 |
Оптические свойства дисперсных систем
|
|
|
|
В зависимости от соотношения между диаметром 2 r частиц дисперсной фазы и длиной волны l, оптические свойства меняются.
Если 2 r @ l, в этом случае преобладает дифракционное рассеивание света. Визуально наблюдаем опалесценцию.
Опалесценцию впервые наблюдали в 1857 г. М. Фарадей и в 1868 г. Дж. Тиндаль. Это явление получило название эффекта Фарадея-Тиндаля (конус Тиндаля).
Уравнение Рэлея:
J, J0 – интенсивность рассеянного и падающего света;
Kp – константа Рэлея;
Cv – частичная концентрация золя;
l - длина волны;
r - радиус частицы.
Лабораторная работа № 3
Для студентов 1 курса стоматологического факультета
По дисциплине «Прикладная химия в стоматологии»
Тема: Методы очистки ВМС.
Цель: Изучить сущность и условия проведения диализа – как одного
из методов очистки природных биополимеров.
Ход работы:
Опыт 1. Очистка белков от низкомолекулярных примесей (NaCl).
Диализ – это освобождение коллоидов от низкомолекулярных органических и минеральных примесей с помощью диффузии последних через мембраны, практически непроницаемые для коллоидов.
Белки в растворе благодаря значительной величине белковых частиц не проходят через полупроницаемую мембрану. Этим свойством белка пользуются для его очистки от низкомолекулярных примесей.
Простейший диализатор
1 – стакан с дистиллированной водой
2 – коллодиевый мешочек с раствором белка и NaCl
3 – деревянный зажим
1. Проделывают с раствором белка биуретовую реакцию – для этого в пробирку беру 5 капель белка, добавляют 10 капель 10-го % раствора NaOH и 1-2 капли 1-го % раствора CuSO4. Наблюдается сине-фиолетовое окрашивание.
|
|
|
2. Наливают 10-15 мл раствора белка, содержащего NaCl, в коллодиевый мешочек и погружают его с помощью деревянных зажимов в стакан с дистиллированной водой таким образом, чтобы открытый край мешочка выступал над поверхностью воды.
3. Через 1 час берут из стакана 1-2 мл воды и убеждаются в наличии там ионов Cl- (реакция с AgNO3 в присутствии азотной кислоты – белый осадок) и в отсутствии белка (биуретовая реакция отрицательна).
Контрольные вопросы
1. Основные методы очистки высокомолекулярных соединений, сущность назначение:
- диализ;
- электродиализ;
- компенсационный диализ.
2. Методы изучения состава ВМС:
- электрофорез;
- электроосмос;
- хроматография.
3. Сефадексы и их использование для очистки белков.
Задания для самостоятельной работы
1. Написать формулы природных аминокислот, дать названия по ИЮПАК.
Методическое указание № 4
(для преподавателей)
Тема: Методы разделения и идентификации органических соединений.
Хроматографические методы анализа.
Радильная хроматография аминокислот.
Цель: Изучить принципы хроматографического разделения смесей
и провести радиальную хроматографию аминокислот.
Ход занятия:
I. Организационный момент ……………………………………….. 5 мин.
II. Разбор теории и практики по вопросам ………………………..10 мин.
1. Задачи хроматографического анализа.
2. Перечислите методы хроматографического разделения аминокислот.
3. Хроматографические методы анализа: принцип адсорбционной и распределительной хроматографии.
4. Как проводится радиальная хроматография на бумаге?
5. Какая цветная реакция лежит в основе хроматографии аминокислот на бумаге?
6. Гель – хроматография.
7. Тонкослойная хроматография.
III. Выполнение студентами лабораторной работы ………………….60 мин.
IV. Анализ хроматограмм…………………………...………………….10 мин.
|
|
|
V. Задание на дом ……………………………………………………….5 мин.
Всего……… 90 минут
Хроматографические методы
Это физико-химические методы разделения смесей, основанные на их распределении между двумя несмешивающимися фазами, одна из которых является неподвижной, а другая подвижной.
Неподвижная фаза – поверхностно-активное твердое тело или жидкость, закрепленная на поверхности инертного твердого носителя.
Подвижная фаза – газ или жидкость, которые проходят через слой неподвижной фазы.
Метод был открыт в 1903 году Цветом М.С. Он впервые применил данный метод для разделения пигментов листьев растений.
Адсорбционная хроматография – процесс разделения основан на различии в относительном сродстве соединений к твердому адсорбенту (неподвижная фаза), а подвижной фазой служит жидкость (колоночная адсорбционная хроматография, тонкослойная хроматография).
Распределительная хроматография вещества предполагает распределение веществ между двумя жидкими фазами (жидкостная распределительная хроматография). В данном виде неподвижная фаза – хроматографическая бумага; тонкослойная хроматография (пластина из инертного материала, стекло, алюминиевая фольга) или колоночная хроматография (Al2O3) – разделение ионов Cu2+, Fe3+.
Ионообменная хроматография предполагает обратимый обмен ионов, содержащихся в растворе на подвижные ионы ионитов.
Гель-хроматография (метод молекулярных сит). Неподвижной фазой являются малоактивные материалы – гели (сефадексы G – 25, G – 50, G – 100) с заданной пористостью, способные удерживать молекулы вещества с определенными размерами и формой, разделять их по способности проникать в поры геля, т. е. по их способности к диффузии.
Гель-хроматография широко используется для фракционирования биополимеров – белков, очистки белков, концентрирования их.
Афинная хроматография – в ее основе лежит свойство высокомолекулярных и других биологически активных соединений «узнавать» в любой смести свои строго определенные вещества и взаимодействовать с ними … - антиген узнает свое антитело; гормон – свой рецептор, фермент – свой субстрат.
Задачи хроматографического анализа:
- разделение и идентификация нескольких компонентов в одном образце (смесь аминокислот);
|
|
|
- количественная оценка веществ;
- удаление веществ, мешающих анализу;
- концентрирование белков-ферментов;
- анализ токсических веществ в окружающей среде.
ТСХ (тонкослойная хроматография) является одним из наиболее простых и эффективных экспресс-методов разделения и анализа веществ в биосредах, пищевых продуктах, биоматериалах. Методы не требует сложного оборудования и обладает высокой избирательностью и чувствительностью.
Процесс разделения основан на различии в относительном сродстве компонентов смеси к неподвижной фазе – сорбенту и происходит в результате перемещения подвижной фазы – элюента под действием капиллярных сил по слою сорбента, нанесенного на хроматографическую пластину (алюминиевая фольга).
Скорость перемещения вещества является постоянной величиной Rf (коэффициент распределения).
Rf = J / L
J – фронт, пройденный исследуемым веществом (от линии старта до середины пятна);
L – фронт, пройденный растворителем.
| LK |
Фронт растворителя
jjjjjjLKK
Линия старта
Ассортимент сорбентов очень велик – силикагель, Al2O3, полиамиды, крахмал, гипс, агар-агар, СаSO4, ZnCO3.
Главное требование к сорбентам – отсутствие химического взаимодействия с анализируемым вещество.
Подвижная фаза – смесь растворителей разной полярности.
БУС; пропанол / Н2О
Методы ТСХ позволяет медикам проводить определение токсинов, осуществлять диагностику отравлений, исследовать продукты метаболизма токсических веществ в биологических средах (кровь, слюна, моча, спинномозговая жидкость).
Лабораторная работа № 4
|
|
|
