ANALITYKA MEDYCZNA

Ćwiczenie nr 1
WŁAŚCIWOŚCI KOLIGATYWNE ROZTWORÓW
ĆWICZENIA PRAKTYCZNE
I. Pomiar ciśnienia osmotycznego
Zasada:
Ciśnienie osmotyczne - różnica ciśnień wywieranych na błonę półprzepuszczalną
przez dwie ciecze, które błona ta rozdziela. Przyczyną pojawienia się ciśnienia
osmotycznego jest różnica stężeń związków chemicznych bądź też jonów
w roztworach po obu stronach błony i dążenie układu do ich wyrównania.
Obowiązujący materiał:
- pojęcie osmozy i ciśnienia osmotycznego,
- właściwości ciśnienia osmotycznego,
- osmotyczność i toniczność,
- roztwór: izotoniczny, hipertoniczny, hipotoniczny;
Sprzęt i materiały:
woreczek dializacyjny (błona półprzepuszczalna)
zlewka o pojemności 400 cm3
korek z krótką rurką
cylinder 50 cm3
nitka
statyw metalowy z łapą
marker
Odczynniki:
 woda destylowana (pH~ 6-7)
 40% roztwór sacharozy zakwaszony 1M HCl (pH roztworu = 4,5)
 0,2% roztwór czerwieni metylowej
Wykonanie:
Uwaga! Woreczek dializacyjny należy zanurzyć w wodzie destylowanej na ok. 10 min.
przed rozpoczęciem ćwiczenia.
a) Do 40% roztworu sacharozy o pH = 4,5 dodać 2-3 krople czerwieni metylowej.
b) Do woreczka dializacyjnego wlać (przy użyciu cylindra) 20 cm3 zabarwionego
czerwienią metylową 40% roztworu sacharozy. Zamknięcie woreczka od góry
powinien stanowić korek z rurką (woreczek przymocowujemy do korka
obwiązując go mocno nicią).
c) Tak przygotowany woreczek z roztworem umieścić w łapie statywu i całkowicie
zanurzyć w dużej zlewce z wodą.
d) Zaznaczyć początkowy poziom cieczy w rurce wystającej z korka.
e) Obserwować zmianę poziomu cieczy w rurce oraz zmianę zabarwienia roztworu
sacharozy.
1
Opracowanie wyników:
1) W opisie ćwiczenia należy wyjaśnić, czym spowodowany był wzrost poziomu
cieczy w rurce szklanej i zmiana barwy roztworu.
II. Równowaga Donnana
Zasada:
Cząsteczki białka nie przechodzą przez błony półprzepuszczalne (nie dializują).
Wpływają natomiast na ruch jonów pomiędzy przestrzeniami wodnymi oddzielonymi
błona półprzepuszczalną. Zjawisko to opisuje równowaga Donnana.
Obowiązujący materiał:
- równowaga Donnana,
- konsekwencje istnienia równowagi Donnana dla organizmu żywego;
Sprzęt i materiały:
kolby miarowa o pojemności 250 cm3 – 1 szt.
zlewki o pojemności 100 cm3 – 4 szt.
bagietka szklana
pipeta szklana,
probówka skalowana
woreczek dializacyjny
nitka
Uwaga! Woreczek dializacyjny należy zanurzyć w wodzie destylowanej na ok. 10 min.
przed rozpoczęciem ćwiczenia.
Odczynniki:
 2% roztwór albuminy w 0,9% NaCl (m.cz. 60 000; pI = 4,9)
 wskaźnik pH zagęszczony
Uwaga! Wskaźnik bezpośrednio przed użyciem należy dokładnie wymieszać.
 wskaźnik pH rozcieńczony – odmierzyć 5 cm3 (pipetą szklaną) wskaźnika
zagęszczonego do kolby miarowej o pojemności 250 cm3. Uzupełnić kolbę wodą
destylowaną i dokładnie wymieszać.
 0,1 M roztwór HCl
2
Wykonanie:
a) Do zlewek odmierzyć odczynniki zgodnie z poniższą tabelą:
ODCZYNNIKI ZLEWKA I
Kontrola pH
2% roztwór
albuminy
w 0,9% NaCl
Wskaźnik pH
rozcieńczony
Wskaźnik pH
zagęszczony
ZLEWKA II
Kontrola pH
ZLEWKA III
Roztwór dializacyjny
ZLEWKA IV
Roztwór albuminy
-
-
10 cm3
60 cm3
60 cm3
60 cm3
-
-
-
-
0,4 cm3
5-10 kropli
(do barwy
fioletowej)
1-3 krople
(do barwy szaro
zgniłozielonej)
20-30 kropli
(do barwy szaro
zgniłozielonej)
2-3
3-4
3-4
HCl 0,1 mol/L
(kroplami)
-
pH
7
b) Zawartość zlewki IV (roztwór albuminy) należy umieścić w woreczku
dializacyjnym. Woreczek zawiązać szczelnie nitką i zanurzyć w zlewce III
(roztwór dializacyjny).
c) Obserwować zmianę wskaźnika w woreczku i roztworze dializacyjnym co 15 min.
Wyraźna zmiana barwy zauważalna jest po około 60 min.
Pytania:
1) O czym świadczy zmiana barwy wskaźnika pH w woreczku i roztworze
dializacyjnym?
2) Jaki proces obserwujemy i jak będą rozmieszczone jony pomiędzy roztworem
albuminy i roztworem dializacyjnym w stanie równowagi?
III.
Badanie właściwości roztworów koloidalnych
Obowiązujący materiał:
- definicja roztworu i podział roztworów ze względu na średnicę cząstek fazy
rozproszonej,
- rodzaje układów koloidalnych,
- budowa i koagulacja cząstek koloidalnych,
- właściwości koloidów liofobowych i liofilowych,
- rozpuszczalność wielkocząsteczkowych biopolimerów;
Zasada:
Koloidy hydrofilowe i hydrofobowe różnią się między innymi sposobem
otrzymywania, budową cząstek koloidalnych oraz charakterem czynników
utrzymujących stan rozdrobnienia koloidalnego.
3
Sprzęt i materiały:
zlewki szklane
probówki szklane
bagietka szklana
marker
Odczynniki:
 woda destylowana
 2% roztwór chlorku żelaza (III)
 żelatyna
 skrobia
 aceton
 siarczan amonu – stały
 siarczan amonu – roztwór nasycony
Wykonanie:
a) Otrzymywanie koloidu hydrofobowego – zolu uwodnionego tlenku żelaza
Do ok. 50 cm3 wrzącej wody destylowanej dodawać powoli kroplami 2%
roztwór chlorku żelaza (III) – aż do uzyskania barwy ciemnoczerwonej
(mocnej herbaty) zolu uwodnionego tlenku żelaza (III). Zlewkę z uzyskanym
zolem należy ochłodzić pod bieżącą zimną wodą.
Uwaga! Chlorek żelaza (III) w podwyższonej temperaturze ulega reakcji:
FeCl3 + 3H2O
Fe(OH)3 + 3HCl
Struktura utworzonej miceli:
{m[Fe(OH)3] nFeO+ (n-x)Cl-}x(+) xClb) Otrzymywanie koloidów hydrofilowych (roztworu skrobi i żelatyny)
Do zlewki nasypać na dno warstwę skrobi i zalać cienką warstwą wody
destylowanej. Wymieszać bagietką i pozostawić na 2-3 min. do spęcznienia
(warstwa skrobi nasiąka równomiernie wodą). Następnie dodać 10 cm3 wody
destylowanej i mieszając (uważać, by nie przypalić!) ogrzewać na płytce
elektrycznej do całkowitego rozpuszczenia skrobi. Zlewkę z uzyskanym
klarownym roztworem skrobi należy ochłodzić pod bieżącą zimną wodą.
Do zlewki nasypać na dno warstwę żelatyny i zalać cienką warstwą wody
destylowanej. Wymieszać bagietką i pozostawić na 2-3 min. do spęcznienia
(warstwa żelatyny nasiąka równomiernie wodą). Następnie dodać 10 cm3 wody
destylowanej i mieszając (uważać, by nie przypalić!) ogrzewać na płytce
elektrycznej do całkowitego rozpuszczenia żelatyny. Zlewkę z uzyskanym
klarownym roztworem żelatyny należy ochłodzić pod bieżącą zimną wodą.
c) Badanie koagulacji koloidów hydrofilowych i hydrofobowych
Uwaga! Ćwiczenie wykonujemy ze wszystkimi otrzymanymi wcześniej (punkt a i b)
roztworami koloidalnymi.
4
Przygotować 3 probówki i do każdej z nich nalać po ok. 2 cm3 roztworu
danego koloidu (do pierwszej probówki: zolu uwodnionego tlenku żelaza (III),
do drugiej: roztworu skrobi, do trzeciej: roztworu żelatyny). Następnie do
każdej probówki, ciągle mieszając, dodawać małymi porcjami stały siarczan
amonu, aż do momentu wytracenia się osadu.
Przygotować 3 probówki i do każdej z nich nalać po ok. 2 cm3 roztworu
danego koloidu (do pierwszej probówki: zolu uwodnionego tlenku żelaza (III ),
do drugiej: roztworu skrobi, do trzeciej: roztworu żelatyny). Następnie do
każdej probówki, ciągle mieszając, dodawać stopniowo kroplami aceton.
Obserwować ewentualne zmiany zachodzące w danym roztworze.
d) Badanie wzajemnego oddziaływania koloidów hydrofilowych i hydrofobowych
Przygotować 2 probówki i do każdej z nich nalać 10 cm3 zolu uwodnionego
tlenku żelaza (III ).
Do jednej z probówek dodać ok. 1 cm3 wody destylowanej, a do drugiej 1 cm3
skrobi.
Do obu probówek dodać po 2 cm3 nasyconego siarczanu amonu i dokładnie
wymieszać.
Porównać zawartość obu probówek po 10-15 min.
Pytania:
1) Jak zbudowana jest micela zolu uwodnionego tlenku żelaza (III)?
2) Jak zbudowana jest cząsteczka koloidu hydrofilowego?
3) Wyjaśnij mechanizm koagulacji koloidu hydrofilowego. Wymień czynniki ją
powodujące.
4) Wyjaśnij mechanizm koagulacji koloidu hydrofobowego. Wymień czynniki ją
powodujące.
5) Wyjaśnij mechanizm ochronnego działania koloidów hydrofilowych na koloidy
hydrofobowe.
Obowiązujące piśmiennictwo:
1) Kędryna T.: Chemia ogólna z elementami biochemii dla studentów kierunków
medycznych i przyrodniczych. Wydawnictwo Zamiast Korepetycji. Kraków 2001.
(strony: 184-223)
2) Hermann T.: Chemia fizyczna. Podręcznik dla studentów farmacji i analityki
medycznej. Wydawnictwo Lekarskie PZWL Warszawa 2007.(strony: 135-145)
5