистрофії м'язів, міокардіодистрофії.

Для організму істотне значення мають хлориди. Вони містяться в основному в позаклітинних рідинах: плазмі крові, лімфі. Хлорид-йони регулюють осмотичний тиск, водно-сольовий обмін, сприяють відкладанню глікогену в печінці, стимулюють діяльність амілази, яка бере участь у перетравлюванні вуглеводів. Вони входять до складу шлункового соку, який містить приблизно 0,5% НС1. Тому в разі зниженої кислотності шлункового соку застосовують розбавлений розчин хлоридної кислоти. Йод бере участь у синтезі гормонів щитоподібної залози. Основна його маса сконцентрована у щитоподібній залозі, а також у м'язах та кістках. Тривале вживання питної води з надлишком або відсутністю йодидів може бути причиною ендокринних захворювань.

Загальний вміст Брому в організмі такий самий, як Йоду, найбільше його в щитоподібній залозі. Бром посилює процеси гальмування кори головного мозку, тому препарати брому (КВг, NаВг) застосовують при неврозах, безсонні тощо.

Хлориди визначають смакові якості води. Вміст хлоридів у питній воді становить 20-40 мг/дм³. Іноді наявність хлоридів може свідчити про забруднення води органічними речовинами.

Високий вміст хлоридів, амоніаку, значна окиснюваність у поєднанні з несприятливими бактеріологічними показниками свідчать про санітарну забрудненість водного джерела. Побутові стічні води можуть містити також сульфід-йони. У поверхневих водах дигідрогенсульфід утворюється після витрачання розчиненого кисню на розкладання органічних речовин і тому міститься в стічних водах.

Хлориди натрію, калію і кальцію широко застосовують як ін'єкційні розчини. Броміди калію і натрію застосовують як заспокійливі засоби. Йодиди калію і натрію входять до складу мікстур при захворюваннях щитоподібної залози та бронхіальній астмі. 5%-й спиртовий розчин йоду застосовують як антисептичний засіб.

Нітрогенвходить до складу багатьох біологічно важливих речови - білків, вітамінів, гормонів, нуклеїнових кислот. Масова частка Нітрогену в організмі людини становить 3,1 %. Він є обов'язковою складовою частиною білків (від 15 до 17,6%), відіграє важливу роль в обміні речовин, входить до складу багатьох гетероциклічних сполук, які є компонентами таких амінокислот, як триптофан, пролін, гістидин, та нуклеїнових кислот ДНК, РНК. Як типовий неметал Нітроген утворює міцні ковалентні зв'язки, які легко розриваються під дією ферментів.

Виявлення нітритів і нітратів має велике значення для дослідження якості питної води. Наявність значної кількості нітратів і нітритів є показником забруднення і непридатності води для пиття. Якщо разом з амоніаком у воді виявляють нітрати, це свідчить про систематичне забруднення упродовж тривалого часу. А якщо у воді виявляють амоніак, нітрати й нітрити, це свідчить про надзвичайну забрудненість джерела. Якщо у воді виявляють тільки нітрати, а амоніаку й нітритів немає, це означає, що джерело не забруднене органічними речовинами.

Нітрити - це отруйні сполуки, які спричинюють перетворення гемоглобіну крові на метгемоглобін. Органічні похідні нітратної кислоти (нітрогліцерин, нітросорбіт) застосовують як серцеві засоби. Натрію нітрит NaNO₂та деякі похідні нітритної кислоти застосовують при стенокардії. З неорганічних сполук Нітрогену в медичній практиці використовують також нітрогену (I) оксид N₂O, або ”веселильний газ”. У малих дозах він викликає стан сонливості й сп’яніння, а в більших концентраціях має наркотичну дію.