Химия в медицине

• Автор:
• учительница химии и
биологии
• МОБУ СОШ села Новые
Карамалы
• Миякинского района
• Республики
Башкортостан
• Черкесова
• Зульфия
• Тимерзяновна
Тема урока: «Химия в жизни общества:
химия в медицине»
•
•
•
•
•
•
•
Физико-химический профиль.
11 класс.
Деловая игра – ситуация.
Программа: О.С. Габриелян
Цели урока:
Обучающие. Обобщение и контроль знаний учащихся
по пройденному курсу по химии в 11 классе, проверка умений
классифицировать, давать названия
неорганическим и органическим соединениям, составлять уравнения
реакций с их участием.
Развивающие. Развитие навыков и умений в выполнении практических
работ.
Вызвать у учащихся потребность в получении и расширении своих знаний,
творчески подходить к выполнению поставленных целей.
Воспитательные. Реализовать конечную цель образования: подготовить
человека к жизни, к его успешному участию в различных видах
деятельности; научить применять систему знаний в реальной жизни.
Воспитание норм морали: товарищества, взаимопомощи, самокритичности
в оценке знаний, коллективизма.
Игровые цели
Учащимся предлагается выступить в роли
арбитражной комиссии
и в связи с этим каждому – индивидуально –
выполнить анализ определённого
лекарственного препарата,
выбрав адекватные химической природе
и строению препарата методы
химического анализа,
составить заключение о причинах
несчастного случая и путях устранения
обнаруженных недостатков
в работе аптеки и больницы.
Предварительная работа
За месяц до окончания четверти
Учащиеся: самостоятельно
• изучить сценарий;
• инструкции по ТБ
• правила учебной игры
• выбрать 4-х наиболее компетентных товарищей
Учитель: с 4-мя выбранными
учащимися провести специальный
инструктаж по их действиям во
время игры
Ход урока
Распределение ролей и заданий
Основное правило игры
Выбор адекватных методов качественного анализа
испытуемого раствора следует условно принять за
результаты анализа.
Только в крайних случаях обращаться за помощью к
председателю комиссии (учителю).
Помните, обращение к председателю за помощью до
выполнения анализа может расцениваться им как ваша
профессиональная некомпетентность. При получении
трёх замечаний от председателя комиссии, касающихся
ваших неудовлетворительных знаний и (или) умений, вы
отзываетесь из комиссии и переводитесь на работу по
обслуживанию и уборке «лабораторий». При этом
выполнение анализа, проведение которого было поручено
вам, возлагается на другого члена комиссии, объём
работы вашего коллеги резко возрастает. По-видимому,
этот момент не будет способствовать вашему
утверждению в коллективе как специалиста и
становлению как члена коллектива. Не правда ли? Не
забывайте об этом.
Ситуация
Отравление анилином
в химической лаборатории
50 мл
1 % р-ра
CuSO4
30 мл
30 % р-ра
Na2S2O3
Р = 150/90 мм рт. ст.
Головокружение,
сильная слабость
Новокаин
по 50 мл
3 раза
в день
200 мл
10 % р-ра
С6Н12О6
Действия учащихся
В связи со случившимся назначить
специальную комиссию.
Начать служебное расследование.
Установить причины несчастного
случая.
Выявить ошибки в работе больницы
и аптеки.
Наметить пути их устранения.
I группа
II группа
I группа
Проверяют
процедурную
терапевтического отделения
I группа
I группа
I группа
I группа
I I группа
Проверяют
ассистентскую аптеки
II группа
II группа
II группа
II группа
Выполнение качественного анализа испытуемых
растворов лекарственных веществ.
Проведение анализа 30%-ного раствора тиосульфата
натрия (Na2S2O3)
Обнаружение иона S2O32-
• Реакции с кислотами
Раствор
мутнеет
2+
S2O3за счёт
+ 2Hосадка
= H2Sсеры
2O3
H2S2O3 = SO2 (Г) + S↓(T) +
+ H2O
Образуется
белый осадок
• Реакции сAg
ионами
серебра
S
O
2 2 3,
2Ag + +который
S2O32- = Ag2 S2O3(т)
затем чернеет,
Ag2 S2превращаясь
O3(т) +Н2О = Ag2S(т) +
в сульфид
+ 2Н+ серебра
+ SO42-
Проведение анализа 0,5 5 –ного раствора новокаина
(раствор №2)
Н2N---
----C---О----СН2----СН2-----N--C2H5
II
I
O
C2H5
* HCl
Реакция выделения
основания новокаина
Обнаружение хлорид-иона.
Реакция с нитратом серебра (I)
Новокаин + раствор щёлочи
→ белый маслянистый
Что-то яосадок
ничего
не обнаруживаю.
Неужели
здесь была
допущена ошибка
медицинским
персоналом?
Cl- + Ag+ ===
AgCl(т)
AgCl (т) + 2NH3* H2O =
=[Ag(NH3)2]+ + Cl- + 2H2O
Проведение анализа 10% раствора глюкозы
Доказательство наличия
гидроксильных групп (реакция
на многоатомные спирты)
Глюкоза + Сu(OH)2 →
медь(II)сахарат –
хелатный
комплекс с Сu (II);
раствор голубого цвета.
Окисление в щелочной среде.
Реакция «серебряного зеркала»
(Доказательство наличия
альдегидной группы)
Проведение анализа 1 %-ного раствора меди (II) сульфата
(раствор №4)
Реакция
с металлическим железом
Обнаружение SO4 2-.
Реакция с ионом бария.
Сu2+ + Fe (т) = Fe3+ + Cu(т)
Ва2+ + SO4 2- = Ba SO4 (т).
Проведение анализа раствора калия бромида
(раствор №5)
Реакция иона калия с натрия
гидротартратом или с
винной кислотой.
К+ + НС4Н4О6- = КНС4Н4О6 (т)
Реакция бромида-иона с серебра
нитратом.
Вr- + Ag+ = AgBr (т)
Проведение анализа 25 %-ного магния сульфата
(раствор № 6)
Обнаружение иона магния.
Реакция с натрий
гидрофосфатом.
Mg2+ + HPO42- + NH3 =
= NH4 MgPO4 (т)
Обнаружение SO4 2-. Реакция с
ионом бария.
SO4 2- + Ва2+ = Ba SO4 (т).
Оформление каточек № 7.
Составление отчётов работы групп.
Карточка № 7
• Название вашего исследуемого вещества
№ ...
• Заключение о результатах качественного
анализа испытуемого раствора
• Результаты качественного анализа
соответствуют избранному варианту.
•
•
Подпись
Дата
Обсуждение результатов работ
индивидуально каждым членом комиссии.
Оценка работы.
Подведение итогов занятия.
Анкетирование учащихся.
Рефлексия.
Получили учащиеся следующие оценки
В классе: 10 учащихся
«5» - 5 учащихся
«4» - 3 учащихся
«3» - 2 учащихся
Итак…
• Задуманный учителем вариант игры
•
Анализ испытуемых растворов, взятых в
секторе I, показал, что в склянке с
этикеткой «0,5%-ный раствор новокаина»
находится раствор другого вещества.
•
Анализ испытуемых растворов, взятых в
секторе II, показал, что в склянке с
этикеткой «0,5%-ный раствор новокаина»
находится раствор другого вещества.
Вывод учащихся
• Больной А пострадал вследствие применения 50
мл неизвестного вещества вместо 0,5%-ного
раствора новокаина.
• Медперсонал больницы не виноват в
случившимся.
• Серьёзные ошибки в приготовлении растворов
для внутреннего употребления, обнаруженные в
аптеке в результате работы комиссии, требуют
немедленного принятия административных мер,
установления виновных в приготовлении
указанных растворов и привлечении их к
уголовной ответственности за деятельность,
повлёкшую за собой несчастный случай с
больным А.
Заключение
Учащиеся сумели адекватно выбрать и
применить на практике химические методы
качественного анализа индивидуального
вещества органической и неорганической
природы.
Учащиеся выступили в роли арбитражной
комиссии и в связи с этим каждый –
индивидуально – выполнил анализ
определённого лекарственного препарата,
выбрав адекватные химической природе и
строению препарата методы химического
анализа, составил заключение о причинах
несчастного случая и путях устранения
обнаруженных недостатков в работе аптеки и
больницы.
Приложение
Обучающая игровая карточка управляющего типа для проведения
анализа 30%-ного раствора натрия тиосульфата
(раствор №1)
•
•
I. Натрия тиосульфат №1
Натрия тиосульфат пентагидрат Na2S2O3 * 5 H2O, M (Na2S2O3 * 5 H2O) =
=248,18 г/моль.
Бесцветные прозрачные кристаллы без запаха, солоновато-горького
вкуса. При температуре около 50 0 С плавятся в кристаллизационной воде.
Практически нерастворимы в этиловом спирте, легко растворимы в воде (1:1).
30%-ный водный раствор натрия тиосульфата – бесцветная прозрачная
жидкость без запаха, горького вкуса, применяется внутрь при аллергических
заболеваниях как десенсибилизирующее средство.
•
•
•
•
•
•
II. Натрия тиосульфат №1
Качественный анализ
Химические методы
Напишите уравнения известных вам реакций обнаружения иона
натрия и тиосульфата-иона. Выполните эти реакции. В случае
затруднений обращайтесь к старшему по группе.
Контрольная карточка для учителя.
III. Натрия тиосульфат №1
Качественный анализ
Химические методы
1Обнаружение иона S2O321Реакция с кислотами. Сильные минеральные кислоты (серная, соляная)
выделяют из раствора , содержащего тиосульфат-ион, тиосерную кислоту,
которая разлагается на Н2О, SO2, S; раствор мутнеет за счёт осадка серы:
S2O32- + 2H+ = H2S2O3
H2S2O3 = SO2 (Г) + S(T) + H2O
1Реакция с солями серебра. Ион серебра образует с тиосульфатом –ионом
белый осадок Ag2 S2O3, который чернеет, превращаясь в сульфид серебра:
2Ag + + S2O32- = Ag2 S2O3(т)
Ag2 S2O3(т) +Н2О = Ag2S(т) + 2Н+ + SO42-
Обучающая игровая карточка №2 управляющего типа для
проведения анализа 0,5%-ного раствора новокаина
(раствор №2)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
I. Новокаин №2
Прокаин хлоргидрат, бета-диэтиламиноэтилового эфира n-аминобензойной кислоты
гидрохлорид С13Н20N2О3 * НCl. М(С13Н20N2О3 * НCl)=
= 272,78 г/моль
Н2N---
----C---О----СН2----СН2-----N---C2H5
II
I
O
C2H5
* HCl
Бесцветные кристаллы или белый кристаллический порошок без запаха, горького вкуса. На языке
вызывает чувство онемения. очень легко растворим в воде, легко растворим в спирте, мало
растворим в хлороформе, практически не растворим в эфире.
При добавлении к водному раствору новокаина избытка щёлочи выделяется белый маслянистый
осадок – основание новокаина.
0,5%-ный водный раствор новокаина - бесцветная прозрачная жидкость. Применяется для
внутреннего употребления. Местноанестезирующее средство.
II. Новокаин №2
Качественный анализ
Химические методы
Исходя из наличия в молекуле новокаина азот- и кислородсодержащих функциональных групп и
хлорид-иона, обладающих характерными химическими свойствами, укажите, какие качественные
реакции могут быть использованы для обнаружения новокаина.
Напишите уравнения этих реакций, условия их проведения. Постарайтесь самостоятельно
выполнить эти реакции. В случае затруднений обращайтесь к старшему по группе.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
III. Новокаин №2
Качественный анализ
Химические методы
В состав молекулы новокаина входят первичная ароматическая аминогруппа,
сложноэфирная группа, третичная алифатическая аминогруппа, хлорид-ион, обнаружение
которых соответствующими качественными реакциями может служить указанием на
идентичность исследуемого вещества новокаину.
1. Обнаружение первичной ароматической аминогруппы.
Реакия диазотирования и азосочетания.
+ NaNO2, НСl , NaOH →
азокраситель (вишнёво-красное или оранжево-красный осадок).
2. Обнаружение сложноэфирной группы
Реакция образования гидроксаматов тяжёлых металлов.
+ Н2 N—ОН, NaOH →
+ Сu2+ →
меди(II) гироксомат
зелёного цвета
3. Обнаружение третичной аминогруппы
Реакция осаждения органического основания комплексными кислотами. С раствором Драгендорфа (раствор
К[Bi I4] органическое основание, содержащее третичную аминогруппу, образует в кислой среде
труднорастворимое соединение бурого или оранжевого цвета.
4. Реакция выделения основания новокаина.
При добавлении к водному раствору новокаина щёлочи выделяется белый маслянистый осадок –
основание новокаина.
5. Обнаружение хлорид-иона. Реакция с нитратом серебра (I).
HNO3
+
Cl + Ag ===
AgCl(т)
AgCl (т) + 2NH3* H2O = {Ag(NH3)2]+ + Cl- + 2H2O
Испытание растворимости осадка серебра хлорида в растворе аммиака следует проводить после отделения и
промывания осадка водой. в противном случае в аммиачной среде возможно выпадение в осадок основания
новокаина.
Обучающая игровая карточка №3 управляющего типа для
проведения анализа 10%-ного раствора D-глюкозы
(раствор №3)
•
•
•
•
•
I.D-глюкоза №3
Декстроза С6Н12О6, М(С6Н12О6) = 180,16 г/моль.
Бесцветные кристаллы или белый микрокристаллический порошок без
запаха, сладкого вкуса. растворим в воде (1:1,5), плохо –в спирте.
Раствор D-глюкозы – бесцветная прозрачная жидкость.
10%-ный раствор D-глюкозы для внутреннего употребления –
гипертонический раствор, улучшающий антитоксическую функцию
печени, процессы обмена веществ.
•
II.D-глюкоза №3
•
•
•
Качественный анализ
Химические методы
Выполните качественные реакции, доказывающие наличие в растворе
восстанавливающего сахара. запишите уравнение реакций. В случае
затруднений при выполнении реакций обращайтесь к старшему по группе.
Можно ли на основании положительных результатов качественных
реакций, проведённых вами, сделать вывод о наличии D-глюкозы в
анализирующем растворе?
•
•
•
•
•
III. D-глюкоза №3
Качественный анализ
Химические методы
Доказательство наличия гидроксильных групп
(реакция на многоатомные спирты)
• + Сu(OH)2 → медь(II) сахарат – хелатный
комплекс с Сu (II); раствор голубого цвета.
• Окисление в щелочной среде. Глюкоза, как все
альдозы, способна восстанавливать в щелочной
среде ион серебра, ион меди(II) до металла,
расщепляясь при этом и давая смесь продуктов
окисления.
Обучающая игровая карточка №4 управляющего типа для
проведения анализа 1%-ного раствора меди (II) сульфата
(раствор №4)
– I.Меди (II) сульфат №4
–
Меди (II) сульфат пентагидрат (медный купорос) CuSO4* 5H2O.
– М(CuSO4* 5H2О) = 249, 68 г/моль.
–
Синее кристаллы или синий кристаллический порошок без запаха,
металлического вкуса.
–
На воздухе и в сухом месте кристаллы выветриваются и цвет их
становится светлее. CuSO4* 5H2O легко растворим в воде (1:3 в холодной и
1:8 в кипящей).
–
1%-ный раствор меди сульфата – прозрачная жидкость голубого
цвета, используется для внутреннего употребления как рвотное средство.
•
•
•
•
–
II.Меди (II) сульфат №4
Качественный анализ
Химические методы
Обратите внимание на окраску анализируемого раствора. Предложите
качественные реакции для обнаружения иона меди (II) и сульфата-иона.
Выполните предложенные вами реакции экспериментально. В случае
затруднения обратитесь к старшему по группе.
–
• Качественный анализ
• Химические методы
–
–
–
–
–
–
–
–
–
В предварительных испытаниях обращают внимание на голубую
окраску раствора, обусловленную аквакомплексами меди (II). Затем
проводят реакции обнаружения иона меди (II) и сульфата-иона.
1. Обнаружение иона меди (II).
1.1 Реакции с аммиаком. Аммиак при взаимодействии с ионом меди (II)
осаждает основные соли переменного состава сине-зелёного цвета, легко
растворимые в избытке реагента. При рН больше 9 образуются амминокомплексы меди интенсивно синего цвета.
Сu2+ 4NH3 * H2O = [Cu(NH3)4 ]2+ + 4H2O
III.Меди (II) сульфат №4
1.2. Реакция с металлическим железом. Железная проволочка или железные
опилки, помещённые в раствор соли меди (II), через несколько минут
покрываются красным налётом металлической меди.
Сu2+ + Fe (т) = Fe3+ + Cu(т)
2. Обнаружение SO4 2-. Реакция с ионом бария. Сульфат-ион с ионом бария
образует белый мелкокристаллический осадок бария сульфата, практически
нерастворимый в разбавленных минеральных кислотах.SO4 2- + Ва2+ =
=Ba SO4 (т).
Обучающая игровая карточка №5 управляющего типа для
проведения анализа 2%-ного раствора калия бромида
(раствор №5)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
I. Калия бромид №5
KBr, M(KBr) = 119, 002 г/моль.
Белый, мелкокристаллический порошок без запаха, солёного вкуса.
Ограниченно растворим в воде, мало растворим в этиловом спирте.
2%-ный раствор калия бромида – бесцветная прозрачная жидкость
почти нейтральной реакции. Применяется для внутреннего
употребления. Успокаивающее средство.
II. Калия бромид №5
Качественный анализ
Химические методы
Напишите уравнения известных вам реакций обнаружения иона калия и
бромид-иона, отметив микрокристаллоскопические реакции. Укажите условия их
проведения.
Выполните предложенные вами реакции исходя из имеющихся в
лаборатории набора реактивов.
II. Калия бромид №5
В случае затруднений обращайтесь к старшему по группе.
• III. Калия бромид №5
• Качественный анализ
• Химические методы
– 1.1 Реакция иона калия с натрия гидротартратом или с
винной кислотой.
– К+ + НС4Н4О6- = КНС4Н4О6 (т)
– 1.2 Реакция бромида-иона с серебра нитратом.
– Вr- + Ag+ = AgBr (т)
• Реакция окисления бромид-иона. различные окислители
(хлорная вода, хлорамин, калия бромат, калия
перманганат, калия дихромат и др.) в кислой среде
окисляют бромид-ион до свободного брома, который
экстрагируется хлороформом, окрашивая его в жёлтый
цвет
– 2Br- + Cl2 = Br2 + 2 Cl-
Обучающая игровая карточка №6 управляющего типа для
проведения анализа 25%-ного раствора магния сульфата
(раствор №6)
• I. Магния сульфат №6
•
Магния сульфат гептагидрат MgSO4 * 7H2O. М(MgSO4 *
7H2O)= 246,47 г/моль.
–
Бесцветные призматические кристаллы, выветривающиеся на
воздухе, хорошо растворяются в воде, плохо – в этиловом спирте.
–
25%-ный водный раствор магния сульфата – бесцветная
прозрачная жидкость горько-синего вкуса; применяется как
противосудоржное и спазмолитическое средство.
•
•
•
II. Магния сульфат №6
Качественный анализ
Химические методы
–
Напишите уравнения известных вам реакций обнаружения иона Mg2+ и
сульфата-иона. Выполните эти реакции. В случае затруднения
обращайтесь к старшему по группе.
•
•
•
III. Магния сульфат №6
Качественный анализ
Химические методы
– Обнаружение иона магния.
– Реакция с натрий гидрофосфатом. Натрий гидрофосфат в присутствии
солей аммония и аммиака (рН9) образует с катионами магния белый
кристаллический осадок аммоний-магний фосфата, растворимый в
уксусной кислоте:
– Mg2+ + HPO42- + NH3 = NH4 MgPO4 (т)
– Реакцию желательно провести микрокристаллоскопическим способом,
рассмотреть под микроскопом форму и цвет кристаллов NH4 MgPO4 * 6Н2О.
– Обнаружение SO4 2-. Реакция с ионом бария. Сульфат-ион с ионом бария
образует белый мелкокристаллический осадок бария сульфата,
практически нерастворимый в разбавленных минеральных кислотах.
–
SO4 2- + Ва2+ = Ba SO4 (т).
И на последок…
Мои пожелания участникам конкурса!
Душою красивы и очень добры,
Талантом сильны Вы и сердцем
щедры.
Все Ваши идеи, мечты о
прекрасном,
Уроки, затеи не будут
напрасны!
Вы к детям дорогу сумели
найти,
Пусть ждут Вас успехи на этом
пути!
Помните
Учитель всегда на первом месте!