Ситуационные задачи по учебному предмету «Химия» для студентов специальности 31.02.01. Лечебное дело

Ситуационная задача №1. Гидролиз солей

Цели ситуационной задачи

Образовательные

Развивающие

Воспитательные

Сформировать понятие о гидролизе солей, научить составлять уравнения реакций гидролиза различных солей. Применять знания о гидролизе солей в медицинской практике.

Развивать у студентов умения сравнивать и анализировать теоретические сведения, применять их на практике.

Формировать естественно-научное мировоззрение; воспитывать бережное отношение к своему здоровью.

Оснащение

Мультимедийная презентация, таблица растворимости солей,

растворы солей гидрокарбоната натрия, хлорида кальция, индикаторная бумага

Ожидаемый результат

Студенты научатся не только составлять уравнения гидролиза солей, но и применять знания в конкретных случаях медицинской практики.

Основная часть ситуационной задачи и ее решение

Водородный показатель pH среды имеет большое значение в химических и биологических процессах, т.к. в зависимости от реакции среды, эти процессы могут протекать с разными скоростями и в разных направлениях. Поэтому определение pH среды растворов очень важно в медицине, науке, в сельском хозяйстве. Изменение pH крови, желудочного сока и других сред является диагностическим тестом в медицине. Отклонения pH от нормальных величин даже на 0,01 единиц свидетельствует о патологических процессах в организме. Постоянство концентрации ионов водорода H⁺ является одной из важных констант внутренней среды живых организмов, в том числе человека. Так у человека при нормальной кислотности желудочный сок имеет pH 1,7 сильнокислую среду; pH крови человека 7,4 является слабощелочной средой; мочи 4,8 – 7,5; pH слюны – 6,9. Каждый фермент функционирует при определенном значении pH: каталаза крови при pH 7,0, т.е. нейтральной среде; пепсин желудочного сока при pH 1,5 – 2 – сильнокислой среде. Данные значения pH сред организма дают большие возможности при разработке и назначении препаратов. (Слайд №2)

Студентам предлагается включиться в игровой момент и на несколько минут стать врачами – терапевтами: к вам обратился больной с диагнозом гастрит с причиной - повышенная кислотность желудка.

Итак, представим, что вещества, которые мы сегодня рассматриваем в процессе их гидролиза являются лекарственными препаратами. Определите pH среды лекарственных веществ – солей и предложите их пациенту, обоснуйте их назначение.

Даны препараты: гидрокарбонат натрия; хлорид кальция. (Слайд №3)

Решение

Запишем уравнения гидролиза каждой из солей.

Гидролиз гидрокарбоната натрия (NaHCO₃) — это соль, образованная сильным основанием (NaOH) и слабой кислотой (H₂CO₃). При растворении в воде подвергается гидролизу по аниону.

Уравнение диссоциации соли:

Процесс гидролиза аниона гидрокарбоната:

1. Первая стадия:

• 

• Образуется угольная кислота и гидроксид-ион.

1. Вторая стадия (протекает в меньшей степени):

• 

• Угольная кислота нестабильна и разлагается на углекислый газ и воду.

В результате гидролиза в растворе накапливаются гидроксид-ионы ( ), поэтому среда становится слабощелочной ( ).

Хлорид кальция (Са ) — соль, образованная слабым основанием (гидроксидом кальция Са ) и сильной кислотой соляной  ).

Гидролиз данной соли протекает по катиону. Рассмотрим процесс пошагово:

1. Диссоциация соли в водном растворе: СаCl₂ = Ca²⁺+2Cl^-

2. Гидролиз катиона кальция:

• Первая стадия:Ca²⁺+HOH =CaOH⁺ + H⁺

• Вторая стадия (протекает в меньшей степени): 

CaOH++HOH=Ca(OH)₂+ H+

В результате гидролиза в растворе накапливаются ионы водорода ( ), поэтому среда становится кислой ( ).

Полное ионное уравнение гидролиза:Ca²⁺+2Cl^- +HOH=CaOH⁺+2Cl^-+H⁺

 Сокращённое ионное уравнение:Ca²⁺ +HOH=CaOH⁺+H⁺

Таким образом, гидролиз хлорида кальция приводит к образованию гидроксо-комплекса кальция и ионов водорода, что обуславливает кислую реакцию среды раствора.

Проверим реакцию среды с помощью индикаторной бумаги.

Для частичной нейтрализации кислотности желудка больному назначаем препарат натрия гидрокарбоната «Ренни». Его назначают при различных заболеваниях, сопровождающихся выраженной повышенной кислотностью желудочного сока, при язвенной болезни желудка и 12-типерстной кишки. При приеме быстро нейтрализует соляную кислоту желудочного сока, оказывая антацидный эффект.

Ситуационная задача №2. Гидролиз белка

Цели ситуационной задачи

Образовательные

Развивающие

Воспитательные

Сформировать понятие о гидролизе белка, углубить знания студентов о химизме превращения белков в организме человека

Развивать у студентов умения сравнивать и анализировать теоретические сведения, применять их на практике.

Формировать естественно-научное мировоззрение; воспитывать бережное отношение к своему здоровью.

Оснащение

Мультимедийная презентация, раствор белка, раствор аптечного желудочного сока, 3,5%-ный раствор соляной кислоты, спиртовка, пробирки

Ожидаемый результат

Экспериментальным способом закрепят знания о роли и химизме гидролиза белков.

Основная часть ситуационной задачи и ее решение

Экспериментальная ситуационная задача (Слайд №4)

Перед студентами демонстрируются опыты с растворами куриного белка:

В пробирку №1 с раствором белка прилили 1 мл аптечного желудочного сока и поместили пробирку на водяную баню при t +37 ⁰C.

В пробирку №2 с раствором белка добавили 1 мл желудочного сока и поместить пробирку в стакан со льдом.

В пробирку №3 к раствору белка куриного яйца добавить 1 мл желудочного сока и 3 капли 0,5% раствора гидроксида натрия. Поместить пробирку на водяную баню при t +37 ⁰C.

Объясните результаты эксперимента и сделайте вывод о процессе гидролиза и условиях его протекания.

Решение

Изменения наблюдались только в пробирке №1, где белок и желудочный сок находились при t +37⁰C. Коллоидный раствор белка растворился и превратился в прозрачный раствор. Из этого следует, что ферменты действуют на белки только в кислой среде и при t тела.

Гидролиз имеет важное значение в процессах обмена белков в живых организмах. В органах пищеварения животных и человека белки расщепляются до аминокислот, их молекулы поступают в кровь и разносятся ко всем тканям и клеткам. В клетках из этих аминокислот опять синтезируются белки, но уже те, которые нужны данному организму.

В живых организмах гидролиз происходит в присутствии ферментов, вне организма при нагревании белков с растворами щелочей или кислот. В процессе гидролиза разрушается полипептидная цепь и образуется смесь альфа-аминокислот. (Слайд №5)

Глицин Аланин Цистеин

Ситуационная задача №3. Жесткость воды

Цели ситуационной задачи

Образовательные

Развивающие

Воспитательные

Сформировать понятие о жесткости воды, ее видах и способах устранения, о влияние жесткой воды на здоровье человека.

Развивать у студентов умения сравнивать и анализировать теоретические сведения, применять их на практике.

Формировать естественно-научное мировоззрение; воспитывать бережное отношение к своему здоровью.

Оснащение

Мультимедийная презентация

Ожидаемый результат

Научатся применять полученные знания о жесткости воды в решении конкретной жизненной ситуации.

Основная часть ситуационной задачи и ее решение

Семья Ивановых переехала жить из города в сельскую местность. Воду для своих нужд использовала из скважины. Сразу обратили внимание, что мыло плохо пенится, овощи плохо развариваются. Со временем на чайнике образовалась накипь. Увеличился расход моющих средств на мытье посуды, стирку белья, гигиенических средств для мытья головы и тела. Кроме того, после водных процедур кожа становилась сухой. Как решить данную проблему для семьи Ивановых? (Слайд №6)

Решение

Необходимо выяснить какой вид жесткости воды.

Различают временную (карбонатную) и постоянную (некарбонатную) жесткость.

Ситуационная задача №4. Приготовление растворов

Цели ситуационной задачи

Образовательные

Развивающие

Воспитательные

Научить применять полученные знания о растворах в конкретных жизненных ситуациях.

Развивать умение анализировать данные, применять знания планировать собственную деятельность.

Формировать естественно-научное мировоззрение; воспитывать бережное отношение к своему здоровью.

Оснащение

Мультимедийная презентация

Ожидаемый результат

Закрепят умения рассчитывать массовую долю растворенного вещества, применять эти умения в конкретных жизненных случаях.

Основная часть ситуационной задачи и ее решение

Маринование — способ консервирования пищевых продуктов, основанный на действии кислоты, которая в определённых концентрациях подавляет жизнедеятельность многих микроорганизмов. Для приготовления маринада используется разбавленный раствор уксусной кислоты – 6-10% раствор под названием «столовый уксус». Представим ситуацию, когда вам надо замариновать огурцы, а в наличии только 80% уксусная эссенция, которую нельзя применять без разбавления. Как получить 200 г столового уксуса (8% раствор уксусной кислоты.) из 80%-го раствора уксусной кислоты. (Слайд №8)

Решение

0,8х = 0,08 · 200

0,8х = 16

х = 16 : 0,8

х = 20

20 (г) – уксусной кислоты

200 – 20 = 180 (г) – воды.

Ответ: 20 г, 180 г.

Ситуационная задача №5. Химические соединения - антисептики

Цели ситуационной задачи

Образовательные

Развивающие

Воспитательные

Использовать полученные знания о строении и свойства химических соединений в медицинской практике.

Развивать познавательный интерес к изучению химии, умения сравнивать и анализировать.

Формировать естественно-научное мировоззрение; воспитывать бережное отношение к своему здоровью.

Оснащение

Мультимедийная презентация

Ожидаемый результат

Научатся применять полученные знания о строении и свойствах химических соединений в конкретных ситуациях медицинской практики. Повысится интерес к изучению химии.

Основная часть ситуационной задачи и ее решение

Первый антисептик, карболовую кислоту, в хирургии применил Джозеф Листер более 150 лет назад. Это открытие спасло миллионы жизней, смертность после операций сократилась в разы. Антисептики — вещества, которые уничтожают или подавляют рост микроорганизмов. Ими обрабатывают кожу, слизистые, раны, чтобы предотвратить инфекции или ускорить заживление. Механизм действия антисептиков — разрушение белков микробов, повреждение их клеточных мембран или блокировка важных ферментов. Это делает их универсальными борцами с бактериями, вирусами и грибками.

Задача: на практике студенту медицинского колледжа дали задание распределить антисептические средства: перекись водорода, этанол, формалин, раствор йода 5% спиртовой, хлоргексидин по свойствам и по назначению, а именно для обработки рук, дезинфекции ран, дезинфекции поверхностей и инструментов.(Слайд №9)

Свойства

№1. Быстро испаряется, оставляя кожу сухой, эффективен против большинства бактерий и вирусов.

№2. Выделяет активный хлор, который разрушает белки микробов.

№3. Выделяет кислород, который разрушает клетки микробов и очищает раны.

№4. Обладает антибактериальными свойствами, денатурируя белки протоплазмы микроорганизма.

№5. Обладает выраженным дезинфицирующим эффектом, токсичен, может вызвать химический ожог.

Заполнить таблицу

Свойства

Антисептик

Назначение

Перекись водорода

Н₂О₂

Этанол

С₂Н₅ОН

Раствор йода 5% спиртовой

Формалин –

водный 37–40 %-ный раствор формальдегида НСОН

Хлоргексидин

Свойства

Антисептик

Назначение

№3

Перекись водорода

Н₂О₂

Механически очищает рану от загрязнений и отмерших тканей

№1

Этанол

С₂Н₅ОН

Обработка перед инъекциями и операциями

№4

Раствор йода 5% спиртовой

Дезинфекции ран, может вызывать раздражение и ожоги, на чувствительных участках.

№3

Формалин – водный 37–40 %-ный раствор формальдегида

НСОН

Дезинфекция поверхностей и инструментов

№2

Хлоргексидин

Обработка ран