Материал: Учебное пособие по химии для студентов i курса факультета всо оренбург, 2016 удк 54(075. 8) Ббк 24я73 у 91

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения России

ГБОУ ВПО ОрГМУ Минздрава России

Учебное пособие по химии для студентов I курса факультета ВСО

Оренбург, 2016


УДК 54(075.8)

ББК 24я73

У 91

Авторы: ассистент кафедры химии и фармацевтической химии, к.б.н. Ф.Ф. Ковалёва, доцент кафедры химии и фармацевтической химии, к.б.н. Н.В. Шарапова, доцент кафедры химии и фармацевтической химии, к.б.н. М.М. Павлова

Под редакцией зав. кафедрой химии и фармацевтической химии, профессора С.И. Красикова.

Учебное пособие по химии для студентов 1 курса факультета ВСО (издание 1 – ое,). Оренбург, 2016. - 262 с.
Учебное пособие составлено в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности 34.03.01 – Сестринское дело (квалификация – бакалавр), учебным планом и программой курса. Учебное пособие по химии рекомендуется студентам 1 курса факультета ВСО для самостоятельной подготовки к занятиям. В плане каждого занятия приведен перечень исходных знаний, учебно – целевые вопросы, теоретический материал, задачи для самостоятельного решения и список рекомендуемой литературы.
Рецензенты:

1. 
   Соломатова Т.В., к.б.н. доцент кафедры биологической химии ГБОУ ВПО ЮУГМУ Минздрава России.
   
2. 
   .Лебедева Е.Н. к.б.н., доцент кафедры биологической химии ГБОУ ВПО «Оренбургский государственный медицинский университет».
   

Учебное пособие рассмотрено и рекомендовано к печати РИС ОрГМУ

Кафедра химии и фармацевтической химии, 2016


© Кафедра химии и фармацевтической химии, 2016

Содержание

		Стр.
	Введение	4
Занятие №1	Модуль №1: Основные закономерности протекания химических реакций в жидких средах Растворы и их роль в жизнедеятельности…………	6 6
Занятие №2	Буферные системы и их роль в организме человека …	17
Занятие №3	Химическая термодинамика и её применение к биосистемам …………………………..………………..	36
Занятие №4	Химическая кинетика и её значение для изучения скоростей и механизмов биохимических процессов ...	45
Занятие №5	Химические свойства и биологическая роль биогенных элементов ……………………….…………	57
	Модуль №2: Биополимеры и их структурные компоненты. Химия растворов ВМС.	73
Занятие №6	Классификация, номенклатура органических соединений. Общие закономерности реакционной способности органических соединений ………...…….	73
Занятие №7	Карбоновые кислоты и их функциональные производные. Липиды. Омыляемые липиды …………………………	101
Занятие №8	Аминокислоты, пептиды, белки …………………....…	120
Занятие №9	Углеводы: моносахариды, ди- и полисахариды………	148
Занятие №10	Биологически активные гетероциклы. Нуклеиновые кислоты…………………………………………………..	166
Занятие №11	Растворы ВМС. Свойства биополимеров …..…………	186

Приложение…………………………………………… 206

ВВЕДЕНИЕ

Химия составляет основу всего комплекса дисциплин, необходимых при подготовке высококвалифицированного специалиста сестринского дела. Химия изучается студентами 1-го курса факультета ВСО в течение двух семестров и состоит из двух частей. Первая часть (общая химия) содержит важнейшие положения современной теории химических процессов и теории строения вещества. Вторая часть (биоорганическая химия) рассматривает свойства биологически важных органических соединений отдельно по классам. Контактная работа со студентами составляет 3 часа, не контактная – 69 чесов, в том числе, лекционный курс - 20 часов, практические занятия - 52 часа.

Студенты, выполнившие план практических занятий, сдают зачет по всему курсу химии. Контроль качества знаний химии каждого студента проводится путем рейтинговой системы, отражающей успеваемость, научный и творческий потенциал студента.

Данное пособие призвано помочь студенту для закрепления теоретического материала в процессе самоподготовки и самоконтроля к занятиям. Задания на самоподготовку составлены по единому принципу и включают следующие разделы:

1.Тема занятия

2. Актуальность темы.

3. Цель занятия.

4. Исходный уровень знаний.

5.План изучения темы.

6. Перечень знаний, умений.

7. Теоретический материал.

8.Задачи и упражнения.

9. Литература.

Контроль усвоения теоретического материала темы, подготовки к выполнению самостоятельной работы студентами проверяется на каждом занятии путем проверки выполнения домашнего задания и выполнения тестовых заданий.

При изучении курса химии студенту следует пользоваться материалом лекций и следующей литературой:

Рекомендуемая литература:

а) основная учебная литература

1. 
   Пузаков С.А. Химия: учебник для факультета ВСО – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006 – 640 с.
   
2. 
   Пузаков С.А. Химия [Электронный ресурс] / Пузаков С.А., 2006 г, ГЭОТАР-Медиа «Консультант студент»
   

б) дополнительная учебная литература

1. 
   Тюкавкина, Н. А. Биоорганическая химия: учебник / Н. А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков, С. Э. Зурабян. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. - 416 с
   
2. 
   Тюкавкина Нонна Арсеньевна Биоорганическая химия [Электронный ресурс] / Тюкавкина Нонна Арсеньевна, 2012 г, ГЭОТАР-Медиа «Консультант студент»
   
3. 
   Жолнин А. В. Общая химия [Электронный ресурс] / А. В. Жолнин, 2012 г, ГЭОТАР-Медиа «Консультант студент»
   
4. 
   Ершов Ю. А. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: учебник для вузов / Ю. А. Ершов, В. А. Попков, А. С. Берлянд; ред. Ю. А. Ершов, 2015, Юрайт. - 560 с
   
5. 
   Попков В.А. Общая химия [Электронный ресурс] / Попков В.А., 2010, ГЭОТАР-Медиа «Консультант студент»
   

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины:

1. 
   Способность использовать основы философских знаний для формирования мировозренческой позиции (ОК-1)
   
2. 
   Способность к самоорганизации и самообразованию (ОК – 5)
   
3. 
   Способность решать стандартные задачи профессиональной деятельности с использованием информационных, библиографических ресурсов, медико-биологической терминологии информационно-коммуникационных технологий и учетом основных требований информационной безопасности (ОПК – 1)
   
4. 
   Способность к использованию основных физико-химических, математических и иных естественнонаучных понятий, и методов при решении профессиональных задач (ОПК – 6)
   
5. 
   Способность и готовность к изучению принципов, методов и форм проведения занятий, методологии анализа проблемных ситуаций в сфере клинической сестринской деятельности и способов их решения (ПК – 19)
   
6. 
   Готовность к оперативному поиску, анализу и публичному представлению результатов исследований в области сестринского дела и общественного здоровья (ПК – 22)
   

Модуль 1: Основные закономерности протекания химических реакций в жидких средах

Занятие №1

I.Тема 1: Растворы и их роль в жизнедеятельности

II. Актуальность темы: Важность темы определяется тем, что на основании законов Рауля и Вант-Гоффа можно определить молярные массы таких веществ, которые не могут быть превращены в газообразное состояние (белки, сахара и др.). На основании закономерностей разбавленных растворов можно объяснить механизм действия изо-, гипер-, гипотонических растворов, применяемых в медицинской практике, а также рассчитать массу веществ для приготовления изотонических растворов. Материал данной темы является необходимой базой для изучения отдельных разделов физической, коллоидной химии.

III. Цель: Сформировать представление о коллигативных свойствах растворов и их значения для жизнедеятельности организма.

IV. Исходный уровень:

1.Понятие о растворах.

2.Способы выражения концентраций растворов.

V.Учебно-целевые вопросы:

1.Основные определения: раствор, растворитель, растворенное вещество, растворимость.

2.Процесс растворения как физико-химическое явление.

3.Термодинамика процесса растворения.

4.Растворы газов в жидкостях. Вода как растворитель, неводные растворители и растворы. Роль водных растворов в жизнедеятельности.

5.Растворы твердых веществ в жидкостях. Понятие о коллигативных свойства растворов. Осмос. Закон Вант-Гоффа об осмотическом давлении.

6.Роль осмоса в биосистемах. Плазмолиз, гемолиз, тургор. Гипо-, изо- и гипертонические растворы.

VI. После изучения темы студент должен

знать:

- суть коллигативных свойств растворов: диффузии, осмоса, снижения давления насыщенного пара растворителя над раствором, снижения температуры замерзания и повышения температуры кипения растворов;

- законы Рауля;

- сущность терминов: изотонический, гипертонический, гипотонический раствор;

- сущность процессов гемолиза и плазмолиза;

уметь:

- производить вычисления по законам Рауля, формулам методов криоскопии и эбулиоскопии;

- проводить сравнительный анализ растворов для определения их действия как изотонических, гипертонических или гипотонических;

- проводить расчеты значений рН и концентрации ионов водорода (гидроксония)

владеть

- навыками составления растворов с заданной концентрацией и определенным значением рН.

VII. Теоретический материал

Растворы и их роль в жизнедеятельности

Если рассмотреть реакции между различными веществами, протекающие в организме, то мы увидим, что практически все они протекают в растворах. Поскольку практически все жидкие системы организма человека представляют собой растворы, то становится понятной важность изучения свойств растворов и условий протекания в них реакций.

Процесс растворения различных веществ в различных жидкостях - это процесс огромной важности для организма человека. Большое физиологическое значение имеет растворяемость в жидких средах организма различных газов, в особенности кислорода - О₂, оксида углерода(IV) - СО₂, азота N₂ и других. Большую важность в этом процессе имеет и характер среды, в которой происходит растворение. Громадное влияние на состояние организма оказывает изменение внешних условий, в связи с чем изменяется растворимость газов в крови. Например, если существенно изменится давление, то результат для организма может быть самым плачевным. Представим себе ситуацию - водолаз быстро поднимается с глубины. При этом давление понижается, а, следовательно, растворимость газов в жидкостях уменьшается. В результате из крови начинают бурно выделяться растворенные в ней газы. Образующиеся пузырьки представляют большую опасность - они

могут закупорить мелкие кровеносные сосуды, что может вызвать гибель человека. То же наблюдается при разгерметизации самолетов, космических кораблей и скафандров космонавтов.

При значительном понижении давления довольно велика вероятность алкалоза - недомогания, вызванного высокой щелочностью крови. Чаще всего это наблюдается у альпинистов. В разреженной атмосфере резко снижается концентрация растворенного в крови С0₂, что приводит к сверхактивной вентиляции легких. В результате заметно возрастает щелочность крови. Для борьбы с описанным явлением используется раствор лимонной кислоты.

Характерным явлением в жидкостных системах организма является осмос. При нормальных условиях (температура тела равна 36,6-37 °С) осмотическое давление крови равно 755-796 кПа. Это очень высокое значение. Объясняется оно наличием в крови большого числа ионов, низко - и высокомолекулярных соединений.

Здоровый организм человека характеризуется постоянным осмотическим давлением крови. Можно сказать, иначе - пока осмотическое давление крови не изменяется, с этой стороны болезнь человеку не угрожает. Это же справедливо и для осмотического давления внутри организма. Именно оно «несет ответственность» за распределение воды между органами, поэтому крайне важно, чтобы его значение не изменялось.

Осмотическое давление существует и в клетке. В качестве действующих растворов выступает содержимое клетки и внешняя среда; полупроницаемой мембраной служат стенки клетки. Если, клетка здорова и условия нормальные, то давление клеточного содержимого (тургорное давление или тургор) превышает давление внешней среды.

В медицинской практике широко используются как гипертонические относительно крови растворы, так и изотонические (т. е, имеющие с кровью равное осмотическое давление). Гипертонические растворы используются для очищения ран: в тканях марлевых повязок, смоченных такими растворами, движение жидкости будет направлено в сторону раствора с большим осмотическим давлением, т. е. из раны в ткань.

Изотонические растворы характеризуются осмотическим давлением, равным по величине осмотическому давлению крови. Как правило, они используются для восполнения значительных потерь крови и плазмы.

КОЛЛИГАТИВНЫЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ