„Metody analizy fizykochemicznej związków kompleksowych"

„Metody analizy fizykochemicznej związków kompleksowych"
Aleksandra Dąbrowska (4 h)
Wykład 1: Spektroskopia IR i UV-Vis w analizie chemicznej związków
chemicznych – Wprowadzenie
metoda analityczna; sygnał analityczny; chemiczna analiza instrumentalna; zalety i
wady metod instrumentalnych; tradycyjny podział metod instrumentalnych; etapy
postępowania analitycznego; wybór odpowiedniej metody instrumentalnej; metody
absorpcyjne;
Wykład 1: Spektroskopia IR i UV-Vis w analizie chemicznej związków
chemicznych – Spektroskopia IR
widmo IR; rodzaje drgań cząsteczkowych; obszar grup funkcyjnych; obszar
daktyloskopowy; oddziaływania sprzężone; efekt sprzężenia; drgania symetryczne i
asymetryczne; moment dipolowy a absorpcja promieniowania; przykłady
zastosowania spektroskopii IR do rozwiązywania widm związków nieorganicznych i
kompleksowych;
Wykład 2: Spektroskopia IR i UV-Vis w analizie chemicznej związków chemicznych –
Spektroskopia absorpcyjna w zakresie nadfioletu i światła widzialnego
rodzaje przejść elektronowych; chromofory i auksochromy; przesunięcie bato- i
hipsochromowe; efekt hiper- i hipochromowy; rola rozpuszczalnika; wpływ pH;
natura przejść elektronowych w odniesieniu do teorii pola ligandów; Przykłady
zastosowań spektroskopii UV-Vis
Aleksandra Dąbrowska(4 h)
Wykład 3: Zastosowanie spektroskopii UV-Vis do wyznaczania wartości stałych
trwałości i stałych kwasowo-zasadowych prostych kompleksów jednordzeniowych.
Elementy chemii związków kompleksowych jednordzeniowych. Równowagi
tworzenia kompleksów jednordzeniowych. Wyznaczanie stałych trwałości i
kwasowozasadowych
kompleksów jednordzeniowych metodami spektrofotometrycznymi
(metoda Joba; metoda Bjerruma; metoda zmian ciągłych; metoda stosunku molowego;
miareczkowanie pH-metryczno-spektrofotometryczne, wyprowadzenie równania
Hendresona-Hasselbacha). Przykłady.
Wykład 4: Zastosowanie potencjometrii do wyznaczania wartości stałych równowag
reakcji kompleksowania.
Elementy chemii związków kompleksowych jedno- i wielordzeniowych. Równowagi
tworzenia kompleksów jedno- i wielordzeniowych. Wyznaczanie stałych trwałości
kompleksów jednordzeniowych metodami potencjometrycznymi (metody
bezpośrednie; metody oparte na pomiarach pH). Przykłady.
Joanna Makowska (4 h)
Wykład 5: Zastosowanie metod chemii teoretycznej do przewidywania krzywych
miareczkowania.
Przedmiotem dwugodzinnego wykładu będzie omówienie teoretycznych metod
umożliwiających badanie wpływu wartości pH oraz rodzaju rozpuszczalnika na
konformację modelowych peptydów oraz próba znalezienia jak najlepszego sposobu
do przewidywania przebiegu krzywych miareczkowania potencjometrycznego oraz
wyznaczania stałych pKa dla układów peptydowych.
1. Wprowadzenie na temat struktury peptydów i białek z opisem występujących w
nich równowag kwasowo-zasadowych.
2. Wyjaśnienie roli pH w stabilizacji polipeptydów i białek na przykładzie badań
konformacyjnych peptydów opartych o sekwencję oligoalaniny w zależności od
pH środowiska.
3. Uwzględnienie pH w obliczeniach konformacyjnych;
4. Uwzględnienie stopnia jonizacji grup bocznych w obliczeniach;
a) metoda oparta o model solwatacyjny Poissona-Boltzmanna;
b) metoda oparta o dynamikę molekularną i model solwatacyjny GeneralizedBorna.
5. Obliczanie teoretycznych krzywych potencjometrycznych dla wybranych
sekwencji peptydowych przy zastosowaniu metody wykorzystującej model
solwatacyjny oparty o równanie Poissona-Boltzmanna. Porównanie uzyskanych
wyników z eksperymentem (wyniki eksperymentalne z miareczkowania
potencjometrycznego).
Wykład 6: Badanie przemian fazowych w związkach biologicznie czynnych przy
użyciu różnicowej kalorymetrii skaningowej.
Przedmiotem dwugodzinnego wykładu będzie omówienie różnicowej kalorymetrii
skaningowej jako metody wykorzystywanej w analizie przemian termicznych układów
biologicznych, np. białek, kwasów nukleinowych, kompleksów biologicznie czynnych,
w celu określenia: temperatury topnienia biomakrocząsteczek, parametrów
termodynamicznych związanych z procesem denaturacji, jak również wpływu mutacji
punktowych na stabilność białek oraz ich pochodnych.
1. Metoda pomiaru DSC
2. Zastosowanie praktyczne eksperymentu DSC
3. Pojemność cieplna białek
4. Termiczne rozfałdowanie białka
5. Specyfika termicznych przemian konformacyjnych w wybranych układach
biologicznych
6. Charakterystyka DSC termicznej przemiany pomiędzy stanem natywnym i
denaturowanym na przykładzie wybranego białka (interpretacja wyników).
7. Analiza matematyczna krzywych DSC (interpretacja wyników).
Dariusz Wyrzykowski (4 h)
Wykład 7: Zastosowanie metod analizy termicznej w badaniu związków
chemicznych - aspekty teoretyczne i praktyczne.
1. Definicje nazw i skrótów stosowanych w analizie termicznej.
2. Podział metod termoanalitycznych.
3. Termograwimetria, różnicowa analiza termiczna, różnicowa kalorymetria
skaningowa – schematy układów pomiarowych, idea pomiaru, interpretacja
wyników.
4. Metody analizy termicznej połączone z analizą produktów gazowych. Detekcja
produktów gazowych za pomocą spektroskopii w podczerwieni oraz
spektrometrii masowej.
5. Badania rozkładów termicznych związków koordynacyjnych.
6. Zastosowanie metod analizy termicznej do badania materiałów budowlanych,
produktów żywnościowych oraz substancji farmaceutycznych.
Wykład 8: Badania trwałości termodynamicznej związków kompleksowych
metodą izotermicznego miareczkowania kalorymetrycznego.
1. Kalorymetria. Efekty energetyczne towarzyszące przebiegowi procesów
fizycznych i chemicznych.
2. Izotermiczny kalorymetr miareczkowy – schemat budowy i zasada pomiaru.
3. Parametry termodynamiczne reakcji kompleksowania.
4. Przygotowanie próbek. Sposób przeprowadzenia eksperymentu.
5. Interpretacja wyników miareczkowania kalorymetrycznego.
6. Przykłady zastosowań metody miareczkowania kalorymetrycznego do badania
trwałości związków kompleksowych w roztworach.
Lech Chmurzyński (4 h)
Wykład 9: Podstawy potencjometrii
Podstawy teoretyczne metody. Potencjał elektrodowy. Elektrody pomiarowe i odniesienia.
Równanie Nernsta. Układ pomiarowy. Standaryzacja układu pomiarowego. Metody
pomiarowe aparatura. Wskaźniki kwasowo-zasadowe.
Wykład 10: Zastosowanie metody potencjometrycznej do wyznaczania wartości stałych
równowag w roztworach
Podstawy metody. Standaryzacja układu pomiarowego.. Potencjometria w środowiskach
niewodnych.
Dagmara Jacewicz (4 h)
Wykład 11: Wstęp do kinetyki chemicznej
1. Krótkie wprowadzenie przypominające podstawowe pojęcia takie jak: szybkość
reakcji, równanie kinetyczne, stała szybkości reakcji, rzędowość a cząsteczkowość
reakcji, okres półtrwania
2. Kinetyka reakcji rzędu zerowego – wraz wyprowadzeniami
3. Kinetyka reakcji rzędu pierwszego – wraz wyprowadzeniami
4. Kinetyka reakcji rzędu drugiego – wraz wyprowadzeniami
5. Metody wyznaczania rzędu reakcji: metoda graficzna, całkowa Ostwalda i
Zawidzkiego oraz różnicowa van’t Hoffa
6. Reakcje złożone: równoległe, sprzężone, następcze, odwracalne
7. Teoria zderzeń aktywnych
8. Teoria kompleksu aktywnego
Wykład 11: Wybrane kinetyczne metody określania mechanizmów reakcji chemicznej
– metody spektrofotometryczne
Metody przepływowe – metoda zatrzymanego przepływu – stopped-flow, metoda
ciągłego przepływu – continous-flow, metoda przerywanego przepływu – quenchedflow,
problem jednoznaczności interpretowanych wyników; analiza wyników
otrzymanych z zależności absorbancji w funkcji czasu.
Wykład 12: Metodyka analizy danych kinetycznych uzyskanych w wyniku pomiarów
spektrofotometrycznych
Analiza globalna, analiza oparta na SVD (singular value decomposition – rozkład na
pojedyncze wartości), analiza sekwencyjna.
Reakcja wychwytu i gazów: CO2, NO2 i SO2 przez związki koordynacyjne chromu(III)
i kobaltu(III) zawierających biologicznie czynne ligandy organiczne, reakcja hydrolizy
kwasowej związków koordynacyjnych chromu(III) i kobaltu(III), reakcja izomeryzacji
w związkach kompleksowych metali przejściowych, reakcje enzymatyczne.
Mariusz Makowski (4 h)
Wykład 13: TEST zaliczający
Wykład 14: Wiązanie wodorowe
- natura wiązania wodorowego, ogólna charakterystyka wiązania wodorowego wraz z
występowaniem (związki nieorganiczne i organiczne)
- modele wiązania wodorowego
- polarność wiązania wodorowego
- symetria wiązania wodorowego a kształt krzywej energii potencjalnej w stanie
podstawowym i w stanach wzbudzonych
- wpływ wiązania wodorowego na właściwości fizyczne
- widma w podczerwieni z wiązaniem wodorowym
- wiązanie wodorowe w świetle wybranych technik pomiarowych (spektroskopia w
podczerwieni, 1H-NMR, spektroskopia UV i UV-VIS, potencjometria,
konduktometria, metody obliczeniowe, kalorymetria,badania dielektryczne, badania
dyfrakcyjne)