Элективный курс: «Химия и медицина»
|
|
Скачать 1.02 Mb.
|
|
5. В одном из белков содержится 0,32% серы. Определите относительную молекулярную массу данного белка, если предположить, что в молекуле содержится один атом серы. Решение. = m(элемента) ٠ 100% ; M 0,32% = 32 ٠ 100% ; Мr(белка) = 1000 М Ответ: Mr = 1000. 6. 1,62 г дипептида сожгли в избытке кислорода. Смесь газообразных веществ пропустили через трубку с оксидом фосфора (IV), а из полученной смеси удалили кислород и измерили объём оставшегося газа, который оказался равным 224 мл (н.у.). Масса трубки с оксидом фосфора (V) увеличилась на 0,9 г. Определите формулу дипептида, если известно, что одна из аминокислот – глицин. Решение. P2O5 + 3H2O = 2H3PO4 Сa(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O Оставшийся газ азот (N2); m(Н2О) = 0,9г; V(N2) = 224мл; m(CaCO3) = 5г. n(H2O) = 0,9/18 = 0,05моль; n(H) = 0,1моль; m(Н) = 0,1г. n(N2) = 224/22400 = 0,01моль; n(N) = 0,02моль; m(N) = 0,28г. n(CaCO3) = 5/100 = 0,05моль; n(C) = 0,05 моль; m(C) = 0,6г. m(O) = 1,62 – 0,1 – 0,28 – 0,6 = 0,64г. n(O) = 0,04моль. С : Н : N : О = 0,05 : 0,1 : 0,02 : 0,04 С : Н : N : О = 5 : 10 : 2 : 4 Это формула дипептида – С5H10N2O4 Если один из остатков аминокислоты глицин: NH2 – CH2 – COOH, то второй остаток аминокислоты – серин/ NH2 – CH2 – CO – NH – CH – COOH | CH2OH глицилсерин Упражнения по теме: «Свойства белков и углеводов». 1. Напишите формулу дипептидов, которые можно получить из аланина и серина. Решение. NH2 – CH – CO – NH – CH – COOH аланилаланин | | CH3 CH3 NH2 – CH – CO – NH – CH – COOH серилсерин | | СН2ОН СН2ОН NH2 – CH – CO – NH – CH – COOH аланилсерин | | CH3 CH2OH NH2 – CH – CO – NH – CH – COOH серилаланин | | СН2ОН СН3 ^ Напишите уравнение реакции гидролиза трипептида, содержащего остатки глицина, валина, серина. Решение. H+ NH2 – CH2 – CO – NH – CH – CO – NH – CH – COOH + 2H2O → | | CH – CH3 CH2OH | CH3 → NH2 – CH2 – COOH + NH2 – CH – COOH + NH – CH – COOH | | CH – CH3 CH2OH | CH3 3. Глюкозу получают гидролизом древесных опилок в присутствии соляной кислоты, которую в последствии нейтрализуют гидрокарбонатом натрия. Напишите уравнения реакции о которых идёт речь. Решение. H+ (С6Н10О5)n + nH2O → nC6H12O6 клетчатка глюкоза HCl + NaHCO3 → NaCl + H2O + CO2↑ 4. Ценным заместителем сахара для людей, страдающих диабетом является сорбит, который можно получить из глюкозы в кислой среде (соляная кислоты)т при взаимодействии на неё цинком. Напишите уравнения соответствующих химических реакций. Решение. СН2 – СН – СН – СН – СН – СОН + Н2 → СН2 – СН – СН – СН – СН – СН2 | | | | | | | | | | | OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH глюкоза сорбит Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ 5. Ксилит – пятиатомный спирт с холодящим сладким вкусом – заменитель сахара для больных диабетом. Составьте уравнение реакции получения ксилита из рибозы. Решение. СН2 – СН – СН – СН – СОН + Н2 → СН2 – СН – СН – СН – СН2 | | | | | | | | | OH OH OH OH OH OH OH OH OH рибоза ксилит Тестовые задания по теме: «Биополимеры». 1. Вещество, которое не гидролизуется - а) целлюлоза; в) фруктоза; б) сахароза; г) лактоза. 2. Число изомерных трипептидов, содержащих по одному остатку фенилаланина, серина, аланина – а) 3; б) 6; в) 9; г) 12. 3. Денатурация это – а) связывание белками молекул воды; б) частичное и полное разрушение пространственной структуры белков при сохранении первичной структуры; в) расщепление полипептидной цепи под действием ферментов; г) потеря белковой молекулы электрического заряда при определённой кислотности среды. 4. Реакция, лежащая в основе усвоения белка в желудочно-кишечном тракте: а) окисления; в) этерификации; б) дегидратации; г) гидролиза. 5. Между какими фрагментами - спирали полипептидной цепи в белках возникают водородные связи: а) \ / N – H и О = С / \ б) \ / – N и Н – С – / \    в) \ / – С – Н и О = С / \ г) \ / – N и O = C / \ 6. Изоэлектрическая точка белка это: а) значение иотенциала, при котором происходит анодное окисление белка; б) величина электрического заряда белковой молекулы в растворе с заданным значением рН; в) значение рН раствора, при котором молекула белка не имеет электрического заряда; г) значение рН раствора, при котором происходит денатурация белка. 7. Вещества, не являющиеся составной частью нуклеотидов это: а) пиримидиновое или пуриновые основания; б) рибоза или дезоксирибоза; в) - аминокислота; г) фосфорная кислота. 8. Пара азотистых оснований, которая не является комплементарной: а) аденин – тимин; в) гуанин – аденин; б) гуанин – цитозин; г) аденин – урацил. 9. Природные полимеры это: а) витамины; в) нуклеиновые кислоты; б) гормоны; г) жиры. 10. Ферменты это: а) низкомолекулярные органические соединения, способствующие переносу веществ через клеточную мембрану; б) природные катализаторы белковой природы, ускоряющие биохимические процессы; в) биологически активные вещества, которые вырабатываются железами внутренней секреции и регулируют деятельность органов и тканей живого организма; г) биологически активные вещества, угнетающие жизнедеятельность «болезнетворных микроорганизмов». 11. Группа ферментов, катализирующая окислительно-восстановительные реакции в организме – это: а) трансферазы; в) изомеразы; б) оксидоредуктазы; г) гидролазы. 12. Процесс иммобилизации фермента: а) закрепление фермента на нерастворимом в воде носителе; б) потеря ферментом активности; в) продуцирование фермента живой клеткой; в) введение фермента организмом извне. 13. Утверждение неверно: а) ферменты по сравнению с неорганическими катализаторами отличаются большей селективностью и активностью; б) гормоны вазопрессин и окситоцин являются нонапептидными, поэтому их относительная молекулярная масса одинакова; в) витамин С относится к водорастворимым витаминам; г) первичная структура белка представляет собой последовательность остатков аминокислот, связанных пептидными связями. 14. К группе половых гормонов относятся эстрадиол и тестостерон: а) пептидных; б) белковых; в) производных аминокислот; г) стероидных.
Синтезы мономеров и макромолекул биополимеров. Задание 1. Напишите уравнения реакций, в результате которых можно осуществить превращения а) пропанола-1 в 2-аминопрпановую кислоту (аланин); б) осуществить превращения пропанола-1 в изопропиловый эфир -аланина. Ответ: H | а) СН3 – СН2 – СН2ОН → СН3 – СН2 – С = О → CH3 – CH2 – COOH → → CH3 – CH – COOH → CH3 – CH – COOH | | Cl NH2 H | б) СН3 – СН2 – СН2OH → CH3 – CH2 – C = O → CH3 – CH2 – COOH → →  CH3 – CH – COOH → [CH3 – CH – COOH]Cl-| | Cl NH3+ O || [CH3 – CH – C – O – CH – CH3]Cl-   | |NH3+ CH3 C3H7OH → CH3 – CH = CH2 → CH3 – CH – CH3 | OH O || CH3 – CH – C – O – CH – CH3 | | CH3 CH3 Задание 2. Предложите схему превращения метиловогоэфира изовалериановой кислоты в этиловый эфир валина. Ответ: O || СН3 – СН – СН2 – С – О – СН3 |    CH3O || CH3OH CH3 – CH – CH2 – C – OH  ↓ |CH3Cl CH3 ↓ CH3 – CH3 CH3 – CH – CH – COOH ↓ | |  CH3 – CH2Cl CH3 Cl↓ CH3 – CH2OH  [CH3 – CH – CH – COOH]Cl-| | CH3 NH3+    O || [CH3 – CH – CH – C – O – C2H5]+Cl- | | CH3 NH3 O || CH3 – CH – CH – C – O – C2H5 | | CH3 NH2 Задание 3. Получите - аминокислоту – серин из возможно дешёвых и доступных продуктов. Ответ: CaCO3 → CaC2 → CH ≡ CH → CH2 = CH – C ≡ N → CH2 = CH – COOH → → CH2 – CH – COOH → NH2 – CH – COOH | | | OH Cl CH2OH Задание 4. Исходя из карбида кальция получите глицилглицил. Ответ: CaC2 → CH ≡ CH → CH3 – C = O → CH3 – C = O → Cl – CH2 – COOH → | | H OH → NH2 – CH2 – COOH → NH2 – CH2 – C – NH – CH2 – C – OH || || O O Задание 5. Используя минимум простых веществ и продуктов их взаимодействия получите полисахарид – крахмал. Ответ: A   l → Al4C3 CH4 → H – C = O → C6H12O6 → (-С6Н10О5-)nH 2 → H2O | - глюкоза крахмалH Задание 6. Получите из метана через акриловую кислоту - и - аланин. Ответ: CH4 ↓ CH ≡ CH ↓ CH2 = CH – C – OH || O CH3 – CH2 – COOH ClCH2 – CH2 – COOH ↓ ↓ CH3 – CHCl – COOH ↓ NH2 – CH2 – CH2 – COOH CH3 – CH – COOH | NH2 Задание 7. Получите серин из угля и известняка. Ответ: C  aCO3 → CaO CaC2 → CH ≡ CH → CH2 =CH – C ≡ N →C→ CH2 = CH – COOH → CH2 – CH2 – COOH → Cl – CH – COOH → | | OH CH2OH → NH2 – CH – COOH | CH2OH Задание 8. Осуществите превращение бутена-2 в 2-амино-2-метилпропановую кислоту, из которой получите дипептид. Ответ: CH3 – CH = CH – CH3 → CH3 – CH2 – CH2 – CH3 → CH3 – CH – CH3 → | CH3 OH OH OH OH | | | | → CH3 – C = CH2 → CH3 – C – CH2 → CH3 – C – C = O → CH3 – C – C = O → | | | | | | CH3 CH3 CH3 H CH3 OH Cl NH2 CH3 CH3 | | | | → CH3 – C – COOH → CH3 – C – COOH → NH2 – C – C – NH – C – COOH | | | || | CH3 CH3 CH3 O CH3 Задание 9. Из клетчатки получите стирол. Ответ: (-С6H10O5-)n → C6H12O6 → C2H5OH → C2H4 → BrCH2 – CH2Br → C2H2 →  CH – CH3 / |Br  CH2 – CH3/→ →   CH =CH2Задание 10. Из крахмала получите 2-аминобутан. Ответ: (-C6H10O5-)n → C6H12O6 → CH3 – CH2OH → CH2 = CH – CH = CH2 → → CH3 – CH = CH – CH3 → CH3 – CH – CH2 – CH3 → CH3 – CH – CH2 – CH3 | | Cl NH2 Практические работы на тему: «Биополимеры». Практическая работа «Свойства белка». Существуют белки, растворимые в воде (или в растворах кислот, щелочей, солей) и совсем нерастворимые, например белки опорных тканей, ногтей, шерсти. Растворы белков коллоидные, доказательством чего служит их способность рассеивать свет. Важное свойство растворов белков – денатурация. ^ – частичное разрушение пространственной структуры белка. Обратимая денатурация происходит в результате высаливания (выделение белка из раствора добавлением соли) или коагуляции (нарушение структуры гидратных оболочек макромолекул белка, приводящее к выделению гелеобразного осадка). ^ – полное разрушение пространственной структуры белка, приводящая к потере биологической активности. Необратимая денатурация происходит под действием солей тяжёлых металлов, высокой температуры или излучения. Денатурация белка. Опыт 1.
Опыт 2.
Качественные цветные реакции на белок. Опыт 1. Биуретовая реакция (распознавание в молекуле белка пептидных групп.
Опыт 2. Ксантопротеиновая реакция (обнаружение бензольных ядер в аминокислотных остатках белка).
Опыт 3. Обнаружение белка в мясном бульоне.
III блок. Вещества и здоровье человека. Лекция на тему: «Влияние неорганических веществ на организм человека». Многие неорганические вещества широко используются в медицине. При ознакомлении с галогенами и их важнейшими соединениями необходимо обратить внимание учащихся на то, что фтор в виде фторапатита Ca3(PO4)2F содержится в зубах, костях, а в виде соединений NaF; SnF2 входит в состав зубных паст. Хлор в составе NaCI – один из основных компонентов плазмы крови. Раствор NaCI с массовой долей вещества, равной 0,9% (физиологический раствор), используют для инъекций. Раствор хлороводородной кислоты применяют для лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта (гастрит, панкреатит).Соляная кислота выполняет пищеварительную и бактерицидные функции в желудке, к тому же она участвует в образовании гемоглобина и других биологически активных соединений. Бром необходим для производства лекарственных препаратов. Бромид натрия и бромид калия используют для приёма внутрь с целью восстановления сбалансированного соотношения процессов возбуждения и торможения в головном мозге. Иод применяется в медицине в виде так называемой тинктуры (10% - ный раствор мода в этиловом спирте), превосходного антисептического и кровоостанавливающего средства. Иод участвует в образовании гормона щитовидной железы, влияющего на обмен веществ в организме. Иодид натрия и иодид калия применяют для профилактики и лечения эндемического зоба, для профилактики атеросклероза. Кислород широко используют в медицинской практике при лечении лёгочных и сердечных заболеваний, для поддержания жизни больных с затруднённым дыханием (кислородные подушки, барокамеры, «кислородный коктейль»). Кислород используют в кислородно – дыхательных аппаратах (на военных судах, при высотных полётах военных лётчиков, при проведении подводных работ). Озон – сильный окислитель, проявляющий дезинфицирующее и бактерицидные свойства. В малых дозах озон оказывает стимулирующее действие на организм человека: повышает устойчивость к действию токсических веществ, уровень гемоглобина в крови, иммунобиологическую защиту, улучшает работу лёгких, нормализует артериальное давление. Озоновый слой (90% озона сосредоточено на высоте 10 – 50 км.) спасает человека и животных, поглощая избыток ультрафиолетовых лучей, вредно влияющих на всё живое. В высоких концентрациях озон токсичен, оказывает раздражающее действие на верхние дыхательные пути, бронхи и лёгкие, задерживает синтез витамина D, вызывает чувство усталости, головную боль, воспаление слизистых оболочек глаз, носа, кровотечение из носа. Широко используют в медицине соли серной кислоты: Na2SO4٠10H2O (глауберова соль) и MgSO47٠H2O (горькая соль) – как слабительное; CaSO4٠2H2O (гипс) – гипсовые повязки; СuSO4٠5H2O (медный купорос) – вяжущее и антисептическое средство. ^ (10%-ный водный раствор аммиака используют в качестве лекарственного средства при обмороке: выделяющийся из раствора газообразный аммиак раздражает нервные окончания верхних дыхательных путей и рефлекторно возбуждает центральную нервную систему – человек приходит в сознание. ^ NH4CI – отхаркивающее средство. Нитрат серебра AgNO3 – наряду с противомикробными свойствами в малых концентрациях (до 2%) обладает вяжущим, а в больших (5% и более) – прижигающим действием. Его применяют при лечении кожных язв, а также при поражениях слизистых оболочек глаз (конъюнктивит) и гортани (ларингит), используют для прижигания бородавок. ^ N2O – «веселящий газ» - в смеси с кислородом применяют как анестезирующее средство. Фосфор входит в состав зубов, костей, мышц, нервных тканей и мозга. Он участвует в передаче энергии в организме (АТФ), наследственной информации (ДНК и РНК), в поддержании постоянной кислотности крови. Фосфор используют при приготовлении лекарств (фосфакол – при глаукоме). ^ назначают внутрь при отравлении солями тяжелых металлов, пищевых интоксикациях. Адсорбируя токсические вещества, он препятствует их всасыванию в желудочно-кишечном тракте и проявлению их токсического действия. Смесь углекислого газа СО2 – с кислородом или воздухом (карбоген) – средство для возбуждения дыхательного центра – применяют в медицине в случае резкого угнетения дыхания. ^ (питьевая сода) NаНСО3 (1 – 2 % - ные растворы) применяют для промывания глаз, полости рта и носа при поражении их отравляющими веществами. Раствор питьевой соды используют для устранения изжоги, вызванной повышением кислотности желудочного сока, а также при отравлении кислотами. Полисилоксаны – силиконовые масла используют как медицинские материалы, обладающие хорошей совместимостью с кровью. ^ играют важнейшую роль в организме человека. Натрий участвует в передаче нервных импульсов, способствует удержанию воды в организме. ^ КСI применяют внутрь в виде 10% -ного раствора в качестве противоаритмического средства, для регуляции сердечной деятельности. Соли лития применяют для лечения психических заболеваний, а также заболеваний, связанных с отложением солей, например, подагры. ^ СаСI2 применяют при лечении неврозов, а также противоаллергический, противовоспалительный препарат. Сульфат магния МgSO4 уменьшает спазмы сосудов, применяется как слабительное и желчегонное средство. Марганец влияет на процессы кроветворения, ускоряет образование антител, нейтрализующих вредное влияние чужеродных белков. Например, внутренняя инъекция сульфата магния спасает от укуса паука – каракурта. ^ КМпО4 используют в качестве дезинфицирующего, антисептического и кровоостанавливающего средства. Сульфат цинка ZnSO4 как антисептическое средство входит в состав глазных капель. ^ ZnO применяют как вяжущее, подсушивающее и дезинфицирующее средство при кожных заболеваниях. Влияние металлов на организм человека. В организме человека и животных с помощью современных аналитических методов исследования обнаружено около 70 химических элементов. Рассмотрим влияние некоторых металлов на организм человека. Ионы тяжёлых металлов – кадмия, ртути, свинца, олова, висмута, особенно таллия, - попадая по вине промышленных предприятий в почву и воду, а затем в наш организм, становятся поражающим фактором, отравляют организм человека. В Древнем Риме исключительно широко использовали свинец. В частности, из него были изготовлены водопроводные трубы, а сплавы, содержащие свинец, стали основным материалом для изготовления посуды. Естественно, что водопровод был только в богатых домах, в силу чего в организмах представителей высших слоёв общества происходило постоянное накопление чрезмерных количеств свинца – это подтвердили исследования захоронений этого времени. А ведь даже малые концентрации свинца в организме ведут к снижению умственных способностей. В Германии были проведены исследования, которые наглядно показали, что у людей, которые долго жили вблизи производств, использующих свинец, умственные способности значительно ниже, чем у их сверстников из экологически чистых районов. Горожане, живущие вблизи автомагистралей с интенсивным движением, подвергаются риску аккумулировать в своём организме всего лишь за несколько лет такое количество свинца, которое значительно превышает допустимые пределы. В одном из индустриальных районов Швейцарии те, кто проживал, рядом с шоссе, приблизительно в десять раз чаще заболевали раком, чем живущие на расстоянии 400 м. от того же шоссе. Свинец явился причиной гибели английского полярного исследователя адмирала Джона Франклина. Отправившись в 1845г. в своё последнее плавание, сэр Франклин и его команда из 130 человек погибли по неизвестной причине. В 1981-1986гг. антропологи произвели эксгумацию останков и исследовали возможные причины смерти участников экспедиции. В результате применения современных методов анализа было установлено, что причиной не только смерти, но и явным нарушением поведения людей в последние недели жизни (в частности. каннибализма) послужило отравление свинцом. Оказывается, Британское адмиралтейство снабдило экспедицию большим запасом консервов (тогда это было новинкой) в банках из белой жести, упакованных в свинцовую фольгу. И этот свинец накапливался в содержимом банок. Большое патологическое действие на организм человека оказывают и многие другие металлы: Свинец. Источники бытовых отравлений – недоброкачественная лужёная, эмалированная, фарфорово-фаянсовая и глиняная посуда, покрытая глазурью, питьевая вода (свинцовые трубы), нюхательный табак, завёрнутый в свинцовую бумагу, этилированный бензин. В промышленности – производство аккумуляторов, свинцовых красок, добыча свинцовых руд. Накапливается в костной ткани, печени, почках. Ядовит, вызывает изменения в нервной ткани и кровеносных сосудах. Острое отравление сопровождается сильными болями в области живота или в суставах судорогами, галлюцинациями, страшными сновидениями, потерей сознания. Марганец. Используется в металлургической, стекольной, химической промышленности, в ситцепечатании. Действует на организм через органы дыхания. Поражает ЦНС, почки, органы кровообращения и лёгкие. Острое отравление приводит к смерти. Накапливается в печени. Хром. Используют в металлообрабатывающей, лакокрасочной, текстильной промышленности и сельском хозяйстве для борьбы с вредителями. Действует на слизистые оболочки, вызывая прободение носовой перегородки. Вызывает головную боль, слабость, похудение, дерматиты, гепатит, бронхиальную астму. Кадмий. Используют в ювелирном деле, фотографии, для получения легкоплавких сплавов. Попадает в организм в виде аэрозолей через органы дыхания. Вызывает внутренние кровотечения, воспаление почек, жировое перерождение почек и сердца, поражение костной системы, нарушение обмена кальция и фосфора. При острых отравлениях наблюдается отёк лица, языка, ушных раковин. Таллий. Используется в стекольной промышленности, производстве электрических ламп, средств для борьбы с грызунами, в медицине – для удаления волос при кожных заболеваниях. Ядовиты все соединения. При острых отравлениях наблюдаются потеря сознания, тонические судороги, параличи. Типичны облысение, расстройство функций желудка, рвота, боли в суставах, воспаление почек. Никель. Используют для покрытия металлических изделий, получение сплавов, в аккумуляторах, в качестве катализатора в органической химии. Поражает лёгкие, кожу, наблюдаются носовые кровотечения, прободение перегородки носа. Вызывает рак лёгких. Ванадий. Используют в качестве катализатора и как легирующий элемент для получения сплавов. Попадает в организм в виде пыли и аэрозоля. Вызывает аллергию, конъюнктивиты, фарингит, бронхит, лёгочное кровотечение. Поражает кровеносные сосуды. Кобальт. В организм поступает в виде пыли через органы дыхания. Возможно действие на кожу. Накапливается в костях, печени, селезёнке, поджелудочной железе. Вызывает острые дерматиты с появлением красных пятен, сильные отёки, кашель и одышку. Ртуть. Используется в производстве люминесцентных ламп, в ртутных насосах и выпрямителях, для извлечения золота и серебра. Поражает ЦНС, кору головного мозга. Связывает белки, в результате нарушается клеточное дыхание. Отравление проявляется металлическим вкусом во рту, жгучими болями в пищеводе и желудке, рвотой и кровавым поносам Через 5-10 суток наступает смерть. Накапливается в печени и почках. Медь. Используют в ситцепечатании и гальванопластике. Источники бытовых отравлений – пища приготовленная и охлаждённая в медной посуде, бобовые растения, обработанные медным купоросом (эти культуры накапливают медь). Накапливается в печени. Вызывает тошноту, рвоту, понос, проявляется зелёной каймой на дёснах и зелёной окраской волос. Некоторые металлы оказывают положительное действие на организм человека. Известно, что в древности хранили воду в сосудах из серебра, так как она в них долго не портилась. Это было особенно важно для мореплавателей. Сейчас мы можем объяснить это явление. Поскольку совершенно нерастворимых веществ нет, то некоторое количество атомов серебра, окисляясь, переходят в водную среду: Ag0 – ē Ag+ Ионы серебра обладают бактерицидным действием. Микроорганизмы гибнут, и вода сохраняет свою свежесть. Есть в Периодической системе удивительный металл - тантал. Это тугоплавкий металл , химически чрезвычайно стойкий и в то же время совместимый с тканями человека. Поэтому он незаменим в восстановительной хирургии. Например, проломы в черепе можно заменить танталовыми пластинами, а танталовыми нитями можно сшить даже нервы. В восстановительной хирургии используют и ниобий – в виде нитей для сшивания порванных сухожилий, кровеносных сосудов и нервов. Не только жизнь Кощея Бессмертного, но, и возможно, и наше здоровье заключены в яичную скорлупу. Если человек страдает малокровием, аллергией, подвержен простудам, проявлению герпеса на губах, не исключено, что всё это связано с элементарной нехваткой в организме кальция. В этом случае поможет яичная скорлупа – идеальный источник этого элемента. Исправить нарушения обмена кальция традиционно медицинским способом удаётся с трудом – применяемые в медицине препараты (хлористый кальций, гипс, мел) плохо усваиваются организмом. А вот скорлупа куриных яиц, на 90% состоящая из карбоната кальция, - легко. Вдобавок она содержит все необходимые для организма микроэлементы, в том числе медь, железо, хром, марганец, фтор, молибден, фосфор, серу, кремний, цинк и другие (всего 27 элементов). Кстати, скорлупа – прекрасное средство выводящее радионуклиды, её можно эффективно использовать в очагах радиоактивного заражения. Расчётные задачи по теме: «Вещества и здоровье человека». 1.Глюкозу, которая в организме играет роль питательного вещества, в медицине часто применяют в виде растворов разной концентрации. Рассчитайте массу 5% - ого раствора глюкозы, в котором следует растворить 120г. её, чтобы получить 8% - ый раствор. Решение. = m (вещества) ٠ 100% m (раствора)  = x ٠ 100 где х – масса глюкозы; a а – масса 5%-ного раствора. = (x + 120) ٠ 100 a + 120 х = 0,05 ٠ а; Отсюда: 0,08а + 9,6 = 120 + 0,05а 0,03а = 110,4 а = 3680 г. Ответ: масса 5%-ного раствора 3650 г. 2.Каким объёмом воды нужно разбавить 500мл. 0,5М раствора глюкозы, чтобы получить физиологический 0,1М раствор? Решение. 1000 мл – 0,5 моль 500 мл – х моль х = 0,25 моль (количество вещества глюкозы, содержащееся в 500 мл. 0,5М раствора) 1000 мл – 0,1 моль х мл – 0,25 моль х = 2500 мл (объём 0,1М раствора глюкозы) V(H2O) = 2500мл – 500мл = 2000мл Ответ: V(H2O) = 2000мл. 3. Определить массу воды, которую необходимо добавить к 500г. 16% - ого раствора сахарозы, чтобы его концентрация стала 10% - ной? Решение. I способ. Сахароза 16% 10 частей     10%Вода 0% 6 частей m(раствора 1 части) = 500г/10 = 50г Для получения 10%-ного раствора необходимо взять 10 частей сахарозы и 6 частей воды. m(H2O) = 50 ٠ 6 = 300Г. Ответ: m(H2O) = 300г. II способ. 16% = х ٠ 100 500 х = 80г. (сахарозы, содержащейся в 500г. 16%-ного раствора) 10% = 80 ٠ 100 500 + х 5000 + 10х = 8000 х = 300г. (масса воды, которую необходимо добавить к 500г. 16% - ого раствора сахарозы, чтобы его концентрация стала 10% - ной) Ответ: m(H2O) = 300г. 4.Известно, что для взрослого человека необходимо 1,5г. белка на один килограмм массы в день. Зная свою массу, определите суточную норму потребления белка для своего организма. Решение. m(человека) = 60кг. m(белка) = 1,5г ٠ 60 = 90г. Ответ: для человека, весящего 60 кг суточная норма потребления белка составляет 90г. 5.Известно, что при продолжительности жизни 70 лет обновление белков в организме происходит в среднем 200 раз. предположите, сколько раз произошло обновление белков в вашем организме. Решение: Возраст 16 лет. 70 лет – 200 раз 16 лет – х раз х ≈ 46 раз Ответ: около 46 раз произошло обновление белков в 16-летнем организме. 6.Суточная потребность организма в кальции в виде карбоната кальция составляет 1,2г. Вычислите количество необходимого карбоната кальция. Решение. n = m/M; M(CaCO3) = 100 г/моль; n(CaCO3) = 1,2/100 = 0,012 моль. Ответ: n(CaCO3) = 0,012моль. 7.Ортофосфат кальция составляет минеральную основу костей и зубов. Другие соединения кальция участвуют в нервной и мышечной деятельности, входят в состав тканевой жидкости, ядер и стенок клеточной ткани живого организма. кальций уменьшает аллергические реакции. Суточная потребность организма в кальции составляет от 0,8 до 2г. Источниками кальция служат молоко, кефир, творог, сыр, рыба, фасоль. петрушка, зелёный лук, а также яйца, гречка и овсянка, морковь и горох. Обеспечит ли суточную потребность организма в кальции добавление в пищу1г.карбоната кальция при условии его полного усвоения? Решение. Количество кальция в карбонате кальция равно количеству карбоната кальция: n(CaCO3) = n(Ca); т.е. m(Ca)/M(Ca) = m(CaCO3)/M(CaCO3) Отсюда: m(Ca) = M(Ca) ٠ m(CaCO3) M(CaCO3) m(Ca) = 40 ٠ 1/100 = 0,4г. Таким образом, это меньше суточной потребности организма (0,8 – 2 г/день). Ответ: добавление в пищу 1г. карбоната кальция (при условии его полного усвоения) не обеспечит суточную потребность организма в кальции. 8.Оксид углерода (II), или угарный газ, - опасный загрязнитель атмосферы. Соединяясь с гемоглобином крови, он препятствует переносу кислорода, вызывает болезни сердечно – сосудистой системы, снижает активность работы мозга. Из – за неполного сжигания топлива на Земле ежегодно образуется 5 * 108т. этого вещества. Определите, какой объём (при н, у.) займёт угарный газ, образующийся на Земле по указанной причине. Решение. n(CO) = m/M; n(CO) = V/Vm. Отсюда: m/M = V/Vm или V(CO) = 22,4 ٠ 5 ٠ 1014/28 = 4 ٠ 1014 (л) = = 4 ٠ 1011 (м3). Ответ: V(CO) = 4 ٠ 1011 (м3). 9. В человеческом организме в общей сложности содержится примерно 25мг. иода (в составе различных соединений), причём половина всей массы иода находится в щитовидной железе. Подсчитайте, сколько атомов иода находится: а) в щитовидной железе; б) в человеческом организме в целом. Решение. Число атомов йода в человеческом организме: N(I) = NA ٠ n(I) = NA ٠ m(I)/M(I) N(I) = 6 ٠ 1023٠ 0,025/127 = 1,1 ٠ 1020. В щитовидной железе число атомов йода в 2 раза меньше: N1(I) = 0,5 ٠ 1,1 ٠ 1020 = 5,5 ٠ 1019. Ответ: N(I) = 1,1 ٠ 1020; N1(I) = 5,5 ٠ 1019. 10.Желудочный сок – это бесцветная жидкость, имеющая кислотную реакцию среды благодаря присутствию соляной кислоты, которая относится к числу сильных кислот. Рассчитайте рН желудочного сока, если массовая доля НCI в нём составляет 0,5%. Плотность желудочного сока практически равна плотности воды. Решение. Хлороводородная кислота – сильная, диссоциирует необратимо: HCl = H+ + Cl-. Значит, концентрация ионов водорода равна молярной концентрации раствора ( в моль/л), которую можно определить следующим образом: c(HCl) = ٠ ٠ 1000 ; M(HCl) c(HCl) = 1 ٠ 0,005 ٠ 1000 = 0,137 (моль/л) 36,5 Отсюда рН = -lg[H+] = -lg 0,137 = 0,86. Ответ: рН = 0,86. 11.Будет ли вредна для здоровья питьевая вода, если в ней обнаружено: а) 3,3*10 -6моль/л ионов Fe2+; б) 1,7*10 -7моль/л ионов Ni 2+; в) 1,9*10 -7 моль/л ионов Cr 3+; Санитарные нормы допускают присутствия в питьевой воде ионов Fe2+ в количестве 0,2 г/м3; ионов Ni2+ - 0,1г/м3; ионов Cr3+ - 0,05г/м3. Решение. В 1 м3 такой воды содержится примерно 0,184г ионов железа (II), 0,01г ионов никеля (II), 0,01 моль ионов хрома (III). Вода невредна для здоровья, поскольку содержание обнаруженных ионов ниже допустимых норм. Ответ: данная питьевая не вредна для здоровья человека. 12.Для понижения кислотности почву известкуют. Рассчитайте объём углекислого газа (при н.у.), который выделится в результате обработки известняком 200л. почвенных вод со значением рН 3,3. Ответ: V(СО2) = 1,12 л. 13.Рассчитайте, на сколько градусов поднялась бы температура вашего тела после стакана сладкого чая, если бы весь поступивший с чаем сахар сразу окислился в организме до углекислого газа и воды. В расчётах следует принять, что в одной чайной ложке содержится 10г. сахара; теплоёмкость тела равна теплоемкости воды и составляет 4,2кДж/(кг*К); тепловой эффект реакции окисления сахарозы равен 5650кДж/моль; масса человека 60кг. Решение. С тремя чайными ложками (m = 30г) в организм попадает сахароза количеством вещества: n = m/M; n = 30/342 = 0,088 моль. В результате её полного окисления выделяется примерно 497 кДж (5650 кДж/моль ٠ 0,088 моль) энергии. Если вся эта энергия пойдёт на нагрев тела, его температура поднимется на 20С (497/(60٠4,2)), т.е. с 36,60С до 38,60С. На самом деле перегревание организма после приёма пищи человек не чувствует, так как выделение тепловой энергии идёт медленно и компенсирует естественные затраты, в том числе и на поддержание постоянной температуры тела. 14.Вычислите, какую часть лимона необходимо съедать ежесуточно для того, чтобы восполнить потребность организма в витамине С. В расчётах следует принять, что масса лимона равна 100г.; содержание витамина С (аскорбиновой кислоты) в лимоне составляет 0,5%. Решение. Ежесуточная потребность организма в витамине С = 0,1г. лимон 100г – 0,5г витамина С лимон х – 0,1г витамина С х = 20г. (это 1/5 часть лимона) Ответ: 1/5 часть лимона. 15.Оливковое масло обладает ценными свойствами: в нём очень высокое содержание (70 – 87%) ненасыщенной олеиновой кислоты (в отличии от подсолнечного масла, где её содержание в 2 – 2,6 раза меньше). Сколько молей олеиновой кислоты может содержаться в 1кг. оливкового масла? Решение. СН3 – (СН2)7 – СН = СН – (СН2)7 – СООН С18Н34О2 M(C18H34O2) = 282 г/моль n(С18Н34О2) = 700/282 = 2,48 моль. n(С18Н34О2) = 870/282 = 3,085 моль. Ответ: n(C18H34O2) = 2,48 – 3,085 моль. 16. В питьевой воде были обнаружены следы вещества, обладающего общетоксическим и наркотическим действием. При проведении качественного и количественного анализа было установлено, что это производное фенола и массовые доли элементов в нём таковы: 55% (С), 4% (Н), 14% (О), 27% (Cl). Установите молекулярную формулу вещества, укажите возможные причины попадания этого вещества в окружающую среду. Решение. Формулу вещества представим как: СxHyOzClk. x : y : z : k = 0,55/12 : 0,04/1 : 0,14/16 : 0,27/35,5 = 6 : 5 : 1 : 1 Молекулярная формула: С6H5OCl. Это хлорфенол. Причины попадания хлорфенеола в окружающую среду – нарушение технологий, отсутствие очистных сооружений на заводах. Ответ: С6H5OCl. Экспериментальные задачи по теме: «Влияниеа и здоровье человека». 1.Токсичность тяжёлых металлов объясняется их способностью вызывать денатурацию белков. Объясните, почему токсическое действие солей тяжёлых металлов тем выше, чем выше их растворимость в воде. Как можно экспериментально подтвердить токсическое действие ионов свинца? Ход работы. В пробирку прилейте 2мл раствора яичного белка. Медленно, по каплям, встряхивая пробирку, добавьте раствор ацетата свинца (II) Pb(CH3COO)2. Выпадает хлопьевидный осадок белого цвета, образующийся в результате разрушения структуры белка. 2.Кислотные дожди закисляют природные воды. В такой воде увеличивается подвижность ионов тяжёлых металлов и, следовательно, повышается их токсическое действие. Если русло реки проходит в известковых породах, пагубное воздействие кислотных дождей значительно уменьшается. Объясните почему? Напишите уравнения реакций. Как экспериментально определить концентрацию ионов водорода в воде? Ход работы. Определите значение рН в приготовленных пробах воды с помощью универсальной индикаторной бумаги и с помощью рН-метра. Сравните результаты. В норме рН воды составляет 6,5 – 7,5. Если рН пробы воды оказался меньше нижнего значения, то проба имеет кислотную реакцию среды. Концентрацию ионов водорода определяют по уравнению: [H+] = 10-pH Известняк ослабляет воздействие кислотных дождей: CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + H2O + CO2. 3.Глюкоза – легко усвояемое питательное вещество, незаменимое при сердечной слабости, шоке и т.д. Она содержится в виноградном соке, а также в соке других фруктов. Как экспериментально установить присутствие сахара вместо глюкозы в пищевых продуктах? Ход работы. В основе определения глюкозы в растворе лежит реакция её окисления свежеосаждённым гидроксидом меди (II) – реакция на альдегидную группу: R – COH + 2Cu(OH)2 → R – COOH + Cu2O↓ + 2H2O. голубой красный В результате взаимодействия сахара с водой (реакция гидролиза) также образуется глюкоза (и фруктоза): С12Н22О11 + Н2О → С6Н12О6 + С6Н12О6. Однако в нейтральной среде эта реакция протекает очень медленно. Ускорить её можно добавлением катализатора (соляной кислоты); в щелочной среде сахар не гидролизуется. Следовательно, о соотношении глюкозы и сахарозы можно судить по количеству красного осадка в щелочном растворе. В четыре пробирки налейте по 5 мл дистиллированной воды. В первую добавьте 5 капель натурального мёда, во вторую 5 капель исследуемого мёда, в третью – 0,2г сахара, а в четвёртой пробирке останется вода. Затем в каждую пробирку прилейте по 7,5г/мл щелочной взвеси гидроксида меди (II). Для её получения перемешивают 10мл. 10%-ного раствора медного купороса и 20мл. 20%-ного раствора едкого натра. Наблюдайте за изменениями происходящими в пробирках. Появление красного осадка свидетельствует о присутствии глюкозы. Сделайте выводы относительно содержания сахара в исследуемом мёде. 4.Как экспериментально определить старое растительное масло? Ход работы. В состав жирных растительных масел входят непредельные кислоты, которые способны к реакции присоединения. По мере старения масла за счёт реакции окисления двойные связи в радикалах непредельных карбоновых кислот подвергаются деструкции. Значит, старое загустевшее масло практически не будет взаимодействовать с бромной водой (бурая окраска брома сохранится). Такое масло добавлять в пищу не рекомендуется. В пробирки налейте по 1мл. одинакового растительного масла с разными сроками хранения, немного нагрейте и добавьте пол каплям бромную воду. Наблюдайте за изменениями в пробирках. Тестовые задания по теме: «Вещества организма человека». 1. Выберите правильный ответ: - ряд химических элементов, образующих вещества человеческого организма и расположенных в порядке убывания их массовых долей в нём – а) водород, кислород, углерод, азот; б) кислород, углерод, водород, азот; в) водород, азот, кислород, углерод; г) углерод, кислород, водород, азот. 2. Выберите правильный ответ: - ряд веществ, входящих в состав организма человека и расположенных в порядке убывания их массовых долей в нём – а) углеводы, вода, белки, жиры; б) белки, углеводы, вода, жиры; в) белки, вода, жиры, углеводы; г) вода, белки, жиры, углеводы 3. Выберите правильный ответ: - вещества, входящие в состав плазмы крови и расположенных в порядке убывания их массовых долей – а) вода, белки, глюкоза, хлорид натрия; б) вода, глюкоза, хлорид натрия, белки; в) вода, хлорид натрия, белки, глюкоза; г) вода, белки, хлорид натрия, глюкоза. ^ две группы витаминов – а) водорастворимые и спирторастворимые; б) водорастворимые и жирорастворимые; в) спирторастворимые и жирорастворимые; г) спирторастворимые и маслорастворимые. ^ а) авитаминоз; в) гипервитаминоз; б) гиповитаминоз; г) супервитаминоз. 6. Нарушается секреция гормона щитовидной железы при недостатке иода в организме – а) адреналина; в) тироксина; б) тестостерона; г) окситоцина. 7. Содержание глюкозы в крови здорового человека составляет около о,1%. Превышение этой величины свидетельствует о нарушении в организме секреции гормона – а) норадреналина; в) инсулина; б) соматотропина; г) прогестерона. 8. Главный алкалоид табака – никотин. Это чрезвычайно токсичное вещество, действующее на центральную и периферическую систему, имеет формулу:   N| N CH3 Д  ва азотных основания, которые входят в состав никотина называются:а) пиримидин и пирролидин; в) пиридин и пиррол; б) пиридин и пирролидин; г) пиримидин и пиррол. 9. Химики не запрещают в алюминиевой кастрюле: а) готовить кислые щи; б) мариновать мясо для шашлыка; в) кипятить раствор соды; г) кипятить молоко. 10. Слабый раствор марганцовки (перманганата калия) обесцвечивается, если добавить к нему: а) столовый уксус; б) сок щавеля; в) сахарный сироп; г) раствор поваренной соли.
 Практические работы на тему: «Вещества и здоровье человека.» Практическая работа: «Анализ молока». Цель работы: познакомить учащихся с составом и свойствами пресного коровьего молока. Молоко представляет собой эмульсию молочных (жировых шариков) в молочной плазме. В состав молока входят вода, жиры белки (казеиноген, молочный альбумин и молочный глобулин), углеводы (лактоза и в небольшом количестве глюкоза), ферменты (амилаза, липаза, каталаза), витамины (А,С,Д – группы В и др. а также провитамины А – каротины), минеральные вещества (соли калия, натрия, кальция, магния и др.) Молоко травоядных животных имеет обычно нейтральную реакцию среды, рН молока составляет 6,5 – 7,0 ^ Опыт1. Определение реакции молока на лакмус и фенолфталеин. В пробирку наливают и смачивают им лакмусовую бумажку, после чего в пробирку добавляют 2 – 3 капли раствора фенолфталеина. Отмечают реакцию молока на лакмус и фенолфталеин. ^ В небольшую колбу наливают 2,5 мл. молока и 5 мл. дистиллированной воды, перемешивают содержимое колбы и добавляют по каплям 1 мл. 3% - ного раствора уксусной кислоты. Затем опять хорошо перемешивают содержимое и оставляют стоять на 5 – 10 минут. Выпавший осадок (казеиноген и жиры) отфильтровывают, а фильтрат разливают по пробиркам и используют в следующих опытах. После промывания водой осадок растворяют на фильтре 1% - ным раствором гидроксида натрия. С полученной жидкостью проводят биуретовую реакцию. Наблюдают за происходящими изменениями. ^ Обнаружение глюкозы. Фильтрат, полученный в опыте 2, используют для обнаружения глюкозы реакцией с гидроксидом меди (II). В пробирку с 3 -4 каплями раствора сульфата меди (II) приливают 1 мл. раствора гидроксида натрия. К полученному осадку приливают фильтрат и взбалтывают смесь. Затем содержимое пробирки нагревают. Наблюдают за происходящими изменениями и составляют уравнение реакции окисления глюкозы гидроксидом меди(II). Опыт 4. Обнаружение солей фосфорной кислоты. В пробирку с фильтратом добавляют 5 – 6 капель 4%-ного раствора молибдата аммония в азотной кислоте и нагревают до кипения. Наблюдают медленное образование жёлтого кристаллического осадка фосфатмолибдата аммония (NH4)PO4 * 12MoO3. (растворяют 1,5г. молибдата аммония в 10мл. дистиллированной воды. Этот раствор вливают в 10мл. 32% - ной азотной кислоты. Дают раствору сутки постоять. ^ Определение солей кальция. В пробирку с фильтратом добавляют 3 -4 капли 0,2%-ного раствора оксалата аммония. Выпадает осадок нерастворимого в воде оксалата кальция: CaHPO4 + (NH4)2C2O4 = CaC2O4 + (NH4)2HРО4. Отмечают цвет осадка. ^ Осаждение белков молока солями тяжёлых металлов. В две пробирки наливают по 1мл. молока. В первую пробирку добавляют 2 – 3 капли раствора сульфата меди (II), во вторую – 2 – 3 капли раствора ацетата свинца. Наблюдают осаждение белков молока. Практическая работа: «Определение веществ, дающих цветные реакции, при метаболических нарушений в организме». ^ показать учащимся, как в медицинской практике обнаруживаются вещества, которые приводят к метаболическим изменениям в организме, в исследуемых жидкостях. ^ Ацетон – один из промежуточных продуктов обмена веществ, не содержащийся в существенных количествах в организме. Однако при некоторых обстоятельствах в крови накапливаются так называемые кетоновые тела, к которым, помимо ацетона, относится ацетоуксусная кислота и -оксимасляная кислоты. Причиной накопления кетоновых тел является избыточный метаболизм углеводов. Любая причина, приводящая к понижению доступности углеводов, будет усиливать утилизацию жирных кислот. При углеводном голодании запасы гликогена быстро истощаются, и выживание зависит от энергии, получаемой при распаде липидов, что и приводит к накоплению кетоновых тел в крови, почках и моче. При значительном накоплении ацетона в организме он может быть обнаружен в выдыхаемом воздухе. Это состояние называют кетозом. Причины кетоза самые разнообразные: ограничения в питании, диеты, желудочно-кишечные заболевания, сахарный диабет, интенсивная мышечная нагрузка. В медицинской практике накапливающийся в организме ацетон обнаруживается при помощи проб Легаля и Либена. ^ Проба Либена. В пробирку помещают 1 каплю раствора йода в йодиде калия и 5 капель 2М раствора гидроксида натрия. к обесцвеченному раствору добавляют 1 – 2 капли исследуемой жидкости. В случае присутствия ацетона немедленно без нагревания выпадает жёлто-белый осадок с характерным запахом йодоформа: 3I2 + 6NaOH → 3NaOI + 3NaI + 3H2O CH3 – C – CH3 + 3NaOI → I3C – C – CH3 + 3NaOH || || O O I I   | |I – C – C – CH3 + NaO H → I – C – H + NaO – C – CH3 | || | || I O I O йодоформ ацетат натрияЙодоформная проба очень чувствительная и позволяет обнаруживать ацетон в растворах при содержании его около 0,04%. ^ Глюкоза в нормальной моче обычными лабораторными методами не обнаруживается, хотя моча и содержит от 10 до 20 мг глюкозы на 100 мл. Повышенное содержание глюкозы в моче (глюкозурия) наблюдается при анестезии, асфиксии, а также при различных эмоциональных состояниях и нарушении функции почечных канальцев. Однако обычно глюкозурия является следствием сахарного диабета, при котором содержание глюкозы в моче достигает 12%. Для клинического определения глюкозы в моче (помимо инструментальных методов) применяют реактив Гайнеса. Этот реактив представляет собой щелочной раствор глицерата меди. ^ Определение глюкозы с помощью реактива Гайнеса. В пробирку помещают 1 каплю 0,1М раствора сульфата меди и 2 капли 2М раствора гидроксида натрия. К образовавшемуся осадку гидроксида меди (II) добавляют 1 каплю глицерина. Содержимое пробирки перемешивают. При этом образуется тёмно-синий раствор глицерата меди.   CH2 – OH CH2 – O H – O+ – CH2  | | Cu |2 CH – OH + Cu(OH)2 → CH – O+ – H O – CH | | | CH2 – OH CH2 – OH HO – CH2 глицерат меди К полученному раствору прибавляют 1 – 2 капли исследуемого раствора и несколько капель воды. Раствор перемешивают и нагревают. Если в исследуемом растворе содержится глюкоза, то в нагретой пробирке постепенно появляется красный осадок оксида меди (II). Деловая игра на тему: «Влияние кислотных дождей на здоровье человека и на окружающую среду». Ведущий. За последние десятилетия стало очевидным, что человек перенасытил природу загрязняющими веществами. Согласно расчетам их поступление из антропогенных источников в десятки, а то и в тысячи раз больше, чем из естественных, в зависимости от вещества. Остро встает проблема — уберечь окружающую среду и здоровье человека. Вступительное слово врача. Влияние кислотных осадков на человека. В последнее время участились случаи губительного влияния, как прямого так и косвенного, кислотных осадков на человека. Например, доказана прямая зависимость между выпадением кислотных осадков и заболеваниями детей, живущих в г. Черновцы. В лечебные учреждения города в конце августа 1988г. стали обращаться родители с маленькими детьми, у которых выпадали волосы. Этому предшествовали катаральные явления, бронхоспазм, повышенная возбудимость, бессонница. Через 1 – 3 дня дети совсем лишались волос, чаще всего это наблюдалось у белокурых голубоглазых детей в возрасте 2 – 4 лет. Общее число пострадавших достигло 113 человек. К счастью, началось постепенное восстановление волосяного покрова практически у всех заболевших детей. Микроаналитические методы позволили предположить, что названные симптомы – проявление токсического действия металлов, в частности таллия, повышенное содержание которого было обнаружено в почве, пробе воды, стекающей с крыш в некоторых районах города. Таллий был обнаружен в выпавших волосах и слюне детей. В волосах детей было также найдено большое количество алюминия. Появление таллия стало следствием выпадения кислотных осадков, обусловленных техногенными выбросами. На здоровье человека серьезное воздействие оказывает сернистый газ. Диоксид серы – наиболее вредный газ из числа распространенных загрязнителей воздуха. Он особенно опасен для здоровья людей, страдающих заболеваниями дыхательных путей. Установлена линейная корреляция между концентрацией сернистого газа в воздухе и частотой заболевания населения хроническим бронхитом: у = 14,5 х – 13,3, где у – процент заболевших бронхитом, х – концентрация сернистого газа в воздухе, мг/м3. Таким образом, при концентрации диоксида серы в воздухе 0,5 мг/м3 заболевает бронхитом 6% населения, а при концентрации 6,8 мг/м3 – заболевает практически каждый. Эти прогнозы совпадают с результатами исследований, проведенных в Германии и других европейских странах. Кислотные осадки ускоряют разрушение строений, скульптур, выполненных человеком. Известняк и мрамор – излюбленные материалы для оформления фасадов зданий и сооружения памятников. Взаимодействие кислоты и известняка приводит к его быстрому выветриванию и эрозии. ^ CaCO3 + 2H+ → Ca2+ + H2O + CO2↑ Выступление учителя. Меры борьбы с кислотными осадками Борьба с кислотными осадками может быть направлена, с одной стороны, на их предупреждение, а с другой – на их нейтрализацию. 1. Например, осуществляют известкование почв, водоемов, но это может привести к изменению кальциевого баланса воды или почвы и к таким изменениям в экосистемах, результаты которых будут непредсказуемы. 2. Предупредительные меры связаны прежде всего с сокращением выбросов кислотообразующих веществ. По мнению ученых, сокращение таких выбросов всего на 50% фактически приостановило бы дальнейшее подкисление окружающей среды. Добиться этого можно разными способами: заменой топлива (применение низкосернистого угля, низкосернистой нефти, природного газа), промыванием угля (измельчение и химическая очистка угля от серы перед сжиганием). Можно сжигать топливо в псевдосжиженном слое (в смеси с песком и известью), под действием вдуваемого снизу воздуха смесь как бы кипит, при этом сера удаляется вместе с золой. Применение скрубберов (жидких фильтров) также сокращает нежелательные выбросы. Газообразные продукты сгорания пропускаются через распыленный водный раствор извести. Сернистый газ (а также углекислый газ, вызывающий парниковый эффект) поглощается гидроксидом кальция. SO2 + Са(ОН)2 = СаSО3 + Н2О; СО2 + Са(ОН)2 = СаСО3 + Н2О; 2SO2 + О2 + Са(ОН)2 = 2СаSO4 + 2Н20. Важное значение приобретает замена существующих ТЭЦ на альтернативные электростанции (солнечные, ветряные, приливные, АЭС), которые, предотвращая выбросы оксидов серы и азота, еще и экономят энергию. Ведущий. Мы собрались на конгресс, чтобы обсудить проект закона «О чистом воздухе». Проект предусматривает следующие меры по охране атмосферы от загрязнения:
Конгрессу предстоит принять закон. Для этого необходимо выслушать представителей различных фракций и внести поправки в проект. Ведущий представляет участников конгресса. Труппам ученых раздаются пакеты документов:
2. Схемы 1, 2, 3. 3. Протокол заседания международного конгресса. Ведущий. Слово имеет член фракции «Защитники грязного воздуха» Смог Лондонович. " Учитель (зачитывает характеристику Смога Лондоновича). Смог — это туман, смешанный с пылью, сажей и ядовитыми газами. В 1952 г. в Лондоне в течение 3-4 суток погибло от смога более 4000 человек. Первое появление смога отмечено в 50-е гг. XX в., с тех пор он часто появляется в крупных городах. Поражает прежде всего слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. ^ Угарный газ. Я оксид углерода (П), химическая формула СО. С самого рождения причисляю себя к этой замечательной фракции. Я самый таинственный, загадочный и коварный среди моих друзей. Ведущий. Как вы думаете, о каких физических свойствах угарного газа идет речь? ^ Я попадаю в воздух при сжигании топлива в промышленных печах и двигателях автомобилей. Закон «О чистом воздухе» требует сокращения этих выбросов на 90 %, но ведь я тоже имею право на существование в атмосфере. ^ Без угарного газа не смогут существовать многие отрасли промышленности. Оксид углерода (II) - ценное топливо, в металлургии его используют как восстановитель металлов. Ведущий. Чем опасен угарный газ для организма человека? Врач. Десятиминутное вдыхание человеком воздуха, в котором содержание угарного газа составляет 5,7 г/м3, может привести к летальному исходу. Ядовитость оксида углерода (П) обусловлена тем, что этот оксид соединяется с гемоглобином крови, в результате чего кровь теряет способность переносить кислород из легких к тканям. Сродство гемоглобина к угарному газу гораздо больше, чем к кислороду, поэтому достаточно самой ничтожной концентрации этого газа, чтобы вызвать удушье. Однако при вдыхании чистого воздуха или, еще лучше, чистого кислорода оксид углерода(П) постепенно удаляется из крови. ^ Прошу записать мою поправку в закон: «Отменить все стандарты по выхлопным газам для грузовых и легковых автомобилей». Группы ученых работают по заполнению схемы 1, отражающей пути и источники поступления угарного газа в атмосферу. ^  Углекислый газ. Моя химическая формула СО2. я кислотный оксид, вхожу в состав воздуха. Непонятно, почему нужно очищать воздух именно от меня? Я вообще безвреден для организма человека. ^ Мы используем углекислый газ для тушения пожаров, для получения мочевины — ценного минерального удобрения. Ведущий. Чем опасно накопление этого безобидного газа в атмосфере? ^ Углекислый газ. Запишите мою поправку: «Чтобы на Земле было теплее, предлагаю увеличить вырубку лесов — основных потребителей углекислого газа, а также сжигать больше топлива на теплоэлектростанциях». ^ ^  Диоксид серы. Я оксид серы(1V), химическая формула — SO2, ядовит, вызываю заболевания дыхательных путей. Я существую только благодаря моим спонсорам — металлургическим заводам и угольным электростанциям. ^ Мы применяем оксид серы (IV) в качестве отбеливателя шелка, шерсти. Так как он ядовитый газ, им окуривают склады, подвалы для уничтожения плесени. В ветеринарии он используется для лечения животных от чесотки. ^ А какие смешные претензии ко мне предъявляют — будто бы я вызываю кислотные дожди! Но всем известно, что, реагируя с водой, я образую слабую кислоту, которая сразу разлагается, а серную кислоту из меня никак не получить. Ведущий. В чем лукавит Диоксид серы? Как из него получить серную кислоту? ^ 2SO2 + О, = 2SO3; SO3 + Н2O = H2SO4. Диоксид серы. Почему вы так боитесь кислотных дождей? Ведь любой дождь имеет слабокислотную среду, в дождевой воде всегда присутствует кислота. Ведущий. О какой кислоте идет речь? Назовите источник ее поступления в воду. Ответ учащихся: кислотным считается дождь при рН < 5,0. Причина возникновения кислотных дождей — массовые промышленные выбросы диоксида серы и оксидов азота в атмосферу. Взаимодействуя с атмосферной влагой, сернистый газ создает кислотную среду. Растворимость его в воде достаточно велика и составляет 40 объемов на 1 объем воды. В районах сосредоточения промышленных производств 60 % кислотности дождевой воды дает серная кислота, 30 % — азотная, 5 % — соляная и только 2 % — углекислый газ. ^ Диоксид серы. Предлагаю вычеркнуть из закона все мероприятия по моему устранению из атмосферы. ^ Мы оксиды азота: NO — бесцветный газ, NO2 — бурый газ, ядовит. Мы поступаем в атмосферу при сгорании топлива (90 %) и в составе выбросов химической промышленности (5 %). ^ Оксиды азота — важнейшее сырье для производства азотной кислоты, о значении которой говорить не приходится. Оксиды азота. Вы, наверное, забываете, что благодаря нам в почву естественным путем вносится азот в форме нитрат- и нитрит-анионов. Мы повышаем плодородие почвы. ^ 2NO + О2 = 2NO2; 2NO2 + Н2О = HNO2 + HNO3. Врач. Оксиды азота обладают выраженным общетоксичным и раздражающим действием. При контакте диоксида азота с влажной поверхностью легких происходит образование азотистой и азотной кислот, которые поражают альвеолярную ткань, что приводит к отеку легких. ^ Запишите нашу поправку: «Содействовать сжиганию топлива, развитию автомобильной промышленности». Группы ученых работают над заполнением схемы 3. ^  Ведущий. Мы подошли к самому главному — формулировке закона «О чистом воздухе». Если вас устраивают поправки членов фракции «Защитники грязного воздуха», то вы дополняете ими закон, если нет — вносите свои. ^ Протокол заседания международного конгресса по охране атмосферы. 1. Из перечисленных отраслей народного хозяйства выберите те, выбросы которых загрязняют атмосферу: машиностроение; металлургия; лесная промышленность; сельское хозяйство; топливная промышленность; химическая промышленность; легкая промышленность; транспорт. 2. Заполните схему 4. Cхема 4 Основные источники загрязнения атмосферы.  3. Сформулируйте поправки к закону «О чистом воздухе». Международный конгресс постановил внести в закон «О чистом воздухе» следующие поправки, связанные с мерами борьбы с загрязнением атмосферы. Лучший закон «О чистом воздухе» учитель зачитывает классу. Урок заканчивается подведением итогов, оценивается работа учащихся. |
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям