Влияние кислот и щелочей на застудневание

Занятие № 15

Растворы ВМС. Свойства биополимеров

 

Теория

1. Свойства растворов ВМС. Осмотическое давление растворов биополимеров. Уравнение Галлера. Онкотическое давление плазмы крови.

2. Механизм набухания и растворения ВМС. Факторы, влияющие на набухание: температура, рН, электролиты.

3. Полиэлектролиты. Изоэлектрическая точка (ИЭТ). Методы определения ИЭТ белка.

4. Устойчивость растворов биополимеров. Высаливание биополимеров из растворов: определение, механизм и факторы процесса (температура, электролиты, неэлектролиты).

5. Застудневание растворов ВМС: механизм и факторы процесса (форма макромолекул, температура, концентрация, рН, электролиты). Процессы синерезиса в организме человека.

 

Задачи

1. ИЭТ альбумина плазмы крови равна 4,64.

Объясните, как заряжаются молекулы альбумина плазмы крови при рН < 4,64 и при рН > 4,64.

Напишите соответствующие схемы реакций.

2. ИЭТ альбумина плазмы крови равна 4,64.

Определите знак заряда частиц альбумина в миллимолярном растворе HCl.

Укажите направление перемещения частиц альбумина при электрофорезе в данных условиях.

 

3. *ИЭТ гемоглобина и альбумина плазмы крови соответственно равны 6,8 и 4,64.

Укажите направление перемещения указанных ВМС при электрофорезе в буферной системе с рН = 5,1.

 

4. *Желатин помещен в 0,01М раствор НCl.

Определите знак заряда молекул ВМС, если ИЭТ = 4,7.

 

Примечание: Задачи, отмеченные звездочкой (3, 4), необязательны для решения (бонусные).

 

Лабораторные работы

 

ВЛИЯНИЕ рН НА НАБУХАНИЕ ВМС

Цель работы: Изучить набухание ВМС при действии реагентов с различными значениями рН среды.

Теоретическая часть. На набухание амфотерных веществ большое влияние оказывает рН среды. Влияние рН на набухание хорошо изучено для белков и белковых веществ. Кривая набухания как функция рН проходит через минимум, который лежит в области ИЭТ. Например, для желатина он находится при рН = 4,7. Появление опухолей при ожоге крапивой или укусе муравья объясняется повышением набухания тканей вследствие локального изменения рН.

Ход работы: в три мерные пробирки поместить по 0,5 г порошка желатина (высота порошка 1см), в 1-ю – прилить 8 мл 0,1 М раствора HCl, во 2-ю – 8 мл 0,1 М р-ра CH₃COOH, в 3-ю – 4 мл 0,1 М раствора CH₃COONa. Содержимое пробирок тщательно перемешать и оставить на час. Через час замерить высоту набухания желатина. Результаты записать в лабораторный журнал по форме:

 

№ пробирки	Высота слоя сухого желатина, h1	Добавляемый реактив	Время набухания, мин	Высота слоя набухшего желатина, h2	Набухание, ∆h = h2 - h1	рН
1	1 см	HCl	60
2	1 см	NaOH	60
3	1 см	CH3COOH+ CH3COONa	60

  

Вывод:

 

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОЛИТОВ НА НАБУХАНИЕ ВМС

Цель работы: Изучить влияние анионов на процесс набухания желатина.

Теоретическая часть.

Влияние электролитов на набухание ВМС хорошо изучено для белков и белковых веществ. На процесс набухания наибольшее влияние оказывают анионы. По интенсивности влияния на набухание анионы можно расположить в лиотропный ряд:

CNS^- > I^- > Br^- > NO₂^- > Cl^-  > CH₃COO^- > цитрат^3-  > SO₄^2-.

Ионы, стоящие слева от Cl^-, усиливают набухание, расположенные справа – тормозят этот процесс.

Ход работы. В четыре пробирки поместить по 0,5 г желатина (высота желатина 1см). В 1-ю – прилить 6 мл 0,5 М раствора K₂SO₄, во 2-ю – 8 мл 0,5 М раствора KCl, в 3-ю – 8 мл 0,5 М раствора KBr, в 4-ю – 8 мл 0,5 М раствора NH₄CNS. Содержимое пробирок тщательно перемешать и оставить на час. Через час замерить высоту набухания желатина. Результаты записать.

Вывод:

 

ВЛИЯНИЕ КИСЛОТ И ЩЕЛОЧЕЙ НА ЗАСТУДНЕВАНИЕ

Цель работы: Изучить скорость застудневания раствора желатина при действии кислот и щелочей.

Теоретическая часть. На застудневание растворов оказывает влияние рН раствора, легче всего оно протекает при рН, отвечающем изоэлектрическому состоянию.

ХОД РАБОТЫ: в три пробирки налить по 5 мл теплого 3%-го желатина и прилить в 1-ю – 1 мл дистиллированной воды, во 2-ю – 1 мл 0,1 М раствора HCl, в 3-ю – 1 мл 0.1 М раствора NaOH. Содержимое пробирок перемешать, пробирки поместить в кружку с водой, температура которой 40 ⁰С, затем охладить их до 10 ⁰С и отметить время застудневания. Результаты измерений записать в журнал:

 

№ пробирки	Исследуемый раствор	Добавляемый раствор	Время застудневания	рН
1	Желатин	Дист. вода
2	Желатин	HCl
3	Желатин	NaOH.

 

Вывод: