Giáo trình hoá học hoá sinh (ngành hộ sinh cao đẳng) trường cao đẳng y tế sơn la

Môn Hóa học – Hóa sinh trang bị cho sinh viên các kiến thức cơ bản về cấu tạo chất và phản ứng hóa học; tính chất, vai trò, độc tính của một số chất vô cơ, hữu cơ quan trọng trong Y - Dƣ

Trang 1

UBND TỈNH SƠN LA

TRƯỜNG CAO ĐẲNG Y TẾ

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: HÓA HỌC – HÓA SINH

NGÀNH: HỘ SINH TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

Ban hành kèm theo Quyết định số …… /QĐ-CĐYT ngày … tháng ……năm ……

của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Y tế Sơn La

Sơn La, năm 2023

Trang 3

LỜI GIỚI THIỆU

Hóa học – Hóa sinh là một trong những môn khoa học cơ sở quan trọng trong chương trình đào tạo cao đẳng Hộ sinh

Môn Hóa học – Hóa sinh trang bị cho sinh viên các kiến thức cơ bản về cấu tạo chất và phản ứng hóa học; tính chất, vai trò, độc tính của một số chất vô cơ, hữu

cơ quan trọng trong Y - Dược; các chất hữu cơ quan trọng trong cơ thể sống và quá trình chuyển hóa các chất trong cơ thể sống; cấu trúc và chức năng sống của các cơ quan trong cơ thể Vận dụng được kiến thức để giải quyết các vấn đề thực tế liên quan và vận dụng vào các môn học chuyên ngành

Môn Hóa học - Hóa sinh được học trong năm thứ nhất Môn học gồm 3 đơn

vị học trình (45 giờ lý thuyết), với 20 bài học chia thành 3 phần:

- Phần 1 từ bài 1 đến bài 6 (14 giờ): phần Hóa đại cương – vô cơ

- Phần 2 từ bài 7 đến bài 10 (8 giờ): phần Hóa hữu cơ

- Phần 3 từ bài 11 đến bài 20 (20 giờ): phần Hóa sinh

Nội dung của giáo trình bao gồm các chương/bài sau:

Bài 1 Cấu tạo nguyên tử - Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học

Bài 2 Tốc độ và cơ chế phản ứng Cân bằng hóa học

Bài 3 Dung dịch chất điện ly

Bài 4 Hydrogen

Bài 5 Kim loại và một số hợp chất

Bài 6 Phi kim và một số hợp chất

Bài 7 Alcol, phenol

Bài 8 Aldehyd, ceton

Bài 9 Acid carboxylic

Bài 10 Amin

Bài 11 Glucid

Bài 12 Lipid

Bài 13 Acid amin và Protein

Bài 14 Trao đổi chất, oxy hóa sinh học, chu trình Krebs

Trang 4

Bài 15 Chuyển hóa Glucid

Bài 16 Chuyển hóa Lipid

Bài 17 Chuyển hóa protid và acid nucleic

Bài 18 Hóa sinh máu

Bài 19 Hóa sinh Gan

Bài 20 Hóa sinh thận và nước tiểu

Trong quá trình biên soạn, chúng tôi dựa trên các tài liệu tham khảo:

1 Bộ Y tế (2017), Hoá đại cương - vô cơ, tập I, tập II, NXB Y học

2 Bộ Y tế (2017), Hoá hữu cơ , tập I, tập II, NXB Y học

3 Bộ Y tế (2016), Hoá sinh học, NXB Y học

Tuy nhiên, lần đầu biên soạn không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý của đồng nghiệp và bạn đọc để lần tái bản sau giáo trình sẽ được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn./

Sơn La, ngày tháng năm 2023

NHÓM BIÊN SOẠN Ths Phạm Thị Thanh Tâm

Bs Lường Thị Hà

Trang 5

MỤC LỤC

BÀI 1 CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC

1

1 Cấu tạo nguyên tử 11

2 Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học 12

BÀI 2 TỐC ĐỘ VÀ CƠ CHẾ PHẢN ỨNG CÂN BẰNG HÓA HỌC 20

1 Tốc độ và cơ chế phản ứng 20

2 Cân bằng hóa học 23

BÀI 3 DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LY 26

1 Trạng thái của chất điện ly trong dung dịch 28

2 Thuyết acid – base 29

3 Sự điện ly của nước Thang pH 30

4 Cân bằng acid – base 31

BÀI 4 HYDROGEN 38

1 Đặc tính nguyên tử và vật lý 38

2 Tính chất hóa học 38

3 Ứng dụng 40

BÀI 5 KIM LOẠI VÀ MỘT SỐ HỢP CHẤT 43

1 Kim loại phân nhóm A 43

2 Kim loại phân nhóm B 49

BÀI 6 PHI KIM VÀ MỘT SỐ HỢP CHẤT 55

1 Nhóm IVA 58

2 Nhóm VA 60

3 Nhóm VIA 62

4 Nhóm VIIA 64

BÀI 7 ALCOL, PHENOL 67

1 Alcol 69

2 Phenol 71

Trang 6

3 Chất điển hình 73

BÀI 8 ALDEHYD, CETON 76

1 Danh pháp 78

2 Tính chất hoá học 79

BÀI 9 ACID CARBOXYLIC 85

1 Danh pháp 87

2 Tính chất hoá học 88

3 Chất điển hình 89

BÀI 10 AMIN 92

1 Amin đơn chức 94

2 Diamin 97

BÀI 11 GLUCID 100

1 Đại cương 102

2 Monosaccarid 102

3 Disaccarid 104

4 Polysaccarid 105

BÀI 12 LIPID 108

1 Đại cương 110

2 Acid béo 110

3 Alcol 111

4 Lipid đơn giản – glycerid 112

5 Lipid phức tạp 113

BÀI 13 ACID AMIN VÀ PROTEIN 115

1 Acid amin 117

2 Peptid 119

3 Protein 120

BÀI 14 TRAO ĐỔI CHẤT, OXY HÓA SINH HỌC 126

CHU TRÌNH KREBS Error! Bookmark not defined. 1 Trao đổi chất 128

Trang 7

2 Oxy hóa sinh học 129

3 Chu trình Krebs 131

BÀI 15 CHUYỂN HOÁ GLUCID 136

1 Tiêu hóa và hấp thu glucid 138

2 Thoái hóa glucid ở tế bào và mô 139

3 Tổng hợp glucid 142

4 Điều hòa đường huyết 143

5 Rối loạn chuyển hóa glucid 143

BÀI 16 CHUYỂN HOÁ LIPID 145

1 Tiêu hóa, hấp thu, vận chuyển lipid 147

2 Thoái hóa lipid 148

3 Tổng hợp lipid 150

4 Chuyển hóa Cholesterol 151

BÀI 17 CHUYỂN HÓA PROTID VÀ ACID NUCLEIC 153

1 Sinh tổng hợp mononucleotid 155

2 Chuyển hóa acid nucleic 155

3 Chuyển hóa acid amin 157

4 Chuyển hóa Hemoglobin 159

BÀI 18 HOÁ SINH MÁU 160

1 Tính chất lý hoá của máu 163

2 Quá trình đông máu và hệ thống chống đông máu 164

3 Thành phần của máu 165

BÀI 19 HOÁ SINH GAN 169

1 Thành phần hóa học của nhu mô gan 170

2 Các chức phận hóa sinh của gan 170

BÀI 20 HOÁ SINH THẬN VÀ NƯỚC TIỂU 174

1 Chức năng lọc và bài tiết 176

2 Chức năng điều hòa acid – base 178

3 Chức phận nội tiết 178

Trang 8

4 Chức năng chuyển hóa các chất của thận 179

5 Nước tiểu 180

Trang 9

CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC

1 Tên môn học: Hóa học – Hóa sinh

2 Mã môn học: 420110

Thời gian thực hiện môn học: 45 giờ (Lý thuyết: 42 giờ; Thực hành, thí

nghiệm, thảo luận, bài tập: 0 giờ; Kiểm tra: 03 giờ)

(1) có bộ giáo trình phù hợp với chương trình đào tạo của trường;

(2) dễ dàng tiếp thu cũng như vận dụng các kiến thức và kỹ năng được học vào môi trường học tập và thực tế lâm sàng

3.3 Ý nghĩa và vai trò của môn học: Môn Hóa học – Hóa sinh trang bị cho

sinh viên các kiến thức cơ bản về cấu tạo chất và phản ứng hóa học; tính chất, vai trò, độc tính của một số chất vô cơ, hữu cơ quan trọng trong Y - Dược; các chất hữu cơ quan trọng trong cơ thể sống và quá trình chuyển hóa các chất trong cơ thể sống; cấu trúc và chức năng sống của các cơ quan trong cơ thể Vận dụng được kiến thức để giải quyết các vấn đề thực tế liên quan và vận dụng vào các môn học

4.2 Về kỹ năng:

B1 Vận dụng được kiến thức lý thuyết để giải quyết những vấn đề thực tế liên quan

Trang 10

B2 Vận dụng được kiến thức lý thuyết vào các môn học chuyên ngành

4.3 Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:

C1 Thể hiện được năng lực tự học, tự nghiên cứu trong học tập

C2 Chịu trách nhiệm về kết quả học tập của bản thân, sự chính xác trong công tác chuyên môn sau này

5 Nội dung môn học:

5.1 Chương trình khung

Mã

Số tín chỉ

Thời gian học tập (giờ)

Tổng

số

Trong đó

Lý thuyết

Thực hành/thực tập/thí nghiệm/bài tập/thảo luận

Kiểm tra

Trang 12

Thảo luận, bài tập, thực hành, thí nghiệm

Kiể

m tra

1 Bài 1 Cấu tạo nguyên tử - Hệ thống tuần

hoàn các nguyên tố hoá học

2 Bài 2 Tốc độ và cơ chế phản ứng Cân

bằng hóa học

Trang 13

3 Bài 3 Dung dịch chất điện ly 2 2 0

5 Bài 5 Kim loại và một số hợp chất 4 4 0

6 Bài 6 Phi kim và một số hợp chất 3 3 0

14 Bài 14 Trao đổi chất, oxy hóa sinh học,

chu trình Krebs

17 Bài 17 Chuyển hóa protid và acid nucleic 2 2 0

20 Bài 20 Hóa sinh thận và nước tiểu 2 2 0

Trang 14

6.3 Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình

6.4 Các điều kiện khác: mạng Internet

7 Nội dung và phương pháp đánh giá:

7.1 Nội dung:

- Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức

- Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng

- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp

+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập

+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học

+ Nghiêm túc trong quá trình học tập

7.2 Phương pháp:

7.2.1 Cách đánh giá

- Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành k m theo Thông

tư số 09/2017/TT-LĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội

- Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Y tế Sơn La như sau:

+ Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40%

+ Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2)

+ Điểm thi kết thúc môn học 60%

Chuẩn đầu

ra đánh giá

Số cột

Thời điểm kiểm tra

1 Sau 11 giờ

(sau khi học xong bài 5) Định kỳ Viết Tự luận cải

tiến

A1, A2, A3 B1, B2, C1,

2 Sau 44 giờ

(sau khi học

Trang 15

C2 xong bài 13,

bài 20) Kết thúc môn

học

Viết Tự luận cải

tiến

A1, A2, A3 B1, B2, C1, C2

8 Hướng dẫn thực hiện môn học

8.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Môn học được áp dụng cho đối tượng sinh viên

Cao đẳng Điều dưỡng hệ chính quy học tập tại Trường CĐYT Sơn La

8.2 Phương pháp giảng dạy, học tập môn học

8.2.1 Đối với người dạy

+ Lý thuyết: Thuyết trình, động não, thảo luận nhóm, làm việc nhóm, giải quyết tình huống

+ Thực hành, bài tập: Thảo luận nhóm

+ Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân công các thành viên

trong nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm

8.2.2 Đối với người học

Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau:

- Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp Các tài liệu tham khảo sẽ được cung cấp nguồn trước khi người học vào học môn học này (trang web, thư viện, tài

liệu )

- Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết Nếu người học vắng >30%

số tiết lý thuyết phải học lại môn học mới được tham dự kì thi lần sau

- Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc theo nhóm và làm việc cá nhân Một nhóm gồm 8-10 người học sẽ được cung cấp chủ đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về 1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân công để phát triển và hoàn thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm

Trang 16

- Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ

- Tham dự thi kết thúc môn học

- Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học

9 Tài liệu tham khảo

[1] Bộ Lao động, Thương binh và Xã hội (2018), Thông tư số

54/2018/TT-BLĐTBXH ngày 28/12/2018 của Bộ Lao động, Thương binh và Xã hội về việc quy định khối lượng kiến thức tối thiểu yêu cầu về năng lực mà người học đạt được sau khi tốt nghiệp trình độ trung cấp, trình độ cao đẳng các ngành, nghề thuộc lĩnh vực sức khỏe và dịch vụ xã hội

[2] Bộ Y tế (2017), Hoá đại cương - vô cơ, tập I, tập II, NXB Y học

[3] Bộ Y tế (2017), Hoá hữu cơ , tập I, tập II, NXB Y học

[4] Bộ Y tế (2017), Hoá sinh, NXB Y học

Trang 17

BÀI 1 CẤU TẠO NGUYÊN TỬ

HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC

 GIỚI THIỆU BÀI 1

Bài 1 là bài giới thiệu tổng quan về cấu tạo nguyên tử, nguyên tắc xây dựng và cấu tạo bảng tuần hoàn để người học có được kiến thức nền tảng và vận dụng được kiến thức đã học vào học các môn chuyên ngành

3 Viết được cấu hình electron từ đó xác định được vị trí trong bảng tuần hoàn,

dự đoán được cấu tạo và tính chất của các nguyên tố hóa học

 Về kỹ năng:

1 Vận dụng được kiến thức lý thuyết để làm bài tập về cấu tạo nguyên tử

2 Vận dụng được kiến thức lý thuyết để làm bài tập về nguyên tắc xây dựng và cấu tạo bảng tuần hoàn

 Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:

1 Thể hiện được năng lực tự học, tự nghiên cứu trong học tập

2 Chịu trách nhiệm về kết quả học tập của bản thân, sự chính xác trong công tác chuyên môn sau này

 PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1

- Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập Bài 1 (cá nhân hoặc nhóm)

- Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (Bài 1) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận Bài 1 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định

 ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1

- Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học lý thuyết

Trang 18

- Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác

- Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan

- Các điều kiện khác: Không có

 KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1

- Nội dung:

 Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến

thức

 Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng

 Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:

+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp

- Phương pháp kiểm tra đánh giá:

 Điểm kiểm tra thường xuyên: không có

 Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có

Trang 19

NỘI DUNG BÀI 1

1 Cấu tạo nguyên tử

1.1 Thành phần chính của nguyên tử

Nguyên tử của các nguyên tố hóa học gồm một hạt nhân mang điện tích

dương và các electron (điện tử) chuyển động xung quanh hạt nhân tạo thành lớp vỏ

1.1.1 Electron (ký hiệu e)

Electron chuyển động quanh hạt nhân và sắp xếp thành từng lớp

Khối lượng của electron: me = 9,109.10-28g

Điện tích của electron: qe = -1,602.10-19C = 1-

Khối lượng: mn = 1,672.10-24 g = 1,00 đvC Nơtron không mang điện

Điện tích hạt nhân bằng điện tích của số proton có trong hạt nhân

Nguyên tử trung hòa về điện nên số proton bằng số electron

1.2 Số hiệu và số khối

Số đơn vị điện tích hạt nhân = số proton = số electron

Số hiệu nguyên tử (Z): là số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử nguyên tố đó

Số khối nguyên tử (A): là tổng số proton (Z) và nơtron (N) của hạt nhân

Trang 20

- Nếu nguyên tử của nguyên tố có Z ≤ 82 (trừ H) thì có tỉ số:

1 ≤ N/Z ≤ 1,52

- Nếu nguyên tử của nguyên tố có Z ≥ 82 thì có tỉ số: 1 ≤ N / Z ≤ 1,25

2 Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học

2.1 Cấu tạo bảng tuần hoàn

2.1.3 Nhóm

Nhóm nguyên tố là tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron tương tự nhau, do đó có tính chất hóa học gần giống nhau và được xếp thành một cột

Nguyên tử các nguyên tố trong cùng một nhóm có số electron hóa trị bằng nhau và bằng số thứ tự của nhóm (trừ một số ngoại lệ)

Bảng tuần hoàn có 8 nhóm A (gồm các nguyên tố s, p) và 8 nhóm B (gồm các nguyên tố d, f)

2.2 Một số tính chất tuần hoàn của các nguyên tố

2.2.1 Tuần hoàn về cấu hình electron

Bảng 1.1 Cấu hình electron các nguyên tố nhóm A

2s1

Be 2s2

B 2s22p1

C 2s22p2

N 2s22p3

O 2s22p4

F 2s22p5

Ne 2s22p6

3s1

Mg 3s2

Al 3s23p1

Si 3s23p2

P 3s23p3

S 3s23p4

Cl 3s23p5

Ar 3s23p6

Trang 21

4 K

4s1

Ca 4s2

Ga 4s24p1

Ge 4s24p2

As 4s24p3

Se 4s24p4

Br 4s24p5

Kr 4s24p6

5s1

Sr 5s2

In 5s25p1

Sn 5s25p2

Sb 5s25p3

Te 5s25p4

I 5s25p5

Xe 5s25p6

6s1

Ba 6s2

Ti 6s26p1

Pb 6s26p2

Bi 6s26p3

Po 6s26p4

At 6s26p5

Rn 6s26p6

7s1

Ra 7s2Cấu hình

Chính sự biến đổi tuần hoàn về cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên

tử các nguyên tố, khi điện tích hạt nhân tăng dần chính là nguyên nhân của sự biến đổi tuần hoàn tính chất của các nguyên tố

Các nguyên tố d có cấu hình electron là (n-1)dx

ns2 Vì mức năng lƣợng ns và (n-1)d gần nhau và cấu hình electron bão hòa hay nửa bão hòa bền nên ta thấy có cấu hình d5

2.2.2 Tuần hoàn về bán kính nguyên tử

- Đối với các nguyên tố nhóm A: trong một chu kỳ, khi đi từ trái sang phải, bán kính nguyên tử nói chung giảm

Trang 22

Do các nguyên tố trong cùng 1 chu kỳ có cùng số lớp electron, khi đi từ trái sang phải, điện tích hạt nhân tăng dần nên hút mạnh electron lớp ngoài làm cho bán kính nguyên tử giảm đều đặn

Trong các nhóm A, đi từ trên xuống dưới, bán kính nguyên tử tăng dần theo chiều tăng của số lớp electron

- Đối với các nguyên tố nhóm B: do các phân lớp electron bên trong (d hoặc f) đang được lấp đầy nên chắn mạnh lực hút của hạt nhân đối với electron lớp ngoài, nên bán kính nguyên tử ổn định và ít thay đổi

Hình 1.1 Bán kính nguyên tử các nguyên tố nhóm A

2.2.3 Tuần hoàn về năng lượng ion hóa

Năng lượng ion hóa là năng lượng tối thiểu cần để tách electron ra khỏi nguyên tử hoặc ion ở thể khí

Hình 1.2 Giá trị năng lượng ion hóa thứ nhất

Trang 23

của các nguyên tố thuộc 5 chu kỳ đầu

- Trong một chu kỳ, theo chiều từ trái sang phải, năng lượng ion hóa tăng dần do lực liên kết giữa hạt nhân và electron lớp ngoài cùng tăng

- Trong cùng một nhóm A, theo chiều từ trên xuống dưới, năng lượng ion hóa giảm dần, do khoảng cách giữa electron lớp ngoài cùng đến hạt nhân tăng, lực liên kết giữa electron lớp ngoài cùng và hạt nhân giảm nên electron dễ dàng được tách ra

2.2.4 Tuần hoàn về ái lực electron (E)

Ái lực electron là năng lượng biến đổi khi thêm 1 electron vào nguyên tử hay ion ở thể khí

Hình 1.3 Ái lực electron của các nguyên tố thuộc 5 chu kỳ đầu

- Trong một chu kỳ, theo chiều từ trái sang phải, ái lực electron thường giảm dần

- Trong cùng một nhóm, theo chiều từ trên xuống dưới, ái lực electron thường tăng dần

2.2.5 Tuần hoàn về độ âm điện (X)

Độ âm điện đặc trưng cho khả năng của nguyên tử trong phân tử hút cặp electron dùng chung về phía mình

Trang 24

Bảng 1.3 Độ âm điện của các nguyên tố theo Fluor

Đối với các nguyên tố nhóm A, độ âm điện tăng khi đi từ trái sang phải của một chu kỳ và giảm khi đi từ trên xuống dưới trong một nhóm Đối với các nguyên

tố nhóm B, quy luật trên không thật chặt chẽ

Từ sự tuần hoàn về 5 đặc tính cơ bản của nguyên tử như đã trình bày ở trên,

ta có thể suy ra sự tuần hoàn về tính kim loại, phi kim, tính oxy hóa – khử, tính acid – base của các oxyd, hydroxyd,…

2.2.6 Tuần hoàn về tính kim loại, phi kim, tính acid - base

Trong một chu kỳ, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính base của oxyd

và hydroxyd tương ứng giảm dần, đồng thời tính acid tăng dần

Trong một nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính base của các oxyd và hydroxyd tương ứng tăng dần, đồng thời tính acid giảm dần

CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ

Câu 1: Trình bày thành phần cấu tạo nguyên tử?

Câu 2: Trình bày nội dung định luật tuần hoàn, mối quan hệ giữa cấu tạo lớp vỏ điện tử của nguyên tố và vị trí, tính chất của nó trong bảng tuần hoàn?

Câu 3: Xác định số electron, proton, notron, điện tích hạt nhân trong các nguyên tử nguyên tố sau: 1123Na; 1735Cl; 2040Ca?

Câu 4: Viết cấu hình electron của các nguyên tố Ca(Z=20); Na(Z=11); C(Z=6)? Câu 5: Xác định vị trí trong bảng tuần hoàn của các nguyên tố sau: Mg (Z=12); F (Z=9); Fe (Z=26); Mn (Z=24)?

Trang 25

Câu 6: Ion N+, M2+, A-, B2- có cấu hình electron là 1s22s22p6 Xác định vị trí của N,

M, A, B trong bảng tuần hoàn?

Câu 7: Trình bày quy luật biến đổi tính chất của các nguyên tố theo chu kỳ, nhóm: tính kim loại, tính phi kim, bán kính nguyên tử, năng lượng ion hóa thứ nhất, độ âm điện? Nguyên nhân của sự biến đổi đó?

Câu 8: So sánh bán kính nguyên tử, tính phi kim của các nguyên tố trong từng dãy sau, giải thích?

a C (Z=6); O (Z=8); F (Z=9)

b Na (Z=11); K (Z=19); Rb (Z=37)

Câu 9: Nguyên tố Cu (Z=29) Xác định vị trí của Cu trong Bảng tuần hoàn? Viết các phương trình minh họa tính chất hóa học của Cu?

Trang 26

BÀI 2 TỐC ĐỘ VÀ CƠ CHẾ PHẢN ỨNG CÂN BẰNG HÓA HỌC

Bài 2 là bài giới thiệu tổng quan về tốc độ và cơ chế phản ứng, cân bằng hóa học, để người học có được kiến thức nền tảng và vận dụng được kiến thức đã học vào học các môn chuyên ngành

Trang 27

- Nội dung:

thức

Trang 28

t

C C V

1 2

Trong đó V là tốc độ trung bình trong khoảng thời gian từ t1 đến t2; C là sự biến đổi nồng độ mol/l của chất đầu hay sản phẩm Vì tốc độ không có giá trị âm nên dấu + ứng với sản phẩm, còn dấu – ứng với chất đầu

Đối với phản ứng bất kỳ: a A + b B → e E + D F, thì:

V =

fdt

dC edt

dC bdt

dC adt

- k: hằng số tốc độ, phụ thuộc vào bản chất của chất phản ứng và nhiệt độ

- CA, CB: nồng độ mol/l của chất A, B (mol/l) tại thời điểm tính V

- m, n là những con số được xác định bằng thực nghiệm, tổng m + n được gọi là bậc của phản ứng, trong đó m là bậc riêng đối với A và n là bậc riêng đối với

B Các số mũ không nhất thiết phải có bất kỳ mối quan hệ nào với các hệ số a, b trong phương trình phản ứng

- Nếu CA = CB = 1 thì lúc đó v = k lúc này k được gọi là vận tốc riêng của phản ứng

Trang 29

V = k.[NO] [O3] Vậy, phản ứng này bậc 1 đối với NO và O3 Tổng các bậc riêng sẽ là bậc của toàn bộ phản ứng Vậy bậc của phản ứng là 2

Ví dụ 2: Phản ứng CH3CHO (k) → CH4 (k) + CO (k)

Phương trình tốc độ đã được xác định qua thực nghiệm là:

V = k.[CH3CHO]3/2 Vậy, phản ứng này bậc 3/2 đối với CH3CHO và cũng là bậc của phản ứng

- Để xác định bậc của phản ứng, người ta tiến hành nhiều thí nghiệm Mỗi thí nghiệm bắt đầu ở nồng độ khác nhau đối với chất khảo sát, còn nồng độ các chất khác thì giữ nguyên Từ mỗi thí nghiệm sẽ tìm thấy tốc độ ban đầu So sánh các giá trị tốc độ, ta tìm được bậc của phản ứng

Xác định hằng số tốc độ: Khi đã biết các giá trị tốc độ tại một nhiệt độ, nồng

Các đơn vị của hằng số tốc độ k cho các bậc phản ứng khác nhau:

Bậc phản ứng Đơn vị của k (thời gian theo giây = s)

0 mol/L.s (hoặc mol.L-1.s-1)

1 1/s (hoặc s-1)

2 L /mol s (hoặc L.mol-1.s-1)

3 L2 /mol2 s (hoặc L2.mol-2.s-1)

1.2.2 Nhiệt độ

Nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ của đa số các phản ứng bằng cách gia tăng hằng

số tốc độ k Khi nhiệt độ của phản ứng tăng lên 100C (hay 10K) thì hằng số tốc độ

của phản ứng (hay là tốc độ phản ứng) tăng lên từ 2 đến 4 lần

4 : 2 10

10    

t t t

t

K

K V V

Hay:

10 2

1

2 t t

V

Trang 30

1.3 Cơ chế phản ứng

Hầu hết các phản ứng hóa học xảy ra qua nhiều bước cơ bản là những phản ứng sơ cấp Tập hợp các phản ứng sơ cấp để thành phản ứng chung gọi là cơ chế phản ứng

Chẳng hạn, cơ chế cho phản ứng chung: 2A + B → E + F có thể gồm 3 bước cơ bản là những phản ứng sơ cấp:

Trang 31

2 Cân bằng hóa học

2.1 Trạng thái cân bằng

Tất cả các phản phản ứng có thể chia tương đối thành 2 loại:

- Phản ứng 1 chiều (phản ứng không thuận nghịch): là phản ứng tiến hành đến cùng, đến khi 1 hoặc tất cả các chất ban đầu đã tác dụng hết để tạo thành sản phẩm

Ví dụ: phản ứng cháy, phân hủy,…

C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

- Phản ứng thuận nghịch: là phản ứng trong những điều kiện xác định có thể tiến hành đồng thời theo 2 chiều ngược nhau, nghĩa là các chất ban đầu đã tác dụng hết để tạo thành sản phẩm, thì cũng trong điều kiện ấy đã các chất sản phẩm tác dụng hết để tạo thành các chất chất ban đầu

PCl

2 3

5

- Nếu tăng nồng độ PCl3 hoặc Cl2 thì cân bằng sẽ chuyển dịch sang phải tạo thêm PCl5 để KC = const Tương tự khi thêm hay bớt nồng độ PCl5

Trang 32

Như vậy, nếu tăng nồng độ của 1 thành phần, hệ cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều tiêu thụ bớt thành phần đó Nếu giảm nồng độ của 1 thành phần, hệ cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều tăng thêm thành phần đó Hệ cân bằng luôn dịch chuyển theo chiều chống lại sự thay đổi nồng độ

2.2.2 Ảnh hưởng của áp suất

Khi xem xét ảnh hưởng của áp suất đến TTCB, ta chỉ quan tâm đến những hệ

Tóm lại, nếu hệ cân bằng có sự chênh lệch số mol khí giữa các chất đầu và sản phẩm thì: khi tăng áp suất, cân bằng chuyển dịch về phía có số mol khí ít hơn

và ngược lại

2.2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Trong 3 sự thay đổi, chỉ có nhiệt độ làm thay đổi hằng số cân bằng K

- Nếu phản ứng là thu nhiệt (∆H > 0) thì khi T tăng, cân bằng sẽ chuyển dịch sang phải tạo ra nhiều sản phẩm hơn

- Nếu phản ứng là tỏa nhiệt (∆H < 0) thì khi T tăng, cân bằng sẽ chuyển dịch sang trái

2.2.4 Nguyên lý chuyển dịch cân bằng Le Chatelier

Khi một phản ứng ở trạng thái cân bằng, nếu ta thay đổi các điều kiện bên ngoài (nồng độ, nhiệt độ, áp suất) thì cân bằng chuyển dịch theo hướng có tác dụng chống lại sự thay đổi đó

CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ

Câu 1: Các yếu tố nồng độ, nhiệt độ, chất xúc tác ảnh hưởng như thế nào đến tốc độ phản ứng? Lấy ví dụ?

Câu 2: Thế nào là sự chuyển dịch cân bằng? Kể tên các yếu tố nào ảnh hưởng đến

Trang 33

Câu 5: Một phản ứng tiến hành với tốc độ v ở nhiệt độ 300C Hỏi phải tăng nhiệt

độ lên bao nhiêu để tốc độ phản ứng tăng lên 1024 lần Biết hệ số nhiệt của phản ứng là 2

Câu 6: Ở 1500C một phản ứng kết thúc trong 16 phút Ở 2000C và 800C phản ứng này kết thúc trong bao lâu? Biết hệ số nhiệt của phản ứng là 2,5

Câu 7: Để tăng tốc độ phản ứng trong lò nung clanhke người ta dùng không khí nén, nóng thổi vào lò cao; Nung đá vôi ở nhiệt độ cao; Nghiền nguyên liệu trước khi đưa vào lò nung Hãy giải thích các cách làm trên?

Câu 8: Tăng nhiệt độ, áp suất và nồng độ O2, các cân bằng sau chuyển dịch như thế nào?

a) 2CO + O2  2CO2 + Q

b) 2SO2 + O2  2SO3 – Q

c) N2 + O2  2NO – Q

Trang 34

BÀI 3 DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LY

Bài 3 là bài giới thiệu tổng quan về chất điện ly, để người học có được kiến thức nền tảng và vận dụng được kiến thức đã học vào học các môn chuyên ngành

 MỤC TIÊU BÀI 3

Sau khi học xong bài này, người học có khả năng:

 Về kiến thức:

1 Trình bày được các khái niệm chất điện ly, độ điện ly, hằng số điện ly

2 Tính được pH của một số dung dịch chất điện ly

Trang 35

- Nội dung:

thức

Trang 36

1 Trạng thái của chất điện ly trong dung dịch

1.1 Định nghĩa, phân loại chất điện ly

-1.1.2 Phân loại chất điện ly

Chất điện ly gồm chất điện ly mạnh, chất điện ly yếu

Chất điện ly mạnh là chất phân ly hoàn toàn thành ion Gồm các muối tan (NaCl, KCl, NaNO3, K2SO4, Na2CO3…), các base nhóm kiềm và kiềm thổ (KOH, NaOH), các acid mạnh (HCl, HBr, HI, H2SO4, HNO3, )

Chất điện ly yếu là chất phân ly không hoàn toàn Gồm các muối ít tan, các base yếu, các acid yếu, phức chất

Sự phân chia chất điện ly mạnh và yếu chỉ mang tính chất tương đối vì độ điện ly còn phụ thuộc vào nồng độ chất tan, tính chất của dung môi và nhiều yếu tố khác

Từ định nghĩa trên suy ra: 0 ≤ α ≤ 1

- α = 0: Không có sự điện ly

- α = 1: Sự điện ly hoàn toàn:

Độ điện ly phụ thuộc vào các yếu tố: Bản chất của chất tan, bản chất của dung môi, nhiệt độ, nồng độ của các ion trong dung dịch,

1.3 Hằng số điện ly

Trang 37

Quá trình điện ly của các chất điện ly yếu là một quá trình thuận nghịch và thiết lập một cân bằng động trong dung dịch, được biểu diễn bằng phương trình sau:

K

Đối với chất điện ly yếu  << 1, K = 2

2 Thuyết acid – base

2.1 Thuyết Arrhenius (Thuyết điện ly H + , OH - )

Acid là những chất chứa hydro và có thể điện ly trong nước tạo ra ion H+(H3O+) và anion gốc acid Base là những chất chứa nhóm OH- và có thể điện ly ra ion OH-

Phản ứng giữa acid với base là phản ứng trung hòa

Thuyết của Arrhenius có ý nghĩa to lớn trong hóa học Giải thích được các tính chất chung của các acid:

- Phản ứng với base tạo thành muối và nước

- Phản ứng với một số kim loại cho hydro thoát ra

- Làm đổi mầu của các chất chỉ thị

- Có vị chua

- Phản ứng với acid tạo muối

- Có vị xà phòng

Tuy nhiên còn hạn chế: chỉ đúng trong dung môi là nước

2.2 Thuyết Bronsted – Lowry (Thuyết proton)

Acid là một phần tử có thể cho 1 proton H+ Base là phần tử có thể nhận 1 proton H+ Base phải có 1 cặp electron tự do để liên kết với 1 ion H+

Trang 38

Ký hiệu HA là 1 acid, nó cho proton theo phản ứng:

HA ↔ H+

+ A- Theo chiều nghịch, khi A- nhận 1 proton sẽ cho lại HA, do đó A-

là một base

Ta nói, HA/A- là 1 cặp acid – base liên hợp

Thuyết Bronsted – Lowry dẫn ra một số hệ quả:

- Độ mạnh tương đối của 1 acid, base được đo bởi xu hướng dễ hay khó cho hay nhận proton

- Độ mạnh của 1 acid, base thay đổi theo dung môi

- Acid, base có thể là ion hay phân tử trung hòa

- Một phản ứng acid – base thực chất là sự vận chuyển proton giữa 2 cặp acid – base liên hợp

Thuyết acid – base của Bronsted - Lowry là lý thuyết hiện đại và hoàn chỉnh,

đã bao hàm thuyết acid – base của Arrhenius, và mở rộng ra cho các dung môi khác nước cũng như cho các phản ứng xảy ra ở trạng thái khí

2.3 Thuyết Lewis (Thuyết electron)

Acid là một phần tử nhận một cặp electron để hình thành liên kết cộng hóa trị Base là 1 phần tử cho một cặp electron tự do để liên kết với acid

Như vậy, đối với base theo định nghĩa của Lewis và Bronsted – Lowry là như nhau vì đều phải có cặp electron tự do Sự khác nhau là đối với acid, theo Lewis acid là những chất có obitan hóa trị trống để nhận cặp electron tự do

Thuyết Lewis cho phép hiểu sâu hơn về cơ chế các phản ứng acid – base, nhưng nó quá rộng nên trong nhiều trường hợp không phù hợp

3 Sự điện ly của nước Thang pH

Trang 39

[H3O+] = [OH-] = (10-14)2 = 10-7 mol/L

Dựa vào cân bằng điện ly của nước, người ta định nghĩa dung dịch acid, base

và trung tính tùy theo độ lớn tương đối giữa [H3O+] và [OH-]:

C Acid [H3O+] > [OH-] [H3O+ ] > 10-7 [OH- ] < 10-7Trung tính [H3O+] = [OH-] [H3O+ ] = 10-7 [OH- ] = 10-7Base [H3O+] < [OH-] [H3O+ ] < 10-7 [OH- ] > 10-7

Vì Kn là hằng số ở nhiệt độ nhất định, nên khi biết nồng độ của một trong hai ion, ta có thể tính được nồng độ ion kia

3.2 Thang pH

Định nghĩa:

pH = -1g [H3O+] hoặc [H3O+] = 10-pH

và pOH = -1g [OH-] hoặc [OH-] = 10-pOH

Vì Kn = [H3O+][OH-] = 1,0 x10-14 nên người ta cũng hay dùng đại lượng

pKn = - lg Kn = - lg([ H3O+][OH-]) = - lg[H3O+] - lg[OH-] = pH + pOH = 14 (ở

250C)

4 Cân bằng acid – base

4.1 Sự điện ly của các acid yếu

Trong nước acid yếu HA điện ly qua phản ứng với phân tử H2O:

HA + H2O ⇌ H3O+ + A-

Theo định luật tác dụng khối lượng ta có:

3 2

[H ].[ ] [ ].[ ]

Trang 40

3 2

Ka gọi là hằng số điện ly của acid, cũng gọi là hằng số acid

Người ta dùng: pKa = -lg Ka (gọi là chỉ số sức acid) thể hiện độ mạnh – yếu của 1 acid Ka càng lớn thì acid càng mạnh và ngược lại

4.2 Sự điện ly của các base yếu

Trong nước base yếu B có phản ứng:

B + H2O ⇌ BH+ + OH-

Theo định luật tác dụng khối lượng ta có:

2

[BH ].[OH ] [B].[ ]

Kb gọi là hằng số điện ly của base, cũng gọi là hằng số base

Người ta dùng: pKb = -lg Kb (gọi là chỉ số sức base) thể hiện độ mạnh – yếu của 1 base Kb càng lớn thì base càng mạnh

Mối quan hệ giữa Ka của một acid yếu và Kb của một base liên hợp của nó là:

Ka Kb = Kw = 10-14

4.3 Cách tính pH của một số dung dịch

- Dung dịch acid mạnh, base mạnh:

+ Tính pH của dung dịch acid mạnh đơn chức:

- Nếu Ca ≥ 1,12.10-7 thì bỏ qua [H3O]+ do nước điện ly ra, do đó [H3O]+ = Ca

Tiêu đề	Hóa học – Hóa sinh
Tác giả	Ths. Phạm Thị Thanh Tâm, Bs. Lường Thị Hà
Trường học	Trường Cao đẳng Y tế Sơn La
Chuyên ngành	Hộ sinh
Thể loại	Giáo trình
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Sơn La

Định dạng
Số trang	190
Dung lượng	2,87 MB