Выполнение: в одну пробирку налейте 5 мл водного раствора метиленовой сини, а в другую – столько же спиртового раствора этого красителя. В каждую пробирку добавьте равные порции активированного угля. Содержимое пробирок взболтайте и быстро фильтруйте. Сравните окраски фильтратов. Аналогично проведите опыт по адсорбции на меле.
ВЫВОДЫ:
1. Поясните, почему краситель лучше адсорбируется из водного раствора, учитывая полярность сорбента и растворителей (правило Ребиндера).
2. Сравните величину адсорбции красителя на угле и меле.
3. Составьте схемы адсорбции.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Какое поверхностное натяжение имеют водные растворы NaCl, Na2SO4, этилового спирта, стирального порошка «Лотос» по отношению к воде? К какому типу веществ они относятся (ПАВ или ПИАВ)?
2. Исследуйте влияние природы сорбента и сорбтива на процесс адсорбции на примере: водный раствор метиленовой сини С16Н18N3+Cl-, водный раствор FeCl3, адсорбент – уголь. Сделайте выводы о влиянии природы растворителя на процесс адсорбции.
3. Исследуйте процесс адсорбции красителя метил-виолет на угле и на меле из водного и спиртового растворов. Сделайте выводы о влиянии природы растворителя на процесс адсорбции. Сравните полноту адсорбции на угле и на меле.
ОБРАЗЕЦ ОТВЕТА НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
ВОПРОС: Какое из веществ будет наиболее полно адсорбироваться на поверхности угля из водного раствора: метил-виолет С16Н18N3+Cl- или малахитовый зеленый С23Н25N2+Cl-?
ОТВЕТ: Красители имеют дифильную природу, уголь – неполярный адсорбент, поэтому на нем будут адсорбироваться малополярные (дифильные) вещества. Вода – полярный растворитель и не имеет сродства к сорбенту, поэтому конкуренции растворителя и сорбтива не произойдет.
СХЕМА АДСОРБЦИИ
Из двух красителей наиболее полно будет адсорбироваться метил-виолет, т.к., согласно правилу Дюкло-Траубе, поверхностная активность органических веществ одного гомологического ряда возрастает в 2-3 раза с ростом углеродной цепи на группу –СН2–.
ЛИТЕРАТУРА:
1. С. 423-446; 3. С. 153-167; 5. С. 101-107; 6. С. 681-702.
Работа 10. хроматография
Хроматографические методы находят широкое применение в клинической практике. Хроматографию на бумаге и тонкослойную хроматографию используют для определения аминокислот, углеводов, нуклеотидов, кетокислот и гормонов и др. в биологических жидкостях (сыворотка крови, моча, слюна, пот) или в экстракте из тканей в норме и при различных патологических состояниях. Методом хроматографии на бумаге установлены состав и содержание некоторых веществ при заболеваниях с нарушением азотистого обмена, например, при болезнях печени, почек, недостаточности витаминов, психических заболеваниях, вызванных токсическим действием отдельных аминокислот.
Аминоизомасляная кислота впервые была открыта в моче при помощи бумажной хроматографии. Эта аминокислота встречается в больших количествах у отдельных индивидуумов (семейный признак), она найдена примерно у 5-10 % населения.
Аминоацидурия хроматографически определяется при почечной коме и некрозах печени, злокачественных новообразованиях, нефритах, ожогах, голодании. Обнаружение на хроматограммах в моче детей аргининянтарной кислоты (АЯК) впервые позволило описать и выяснить патогенез наследственного психического заболевания детей, названного аргининянтарной ацидурией. Высокое содержание АЯК в цереброспинальной жидкости вызывает отравление центральной нервной системы. Тонкослойную хроматографию на оксиде алюминия и силикогеле используют для качественного и количественного определения гормонов коры надпочечника (17-кетостероидов) и половых гормонов (андростерона и эстрогенов) в плазме, крови и моче. Этот метод применяют для ранней диагностики беременности и гормональных заболеваний.
Сочетание электрофореза и бумажной хроматографии впервые позволило установить различие в аминокислотном составе нормального гемоглобина человека и гемоглобина больных серповидноклеточной анемией, положив начало изучению болезненных процессов, совершающихся на молекулярном уровне.
Хроматография оказалась незаменимой для изучения патогенеза болезней, протекающих с нарушением различных других сторон обмена веществ, что открыло новые диагностические возможности и указало пути рациональной терапии некоторых заболеваний. Широкое применение находит хроматография в судебно-медицинской экспертизе.
ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ:
1. Освоить экспериментальные методы разделения красителей с помощью метода бумажной хроматографии.
2. Освоить экспериментальный метод разделения ионов методом колоночной хроматографии.
3. Освоить экспериментальный метод разделения компонентов мочи на анионите.
4. Научиться оценивать разделение компонентов с помощью расчета отношения скоростей их перемещения к скорости перемещения фронта растворителя (величина Rf).
5. Научиться идентифицировать вещество на основании сопоставления скоростей и перемещения его и «свидетеля» по слою сорбента.
6. Научиться качественно оценивать разделение компонентов, близких по химической природе.
ЗАДАНИЕ:
Выполните четыре опыта, дайте оценку использованных методов по механизму и технике выполнения, объясните положение окрашенных зон в бумажной и колоночной хроматографии, рассчитайте Rf у компонентов смеси и у «свидетелей». Напишите схему ионного обмена при поглощении и элюировании, подтвердите выделение ионов ОН- в растворе при поглощении и С1- в элюате, оформите отчет.
