Biohydrometalurgia - laboratorium 

 

- 1 - 

Ćwiczenie nr 9, 10, 11, 12.  

Sorpcja jonów miedzi (II) przez komórki mikroorganizmów 

 

 
Wstęp teoretyczny 
 
Komórki mikroorganizmów wykazują zdolność do wiązania jonów metali na swojej powierzchni lub tworzenia 
zmineralizowanych  agregatów.  Proces  ten,  nazywany  biosorpcją,  może  być  realizowany  zarówno  przez  żywe, 
jak  i  martwe  komórki  mikroorganizmu.  Anionowy  charakter  powierzchni  mikroorganizmów  sprzyja  sorpcji 
kationów  metali.  Dzięki  złożonej  strukturze  ściany  komórkowej  istnieje  wiele  różnych  sposobów  wiązania 
jonów metali na powierzchni komórki. 
Mechanizmy,  jakie  rządzą  procesem  usunięcia  jonów  metali  z  roztworów  wodnych  przez  mikroorganizmy, 
zostały  podzielone  na  dwie  grupy.  Do  pierwszej  z  nich  zaliczono  mechanizmy  działające  niezależnie  od 
metabolizmu komórki, takie jak: 
▪

 adsorpcja fizyczna, 

▪

 wymiana jonowa, 

▪

 tworzenie związku kompleksowego.  

Druga grupa  mechanizmów  sorpcji jonów  metali z roztworu ściśle zależy  metabolizmu  komórki. Ich głównym 
elementem jest bioakumulacja – transport jonu metalu przez ścianę komórkową do wnętrza komórki, do której 
zdolne  są  wyłącznie  żywe  komórki.  Proces  bioakumulacji  jest  bardzo  często  związany  z  aktywacją  układu 
obronnego komórki mikroorganizmu, który uwidacznia się w przypadku toksycznych jonów metali. 
Wydajność procesu biosorpcji zależy od wielu czynników, z których do najważniejszych należą: 
▪

 właściwości adsorbowanego metalu i jego stężenie w roztworze, 

▪

 właściwości roztworu, jego pH i siła jonowa, 

▪

 zdolność sorpcyjna mikroorganizmów. 

Zdolność  sorpcyjna  mikroorganizmów  zależy  głównie  od  budowy  zewnętrznej  osłony  komórki.  Nie  bez 
znaczenia jest wiek hodowli mikroorganizmów. 

 

Odczynniki i roztwory 
 

1)

 

Biomasa 

2)

 

Roztwór wzorcowy jonów miedzi (II): 1 g/L 

 
Analiza jonów miedzi (II): 

1)

 

Kuprizon- roztwór 0,1%; 

2)

 

10 % roztwór cytrynianu amonu.  

 
 
Wykonanie  
 
 

TYDZIEŃ I 

 
 

W  kolbie  miarowej  o  pojemności  500  mL  należy  sporządzić  roztwór  jonów  miedzi  (II)  o  stężeniu  0,1  g/L, 
poprzez rozcieńczenie roztworu wzorcowego. Dobrze wymieszać poprzez kilkukrotne obrócenie kolby do góry 
dnem.  Następnie,  do  przygotowanych  kolb  zawierających  różne  ilości  biomasy  (2,  5,  10  i  15g),  należy  dodać  
100  mL  w/w  roztworu.  Kolby  umieścić  na  mieszadle  magnetycznym  na  1 h.  Po  5,  20,  40  oraz  60  minutach 
pobrać  próby  (5  mL)  do  analizy  zawartości  jonów  miedzi.  Próby  przesączyć  i  pozostawić  w  zamkniętych 
probówkach, w lodówce, do następnych zajęć. 
 
 

TYDZIEŃ II 

 
 

 
Należy wykonać analizy próbek pobranych na poprzednich zajęciach, wg instrukcji na str. 2 

Biohydrometalurgia - laboratorium 

 

- 2 - 

 
 

TYDZIEŃ III 

 

 
W kolbach miarowych 100 mL należy sporządzić roztwory o różnym stężeniu jonów miedzi (II): 0,01 g/L 0,02 
g/L,  0,05  g/L,  0,08  g/L,  poprzez  rozcieńczenie  roztworu  wzorcowego.  Następnie,  do  przygotowanych  kolb 
zawierających  10  g  biomasy,  należy  dodać  odpowiedni  roztwór  jonów  miedzi.  Kolby  umieścić  na  mieszadle 
magnetycznym na 1 h. Po 5, 20, 40 oraz 60 minutach pobrać próby (5 mL) do analizy zawartości jonów miedzi. 
Próby przesączyć i pozostawić w zamkniętych probówkach, w lodówce, do następnych zajęć. 
 
 
 

TYDZIEŃ IV 

 
 
 

Wykonać analizy próbek pobranych na poprzednich zajęciach, wg instrukcji poniżej. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  

Oznaczanie zawartości jonów miedzi (II) w próbkach. 

 

 

 

Odczynniki i roztwory 

3)

 

Kuprizon- roztwór 0,1%; 

4)

 

10 % roztwór cytrynianu amonu.  

 
 
Z każdej kolby pobrać 3 ml i przenieść do kolb miarowych o poj. 50 ml. Dodać ok. 25 mL wody dejonizowanej, 
a następnie 3 ml 10 % cytrynianu amonu. Doprowadzić pH roztworu do wartości 8 – 9 stosując roztwór wody 
amoniakalnej.  Wartość  pH  sprawdzać  przy  pomocy  papierka  wskaźnikowego.  Po  ustaleniu  pożądanego  pH, 
dodać  5  ml  roztworu  kuprizonu  i uzupełnić  wodą  dejonizowaną  do  kreski.  Dokładnie  wymieszać,  inkubować  
w  temperaturze  pokojowej  przez  10  minut.  Po  tym  czasie  zmierzyć  absorbancję  roztworu  przy  długości  fali  
600 nm wobec wody destylowanej jako odnośnika. 
 
 
Na  podstawie  krzywej  wzorcowej,  przygotowanej  na  poprzednich  zajęciach,  odczytać  stężenia  Cu

2+

  

w poszczególnych próbach.