PODSTAWY TEORETYCZNE ·ð jeżeli wartoÅ›d td jest mniejsza od wartoÅ›ci krytycznej,
to uznaje się, że uzyskana średnia nie różni się od
Pomiar - zbiór czynności wykonanych w celu ustalenia wartości teoretycznej w sposób istotny statystycznie.
wartości określonej wielkości fizycznej, zazwyczaj dokonuje
się tego poprzez porównanie mierzonej wartości z ustalonym
wzorcem. Analiza chemiczna - badanie składu i stężenia określonych
związków (analitów) zawartych w danej próbce. Wyróżnia się:
Obliczanie niepewnoÅ›ci pomiaru: ·ð analizÄ™ jakoÅ›ciowÄ… - badanie skÅ‚adu próbki
·ð bÅ‚Ä…d bezwzglÄ™dny ·ð analizÄ™ iloÅ›ciowÄ… - badanie stężenia okreÅ›lonego
´ = x - x0 zwiÄ…zku.
·ð bÅ‚Ä…d wzglÄ™dny
´/ x0 Metoda instrumentalna - wykorzystujÄ…ca okreÅ›lony przyrzÄ…d
·ð bÅ‚Ä…d procentowy pomiarowy, mierzÄ…cy konkretne wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci fizyko-
´/ x0*100%. chemiczne próbki, np. spektrometr, pH-metr czy
chromatograf. Jest to najczęściej metoda porównawcza, co
Na błąd pomiaru składają się: oznacza, że mierzony parametr fizyczny jest funkcją stężenia
określonego związku obecnego próbce.
1. Błędy przypadkowe
·ð spowodowane wpÅ‚ywem czynników losowych (np. Kalibracja metody analitycznej - szereg czynnoÅ›ci, które majÄ…
skoki napięcia w sieci elektrycznej, dokładnośd na celu dokładne określenie zależności między mierzonymi
odczytu drgania podłoża, itd.) wartościami metody fizycznej, a stężeniem związku w próbce.
·ð nie muszÄ… pojawiad siÄ™ podczas każdego pomiaru lub
mogą pojawiad się z różną siłą Sporządzenie krzywej kalibracyjnej (wzorcowej)
·ð należy przeprowadzid seriÄ™ kilku pomiarów i wyliczyd ·ð przygotowanie roztworów wzorcowych, których
z nich średnią arytmetyczną, aby zmniejszyd wpływ stężenia powinny byd tak dobrane, by pokryd jak
błędów na wynik doświadczenia najszerszy zakres możliwych stężeo analitu w próbce
·ð obliczenie odchylenia standardowego pozwala na ·ð dokonanie pomiarów okreÅ›lonej wielkoÅ›ci fizycznej
zmierzenie bÅ‚Ä™du pojedynczego pomiaru. ·ð sporzÄ…dzenie wykresu zależnoÅ›ci zmierzonych
wartości od stężenia
2. BÅ‚Ä™dy systematyczne ·ð zbadanie zależnoÅ›ci miÄ™dzy dwoma wartoÅ›ciami -
·ð wynikajÄ… z niedokÅ‚adnoÅ›ci przyrzÄ…dów pomiarowych, regresja liniowa.
ich niewłaściwej kalibracji lub obsługi
·ð stale siÄ™ powtarzajÄ… i posiadajÄ… taki sam znak, Regresja liniowa
dodawana wartoÅ›d może byd zawsze taka sama ·ð a - miara czuÅ‚oÅ›ci metody
(bÅ‚Ä…d systematyczny staÅ‚y) lub proporcjonalna do ·ð b - wartoÅ›d mierzonej wartoÅ›ci fizycznej dla próby
mierzonej wartości (błąd systematyczny zmienny) odniesienia
·ð należy przeprowadzid kilka pomiarów, obliczyd z nich ·ð R - współczynnik korelacji liniowej, gdzie: 1 - peÅ‚na
średnią i sprawdzid, czy istotnie różni się od wartości zależnośd prosta, 0 - brak zależności, -1 - zależnośd
teoretycznej za pomocÄ… testu t-Studenta. odwrotna (korelacja ujemna)
·ð R2 - współczynnik determinacji, czyli miara
3. Błędy grube dopasowania danych eksperymentalnych do modelu
·ð spowodowane bÅ‚Ä™dami lub niestarannoÅ›ciÄ… pracy regresji; okreÅ›la, jaka częśd jednej zmiennej może
eksperymentatora lub wadliwym działaniem byd wytłumaczona zmiennością drugiej zmiennej
urzÄ…dzenia pomiarowego (np. niewÅ‚aÅ›ciwe wÅ‚ożenie ·ð odchylenie resztkowe (Å›rednie odchylenie od
kuwety do spektrometru, złe nastawienie pipety, prostej) - miara niepewności wyników w krzywej
itd.) wzorcowej; jest tym większe, im większa jest
·ð aby je wyeliminowad, należy uszeregowad wyniki odlegÅ‚oÅ›d wyznaczonych punktów.
rosnąco i poszukad wyników wątpliwych za pomocą
testu Q-Dixona lub testu Grubbsa.
·ð ·ð ·ð ·ð ·ð
Test Q-Dixona - wykrywanie wyników wątpliwych
·ð uporzÄ…dkowanie wyników rosnÄ…co
·ð obliczenie liczb Q 1. PIPETOWANIE I ANALIZA STATYSTYCZNA WYNIKÓW
·ð jeÅ›li wartoÅ›d liczby Q jest wiÄ™ksza od wartoÅ›ci
krytycznej, wynik należy odrzucid. Literatura:
Szczepaniak W. "Metody instrumentalne w analizie
Test t-Studenta - sprawdzanie, czy średnia arytmetyczna chemicznej" - rozdziały 2 i 3.
istotnie się różni od wartości teoretycznej
·ð obliczenie Å›redniej arytmetycznej i odchylenia CzuÅ‚oÅ›d metody analitycznej - stosunek przyrostu sygnaÅ‚u
standardowego analitycznego do odpowiadającego mu przyrostu stężenia
·ð obliczenie statystyki testu td (lub zawartoÅ›ci) oznaczanego skÅ‚adnika.
·ð odczytanie wartoÅ›ci krytycznej z tabeli dla
odpowiedniego stopnia swobody (n - 1)
Próbka - podzbiór populacji podlegający bezpośrednio suszyd, ale tak, by zapobiec utracie lotnych substancji innych
badaniu ze względu na daną cechę w celu wyciągnięcia niż woda oraz termicznemu rozkładowi.
wniosków o kształtowaniu się wartości tej cechy w populacji. Pobieranie gazów można przeprowadzad za pomocą worków
teflonowych przystosowanych do pobierania próbek z
Próbka reprezentatywna - próbka, której struktura pod powietrza.
względem badanej cechy nie różni się istotnie od struktury
populacji generalnej; porcja materiału pobrana z badanego 2. Przygotowanie próbek
obiektu i wyselekcjonowana w taki sposób, że wykazuje
istotne właściwości charakterystyczne dla całego układu. A. Przeprowadzenie próbek do roztworu
·ð rozpuszczanie - zachodzi, gdy energia solwatacji
Próbka laboratoryjna - próbka przygotowana z próbki przewyższa energię sieci krystalicznej; rozpuszczalnik
ogólnej, reprezentująca właściwości partii produktu, musi charakteryzowad się dużą czystością, aby nie
przeznaczona do prowadzenia analiz. zanieczyścid analitu
·ð roztwarzanie - może zachodzid w stężonych
Próbka analityczna - częśd produktu wydzielona z próbki kwasach, rozcieoczonych kwasach lub poprzez
laboratoryjnej przeznaczona w całości do jednego oznaczenia stapianie z różnymi topnikami.
lub wykorzystywana bezpośrednio do badania lub obserwacji.
Przed rozpoczęciem roztwarzania trzeba ustalid, czy:
Próba Å›lepa (próba zerowa) - próba wykonana w warunkach ·ð odczynnik roztworzy próbkÄ™ caÅ‚kowicie
identycznych jak analiza badanej próbki, ale bez dodawania ·ð szybkoÅ›d roztwarzania jest wystarczajÄ…ca
substancji oznaczanej. ·ð odczynnik nie bÄ™dzie przeszkadzaÅ‚ w dalszym toku
analizy
SelektywnoÅ›d metody - możliwoÅ›d jej zastosowania do ·ð odczynnik jest wystarczajÄ…co czysty
wykrywania lub oznaczania tylko pewnej niewielkiej liczby ·ð straty spowodowane lotnoÅ›ciÄ… powstajÄ…cych
składników. związków są do zaniedbania
·ð odczynnik nie reaguje z naczyniem.
Specyficznośd metody - możliwośd zastosowania metody w
określonych warunkach do oznaczania lub wykrywania tylko Odczynniki
jednego skÅ‚adnika. ·ð rozcieoczony kwas - metale o ujemnych
potencjałach standardowych, stopy tlenków metali,
węglany
Etapy procesu analitycznego ·ð stężony kwas utleniajÄ…cy - metale o dodatnich
potencjałach standardowych, np. Cu, Ag, Hg
Podczas pobierania, pakowania, transportu i przechowywania ·ð woda królewska (HCl i HNO3 - 3:1) - metale
próbek trzeba zapobiec: szlachetne, np. Au i Pt
·ð zanieczyszczeniu próbki ·ð mieszanina HF i H2SO4 - stale kwasoodporne, Al, Cr,
·ð utracie lotnych skÅ‚adników próbki W
·ð reakcjom ze skÅ‚adnikami powietrza (tlenem, ·ð kwaÅ›ne lub zasadowe elektrolity (stapianie) -
dwutlenkiem węgla i wodą) krzemiany, glinokrzemiany, stopy, minerały, gleba,
·ð rozkÅ‚adowi pod wpÅ‚ywem promieniowania cement, krzemionka, niektóre tlenki metali.
ultrafioletowego
·ð degradacji pod wpÅ‚ywem temperatury Próbki organiczne należy poddad rozkÅ‚adowi, metoda zależy
·ð zmianom wywoÅ‚anym efektem katalitycznym. od rodzaju oznaczenia:
·ð spalanie w piecach do analizy elementarnej (C, H, N)
1. Pobieranie próbek do analizy ·ð spalanie w butlach z tlenem wobec katalizatorów (P,
·ð pobieramy próbki z każdego kontenera w celu S)
otrzymania próby pierwotnej ·ð spalanie technikÄ… suchÄ… w piecu termicznym
·ð nastÄ™pnie jest ona homogenizowana (pierwiastki nielotne - głównie metale)
·ð dopiero z niej pobieramy próbkÄ™ laboratoryjnÄ… ·ð spalanie na mokro wobec kwasów utleniajÄ…cych
·ð z niej zaÅ› uzyskujemy próbki analityczne, które (pierwiastki metaliczne)
oddzielnie poddajemy różnym etapom ·ð rozkÅ‚ad przez stapianie z nadtlenkiem sodu
postępowania analitycznego. (pierwiastki niemetaliczne)
·ð stapianie z sodem (halogenki).
Wyróżnia się ciecze:
·ð przepÅ‚ywajÄ…ce w systemie otwartym (rzeki, Å›cieki B. Wydzielanie, rozdzielanie i zatężanie analitu sÄ… ze sobÄ…
przemysłowe) sprzężone, główne metody to:
·ð przepÅ‚ywajÄ…ce w systemie zamkniÄ™tym (rurociÄ…gi) ·ð ekstrakcja
·ð w zamkniÄ™tych kontenerach (tankowce) ·ð strÄ…canie i współstrÄ…canie
·ð w zbiornikach otwartych (jeziora). ·ð krystalizacja
·ð elektroosadzanie
Pobieranie ciaÅ‚ staÅ‚ych jest najtrudniejsze, gdyż sÄ… one ·ð adsorpcja
najczęściej niehomogeniczne. Należy je najpierw rozdrobnid ·ð absorpcja
za pomocÄ… moz
dzierza, mÅ‚ynka czy wiertÅ‚a. CzÄ™sto trzeba je ·ð wymiana jonowa
·ð chromatografia
·ð odparowywanie i destylacja ·ð liczba oznaczeo
·ð filtracja i ultrafiltracja ·ð czas wykonywania analizy
·ð dializa ·ð koszt.
·ð wirowanie i ultrawirowanie
·ð elektroforeza. PrzyrzÄ…dy pomiarowe: przygotowanie próbki - komórka
pomiarowa - sygnał wejściowy - detektor - sygnał wyjściowy -
3. Pomiar wzmacniacz - przetwornik sygnału - rejestrator.
Metody bezwzględne - oparte na reakcjach chemicznych
przebiegających całkowicie i zgodnie ze znaną stechiometrią, Statystyczna ocena wyników
nie wymagajÄ… wzorcowania, sÄ… to m.in.:
·ð grawimetria RozkÅ‚ad normalny bÅ‚Ä™dów pomiarowych - rozkÅ‚ad odchyleo
·ð miareczkowanie przypadkowych, czyli prawdopodobieostwo wystÄ™powania
·ð gazometria wyników mniejszych lub wiÄ™kszych od wartoÅ›ci rzeczywistej,
·ð kulometria jest zawsze jednakowy i można go opisad funkcjÄ… Gaussa,
·ð elektrograwimetria której wykresem jest krzywa Gaussa.
·ð termograwimetria.
Metody względne (porównawcze) - wymagają kalibracji
względem znanych wzorców, porównanie z nimi może
odbywad się różnymi sposobami:
·ð metoda krzywej kalibracyjnej - liniowÄ… zależnoÅ›d
wielkości mierzonej od stężenia analitu przedstawia
równanie y = ac + b, gdzie a określa czułośd metody i
jest nachyleniem krzywej kalibracyjnej
·ð metoda dodawania wzorca - do badanej próbki
dodajemy znaną ilośd substancji oznaczanej
(wzorca), metoda jest skuteczna tylko wówczas, gdy
zależnośd ma przebieg prostoliniowy
·ð metoda wzorca wewnÄ™trznego - do analizowanej
Odchylenie standardowe - im mniejsza wartośd, tym bardziej
próbki dodajemy wzorzec zewnętrzny, nie będący
wyniki są skupione wokół wartości rzeczywistej.
analitem, następnie mierzymy wartośd dwukrotnie -
dla analitu i dla wzorca wewnętrznego.
Powtarzalnośd - powtarzane analizy wykonywane są w tym
samym laboratorium, przez tego samego analityka, tÄ… samÄ…
Metody pomiaru, w których próbka powinna byd roztworem:
metodą, na tych samych urządzeniach, na tej samej próbce i
·ð grawimetria
w możliwie krótkim przedziale czasowym.
·ð miareczkowanie
·ð spektrofotometria UV-Vis
Odtwarzalnośd - wyniki uzyskiwane są w sposób niezależny,
·ð spektrofluorymetria
tą samą metodą i na tej samej próbce, ale w różnych
·ð fotometria pÅ‚omieniowa
laboratoriach, przez różnych analityków, stosujących różne
·ð emisyjna spektrometria atomowa ze wzbudzeniem
urzÄ…dzenia.
plazmowym
·ð absorpcyjna spektrometria atomowa
Dokładnośd - stopieo zgodności między wynikiem
·ð potencjometria
oznaczonym lub średnią arytmetyczną z oznaczeo a
·ð polarografia i metody woltemaperometryczne
prawdziwą zawartością analitu w badanej próbce. Można ją
·ð elektrograwimetria i kulometria
wyznaczyd na różne sposoby:
·ð konduktometria.
·ð przeprowadzajÄ…c analizÄ™ próbki, w której zawartoÅ›d
analitu jest dokładnie znana
Metody, w których próbka może byd w postaci stałej lub w
·ð porównujÄ…c wyniki uzyskane opracowywana metodÄ…
roztworze:
z wynikami uzyskanymi innÄ… metodÄ…, powszechnie
·ð spektrofotometria IR
przyjętą za dokładną
·ð analiza aktywacyjna
·ð badanie odzysku znanej iloÅ›ci analitu dodanego do
·ð spektroskopia fluorescencji rentgenowskiej
matrycy, nie zawierajÄ…cej substancji oznaczanej.
·ð spektrometria mas
·ð wyznaczanie odzysku znanej iloÅ›ci analitu, dodanego
·ð spektrometria magnetyczna rezonansu jÄ…drowego.
do próbki badanej.
Kryteria wyboru metody analitycznej:
Granica wykrywalności - stężenie analitu, generującego
·ð wymagana precyzja i dokÅ‚adnoÅ›d oznaczeo
sygnał, którzy może byd statystycznie odróżniony od sygnału
·ð czuÅ‚oÅ›d i zakres oznaczalnoÅ›ci metody
ślepej próby; najmniejsze wykrywalne stężenie analitu.
·ð wielkoÅ›d próbki
·ð selektywnoÅ›d i specyficznoÅ›d oznaczeo
Granica oznaczalności - stężenie analitu, generującego sygnał
·ð stan skupienia próbki
znajdujÄ…cy siÄ™ w dolnym prostoliniowym zakresie krzywej
·ð możliwoÅ›d rozkÅ‚adu lub obróbki próbki (analiza
kalibracyjnej.
niszczÄ…ca lub nieniszczÄ…ca)
SelektywnoÅ›d - możliwoÅ›d oznaczenia jednego skÅ‚adnika (lub ·ð hematokrytowe
grupy skÅ‚adników) wobec innych, bez interferencji skÅ‚adników ·ð przepÅ‚ywowe.
towarzyszÄ…cych.
Wirówki można podzielid:
ze względu na ilośd obrotów
·ð niskoobrotowe - do 5 tys. obrotów na minutÄ™
·ð ·ð ·ð ·ð ·ð
·ð Å›rednioobrotowe - do 20 tys. obrotów na minutÄ™
·ð ultrawirówki - powyżej 20 tys. obrotów na minutÄ™
2. FRAKCJONOWANIE KOMÓRKI ze względu na zastosowanie
·ð preperatywne
Literatura: ·ð analityczne- majÄ… również ukÅ‚ad analizowania
Józ
wiak Z., Bartosz G. "Biofizyka. Wybrane zagadnienia wraz z przemieszczania siÄ™ czÄ…steczek podczas wirowania
dwiczeniami" - rozdziaÅ‚ 10. ·ð wirówki specjalnego przeznaczenia, np.
hematokrytowe.
Wirowanie - metoda polegająca na wykorzystaniu siły
odśrodkowej o dużych wartościach do rozdzielania mieszanin Określanie mas cząsteczkowych metodą szybkości
cząstek, komórek, itp. zawieszonych w cieczy na składniki sedymentacji: szybkośd sedymentacji można zmierzyd, kiedy
różniące się gęstością. prędkośd migracji cząsteczek pod wpływem siły odśrodkowej
będzie większa od prędkości dyfuzji; powstają dwie strefy -
Na cząsteczkę zawieszoną w cieczy i poruszającą się ruchem rozpuszczalnika i roztworu, między nimi znajduje się granica,
obrotowym działają następujące siły: której przemieszczanie się można śledzid metodami
·ð siÅ‚a odÅ›rodkowa bezwÅ‚adnoÅ›ci optycznymi - jest to prÄ™dkoÅ›d sedymentacji.
·ð siÅ‚a wyporu
·ð siÅ‚a tarcia. StaÅ‚a sedymentacji - wielkoÅ›d charakterystyczna dla danej
czÄ…steczki w danym rozpuszczalniku.
Wyznaczanie mas cząsteczkowych metodą równowagi
sedymentacyjnej: nie rozumiem ani słowa z książki.
Wirowanie w gradiencie gęstości - metoda polegająca na
zastosowaniu gradientu roztworu, którego gęstośd jest
mniejsza od gęstości makrocząsteczek.; gradient stabilizuje
pasma sedymentacyjne, zapobiegajÄ…c dyfuzji.
Substancje używane do tworzenia gradientów:
·ð nie powinny wykazywad aktywnoÅ›ci biologicznej w
stosunku do rozdzielanych makroczÄ…steczek
·ð muszÄ… byd odpowiednio czyste
Prędkośd ruchu cząsteczki zależy od:
·ð nie mogÄ… byd hiper- ani hipoosmotyczne (w
·ð jej odlegÅ‚oÅ›ci od osi obrotu
przypadku rozdzielania organelli)
·ð prÄ™dkoÅ›ci kÄ…towej
·ð nie powinny absorbowad UV.
·ð lepkoÅ›ci cieczy
·ð gÄ™stoÅ›ci czÄ…steczki i cieczy
Najczęściej są to:
®ð gÄ™stoÅ›d i lepkoÅ›d dodatkowo zależą od temperatury. ·ð sacharoza
·ð glicerol
Parametry wirowania ·ð chlorek, mrówczan i octan cezu
·ð RCF (wzglÄ™dna siÅ‚a odÅ›rodkowa) - zamiast ·ð chlorek, mrówczan i bromek rubidu
podawania promienia i liczby obrotów rotora w ·ð octan potasu
jednostce czasu, np. 1000 g ·ð mrówczan sodu
·ð czas wirowania ·ð bromek i chlorek litu.
·ð temperatura.
Równowaga sedymentacyjna w ustalonym gradiencie
Rotor - konstrukcja przymocowana do osi wirówki, w której (wirowanie izopykniczne):
umieszcza siÄ™ probówki wirownicze. Wyróżnia siÄ™ kilka ·ð gÄ™stoÅ›d oÅ›rodka na dnie probówki jest wiÄ™ksza od
podstawowych typów: gęstości cząsteczki
·ð horyzontalny - podczas wirowania probówki ·ð rolÄ… gradientu jest rozdziaÅ‚ czÄ…steczek na podstawie
ustawiajÄ… siÄ™ pod kÄ…tem 90° do osi obrotu ich gÄ™stoÅ›ci
·ð kÄ…towy - probówki ustawione sÄ… pod kÄ…tem w ·ð zawiesina/roztwór próby nanoszony jest na
stosunku do osi obrotu, najczęściej jest to 30°, 45° przygotowany gradient lub jednorodnie zmieszany z
lub 60°. gradientem (np. chlorku cezu)
·ð czÄ…steczki migrujÄ… do strefy o qo = qcz
Wyróżnia siÄ™ też rotory: ·ð rozdzielone pasma sÄ… wÄ…skie lecz rozmyte z powodu
·ð pionowe dyfuzji.
·ð strefowe
Dyfuzja - proces samorzutnego rozprzestrzeniania siÄ™ pozostaje w spoczynku lub porusza siÄ™ ruchem jednostajnym
cząsteczek lub energii w danym ośrodku (np. w gazie, cieczy prostoliniowym.
lub ciele stałym), będący konsekwencją chaotycznych zderzeo
cząsteczek dyfundującej substancji między sobą lub z II zasada dynamiki: Przyspieszenie z jakim porusza się ciało
cząsteczkami otaczającego ją ośrodka. jest proporcjonalne do działającej siły i odwrotnie
proporcjonalne do masy ciała. Kierunek i zwrot przyspieszenia
Sedymentacja  proces opadania zawiesiny ciała stałego w jest zgodny z kierunkiem i zwrotem siły.
cieczy w wyniku działania siły grawitacji lub sił bezwładności.
F = ma
Stała sedymentacji Svedberga  współczynnik określający
szybkośd poruszania się cząstek koloidalnych pod wpływem III zasada dynamiki (zasada akcji i reakcji): Jeśli ciało A działa
sił odśrodkowych w ultrawirówkach, czyli sedymentację. Jest na ciało B siłą F (akcja), to B działa na A siłą (reakcja) o tej
to współczynnik sedymentacji wyznaczony w warunkach samej wartości i kierunku, lecz o przeciwnym zwrocie.
standardowych: oÅ›rodkiem jest woda, temp. = 20°C, stężenie
cząstek jest ekstrapolowane do 0. PRAWO ARCHIMEDESA: Na ciało całkowicie lub częściowo
zanurzone w cieczy (lub gazie) działa siła wyporu Fw. Jest ona
Współczynnik sedymentacji (s) określa prędkośd skierowana pionowo do góry, a jej wartośd jest równa
przemieszczania się cząsteczki roztworu na jednostkę ciężarowi cieczy (lub gazu) wypartego przez to ciało;
przyśpieszenia odśrodkowego. Jest charakterystyczny dla proporcjonalna do lepkości i promienia badanej cząsteczki.
danej cząstki w określonym ośrodku i zależy od: stężenia
cząstek w ośrodku, lepkości ośrodka, gęstości ośrodka, F = dgV
temperatury.
LEPKOŚD (tarcie wewnętrzne) - zdolnośd płynu do
przekazywania pędu pomiędzy warstwami poruszającymi się
v = S r wð2 Þð S = v/rwð2
z różnymi prędkościami.
Homogenizacja - polega na wytwarzaniu jednolitej
DYFUZJA - rozprzestrzenianie siÄ™ czÄ…steczek w gazie lub
mieszaniny z niemieszajÄ…cych siÄ™ ze sobÄ… w warunkach
normalnych składników. cieczy wywołany stałym ich ruchem kinetycznym
spowodowanym różnicą stężeo cząsteczek w różnych
częściach roztworu. Dyfuzja zachodzi zgodnie z gradientem
Frakcjonowanie - to proces separacji składników mieszaniny
(stałej, ciekłej, roztworu lub zawiesiny), w którym pewna jej stężeo i nie wymaga dostarczenia energii.
określona ilośd jest dzielona na większą liczbę mniejszych
Prawo Ficka - szybkośd dyfuzji ilośd gramów substancji
porcji (frakcji), których skład zmienia się według jakiegoś
rozproszonej przeniesiona przez granicę zetknięcia w
gradientu. Frakcje są zbierane w oparciu o różnice we
właściwościach składników, którymi się różnią. jednostce czasu jest proporcjonalna do gradientu stężenia
dcg / dx oraz do powierzchni zetknięcia A.
Supernatant jest górną, płynną warstwą (fazą), którą możemy
dm/dt = - DA dcg/dx
wyodrębnid przez wirowanie lub strącanie.
Współczynnik dyfuzji (D) - masa substancji rozpuszczonej,
która przedyfunduje przez powierzchnię 1 cm2 w ciągu 1s
«ð z wykÅ‚adów
pod wpływem gradientu stężenia równego 1g / cm3.
WIROWANIE  jedna z technik laboratoryjnych w której ·ð współczynnik dyfuzji dla danego rozpuszczalnika
zależy od wielkości i kształtu cząsteczki
mieszanina jest rozdzielana na frakcje w wyniku działania na
·ð współczynnik dyfuzji D opisuje równanie Einsteina-
nią siły odśrodkowej.
Smoluchowskiego.
PODSTAW
TECHNIK WIROWANIA S
NAST
PUJ
CE
PROCESY: D = RT/(6 hð0 pð r NA)
·ð sedymentacja  osadzanie siÄ™ czÄ…steczek w polu
sztucznie wygenerowanej siły odśrodkowej. OSMOZA  przechodzenie cząsteczek wody (lub innego
·ð flotacja - unoszenie siÄ™ czÄ…stek na powierzchni rozpuszczalnika) przez bÅ‚onÄ™ półprzepuszczalnÄ… (biologicznÄ…
cieczy. lub sztucznÄ…).
WIROWANIE I ULTRAWIROWANIE są metodami służącymi Ciśnienie osmotyczne  takie ciśnienie hydrostatyczne
do: panujÄ…ce w naczyniu z roztworem (oddzielonym od czystego
·ð rozdzielania rozpuszczalnika bÅ‚onÄ… półprzepuszczalnÄ…), aby rozpuszczalnik
·ð oczyszczania nie wnikaÅ‚ do roztworu.
·ð badania wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci fizykochemicznych ·ð ciÅ›nienie osmotyczne zależy od niezależnych
biopolimerów i polimerów syntetycznych. elementów w roztworze
·ð ciÅ›nienie osmotyczne dla nieelektrolitów wyraża siÄ™
ZASADY DYNAMIKI NEWTONA
równaniem van`t Hoffa: pð = cRT.
I zasada dynamiki (zasada bezwładności): Jeżeli na ciało nie
działa żadna siła lub działające siły równoważą się, to ciało
Skład komórki roślinnej: ładunek. Jest równa różnicy potencjałów anody i katody, jej
·ð Å›ciana komórkowa wartoÅ›d zmienia siÄ™ wraz ze zmianÄ… aktywnoÅ›ci jonów i
·ð plasmodesma temperatury.
·ð bÅ‚ona komórkowa
·ð chloroplast UkÅ‚ady do badao potencjometrycznych skÅ‚adajÄ… siÄ™ z:
·ð bÅ‚ona tylakoidu ·ð pary elektrod zanurzonych w badanym roztworze
·ð mitochondrium ·ð miernika - woltomierza (potencjometru)
·ð aparat Golgiego pozwalajÄ…cego na pomiar SEM.
·ð wakuola, wodniczka
·ð retikulum endoplazmatyczne gÅ‚adkie Rodzaje elektrod
·ð retikulum endoplazmatyczne szorstkie ·ð pierwszego rodzaju - odwracalne wzglÄ™dem kationu,
·ð jÄ…dro komórkowe zbudowane z metalu lub gazu zanurzonego w
·ð bÅ‚ona jÄ…drowa roztworze wÅ‚asnych jonów, np. elektroda wodorowa
·ð jÄ…derko ·ð drugiego rodzaju - odwracalne wzglÄ™dem wspólnego
·ð cytoplazma. anionu, skÅ‚adajÄ… siÄ™ z metalu pokrytego jego trudno
rozpuszczalnÄ… solÄ…, zanurzonego w roztworze anionu
Uzyskiwanie chloroplastów metodą wirowania: zawartego w tej soli, np. elektroda chlorosrebrowa i
·ð homogenizacja zebranych liÅ›ci kalomelowa
·ð filtracja ·ð trzeciego rodzaju - odwracalne wzglÄ™dem
·ð wirowanie wspólnego kationu, tworzÄ… je metale otoczone
·ð pÅ‚ukanie warstwÄ… jego trudno rozpuszczalnej soli oraz
·ð zawieszanie osadu w gradiencie sacharozy i warstwÄ… lepiej rozpuszczalnej soli, zawierajÄ…cej ten
ponowne wirowanie sam anion
·ð zbieranie chloroplastów z granicy faz ·ð utleniajÄ…co-redukujÄ…ce - obojÄ™tny chemicznie metal
·ð wirowanie (Au, Pt) zanurzony w roztworze zawierajÄ…cym
·ð zbieranie osadu. substancje w formie utlenionej i zredukowanej, np.
elektroda chinhydronowa.
Rozkład organelli na poziomach gradientu
Ogniwo elektrochemiczne - układ elektroda wskaz
nikowa -
elektroda odniesienia zanurzona we wspólnym elektrolicie.
Elektrody możemy również podzielid na:
1. Elektrody porównawcze (odniesienia) - zachowują stały
potencjał w warunkach pomiaru, prawie niezależny od
stężenia badanego roztworu, najczęściej są to elektrody
drugiego rodzaju. CharakteryzujÄ… siÄ™:
·ð staÅ‚oÅ›ciÄ… potencjaÅ‚u
·ð odtwarzalnoÅ›ciÄ… potencjaÅ‚u i brakiem histerezy
temperaturowej
·ð uniwersalnoÅ›ciÄ… zastosowao i prostotÄ… obsÅ‚ugi
·ð maÅ‚ym oporem elektrycznym
·ð odtwarzalnym i niskim potencjaÅ‚em dyfuzyjnym
·ð ·ð ·ð ·ð ·ð
·ð maÅ‚ym wypÅ‚ywem elektrolitu elektrody do badanego
roztworu.
3. MIARECZKOWANIE PH-METRYCZNE
2. Elektrody wskaz
nikowe - reagują zmianą potencjału na
Literatura: obecnośd (zmianę stężenia) jonów, na które są czułe, w
Zgirski A., Gondko R. "Obliczenia biochemiczne" - rozdział 4 badanym roztworze.
Szczepaniak W. "Metody instrumentalne w analizie
chemicznej" - rozdziaÅ‚ 9. ®ð Jonoselektywne elektrody membranowe
·ð potencjaÅ‚ zależy nie tylko od stężenia jonu głównego,
Ogniwo Daniella - zbudowane z półogniw miedzianego i ale również stężenia innych jonów w roztworze
cynkowego, zanurzonych w roztworach swoich soli. ·ð elektrodowo czynnÄ… częściÄ… elektrody jest
membrana
Standardowy potencjaÅ‚ elektrody wyznacza siÄ™ w ·ð o różnicy potencjaÅ‚u na granicy faz decyduje reakcja
temperaturze 298 K, przy aktywności jonów równej 1 wymiany jonowej między jonami z roztworu a
mol/dm3, względem elektrody wodorowej o E = 0V. jonami z membrany.
Siła elektromotoryczna - czynnik powodujący przepływ prądu Można je podzielid na:
w obwodzie elektrycznym równy energii elektrycznej ·ð szklane (ze szklanymi membranami)
uzyskanej przez jednostkowy Å‚adunek przemieszczany w ·ð ze staÅ‚ymi membranami
urzÄ…dzeniu (z
ródle) prÄ…du elektrycznego w przeciwnym ·ð z ciekÅ‚ymi membranami
kierunku do siÅ‚ pola elektrycznego oddziaÅ‚ujÄ…cego na ten ·ð z podwójnymi membranami - czuÅ‚e na gazy.
Elektroda szklana Muszą byd spełnione następujące warunki:
·ð rurka szklana zakooczona cienkoÅ›ciennÄ… banieczkÄ… ·ð miano titranta musi byd oznaczone odpowiednio
ze szkła elektrodowego dokładnie
·ð w rurce znajduje siÄ™ elektroda wewnÄ™trzna ·ð stechiometria reakcji jest dokÅ‚adnie znana i nie ulega
(wyprowadzajÄ…ca) - elektroda chlorosrebrowa zmianie
·ð jest zanurzona w roztworze wewnÄ™trznym o staÅ‚ej ·ð biureta jest dokÅ‚adnie skalibrowana
aktywnoÅ›ci jonów, w stosunku do których jest ·ð punkt koocowy miareczkowania można ustalid z
odwracalna. odpowiednią dokładnością.
Bufor - roztwór, który nie zmienia wyraz
nie wartości pH,
mimo wprowadzenia do niego pewnych ilości jonów H+ lub
OH-. Może byd mieszaniną:
·ð roztworu sÅ‚abego kwasu i jego soli
·ð roztworu sÅ‚abej zasady i jej soli
·ð dwóch soli kwasu wieloprotonowego o kilku
stopniach dysocjacji.
Równanie Hendersona-Hasselbacha
·ð dla buforów kwasowych: pH = pK + log (Cs/Ck)
·ð dla buforów zasadowych: pH = 14 - pK + log (Cz/Cs).
Pojemnośd buforowa - zdolnośd przeciwstawiania się
zmianom pH po wprowadzeniu kwasu lub zasady; wzrasta
pH-metria - metoda potencjometryczna oznaczania pH
wraz ze stężeniem roztworu buforowego, jest największa, gdy
polegająca na pomiarze siły elektromotorycznej ogniwa
stosunek stężeo soli i kwasu jest zbliżony do 1.
złożonego z elektrody wskaz
nikowej i porównawczej
zanurzonych w badanym roztworze. Jest to pomiar
² = liczba moli H+/OH- : "pH na litr roztworu
porównawczy - porównujemy SEM ogniwa badanego
roztworu z SEM ogniwa roztworu wzorcowego (buforu), jest
Punkt izoelektryczny - pH, przy którym cząsteczki
to zależnośd liniowa, a kalibracja ma na celu ustalenie
aminokwasu zachowują się tak, jakby nie były naladowane
nachylenia krzywej.
(przyjmujÄ… formÄ™ jonu obojnaczego).
Potencjometria bezpośrednia - elektrody jonoselektywne
Stała dysocjacji  stała równowagi reakcji dysocjacji, czyli
reagują na obecnośd pewnych jonów w roztworze, otrzymana
rozpadu związków chemicznych na poszczególne jony, pod
wartośd potencjału zależy od warunków eksperymentu, nie
wpływem rozpuszczalnika lub pod wpływem np. działania
można bezpośrednio z niej odczytad aktywności jonów,
silnego pola elektrycznego.
trzeba zastosowad którąś z metod:
·ð metoda krzywych wzorcowych
Potencjometria  zespół pomiarowych metod
·ð metoda dodawania wzorca.
elektrochemicznych, polegających na wyznaczaniu wartości
potencjału elektrody wskaz
nikowej (roboczej) względem
Miareczkowanie - chemiczna technika analizy ilościowej
elektrody porównawczej (odniesienia) w funkcji logarytmu
polegajÄ…ca na dodawaniu roztworu - tzw. titranta z biurety w
stężenia jonów elektroaktywnych.
postaci kropel do roztworu zwanego analitem. Roztwory
odczynników o znanym stężeniu (mianie) używane do
Roztwór Brittona-Robinsona
miareczkowania nazywa siÄ™ roztworami mianowanymi.
·ð 0,04 M kwas octowy
Stężenia roztworów mianowanych wyraża się molowością
·ð 0,04 M kwas fosforanowy (V)
(mol/l).
·ð 0,04 M kwas borowy.
W metodach miareczkowych wykorzystuje siÄ™ reakcje
Aminokwasy dysocjujÄ…ce na grupy boczne:
chemiczne:
·ð kwas glutaminowy
·ð przebiegajÄ…ce stechiometrycznie (iloÅ›ciowo)
·ð histydyna
·ð przebiegajÄ…ce szybko
·ð fenyloalanina
·ð których punkt równoważnikowy można dokÅ‚adnie
·ð lizyna.
wyznaczyd
·ð w których biorÄ… udziaÅ‚ zwiÄ…zki chemiczne tworzÄ…ce
roztwory trwałe w warunkach miareczkowania.
·ð ·ð ·ð ·ð ·ð
Miareczkowanie potencjometryczne - należy sprawdzad
potencjał po dodaniu każdej porcji titranta, następnie
utworzyd wykres i odczytad pK metodÄ… graficznÄ….
4. SPEKTROMETRIA ·ð prawo jest speÅ‚nione dla roztworów rozcieoczonych,
w innych przypadkach µ zależy od współczynnika
Literatura: załamania światła n
Szczepaniak W. "Metody instrumentalne w analizie ·ð czÄ…steczka może przejÅ›d do stanu podstawowego nie
chemicznej" - rozdział 6.1. tylko dzięki oddziaływaniu promieniowania
elektromagnetycznego, ale też na drodze emisji
Spektroskopia - nauka o powstawaniu i interpretacji widm kwantu; jeśli częśd kwantów dotrze do detektora, to
powstających w wyniku oddziaływao wszelkich rodzajów zmierzona absorbancja będzie niższa od rzeczywistej
promieniowania na materiÄ™. ·ð absorbancja jest zależna od reakcji zachodzÄ…cych w
roztworze, ważną rolę pełni tu pH
Spektroskopia molekularna - zajmuje siÄ™ oddziaÅ‚ywaniem ·ð czynniki aparaturowe - brak monochromatycznoÅ›ci,
promieniowania elektromagnetycznego z cząsteczkami. występowanie promieniowania rozproszonego.
Na całkowitą energię cząsteczki składają się: III prawo absorpcji (prawo addytywności absorpcji) -
·ð energia translacji - bÄ™dÄ…ca wynikiem swobodnego absorbancja roztworu wieloskÅ‚adnikowego równa siÄ™ sumie
ruchu cząsteczki w przestrzeni; zmienia się w sposób absorbancji poszczególnych składników.
ciągły, nie podlega ograniczeniom kwantowym
·ð energia rotacji - zwiÄ…zana z obrotem czÄ…steczki A = A1 + A2 + A3 + ...
wokół osi przechodzącej przez środek jej masy
·ð energia oscylacji - drgania atomów wokół poÅ‚ożenia Transmitancja
równowagi
·ð energia elektronowa - energia kinetyczna T = I/I0
elektronów w cząsteczce i energia potencjalna
związana z przyciąganiem elektronów przez jądro i Krzywa absorpcji (elektronowe widmo absorpcji) - wykres
odpychaniem przez sÄ…siednie elektrony. zależnoÅ›ci A lub µ od dÅ‚ugoÅ›ci fali.
W wyniku absorpcji promieniowania elektromagnetycznego Budowa spektrofotometru UV-Vis:
przez czÄ…steczki nastÄ™puje wzbudzenie odpowiednich ·ð z
ródło promieniowania - lampa deuterowa, lampa
poziomów energii, a zjawisko to obserwujemy w postaci wolframo-halogenowa lub wysokociśnieniowa
widma absorpcyjnego: Å‚ukowa lampa ksenonowa
·ð mikrofale i daleka podczerwieo - widmo rotacyjne ·ð ukÅ‚ad optyczny (monochromator): szczelina
·ð IR - widmo oscylacyjne wejÅ›ciowa, kolimator zmieniajÄ…cy wiÄ…zkÄ™ w
·ð (...). równolegÅ‚Ä…, element rozszczepiajÄ…cy
promieniowanie, szczelina wyjściowa
Rodzaje przejÅ›d elektronowych: pierdolÄ™ to. ·ð pomieszczenie na komórkÄ™ pomiarowÄ…
®ð kuweta powinna zapewnid dokÅ‚adnie znanÄ…
Prawa absorpcji
grubośd warstwy absorbującej, wykazywad
odpornośd na działanie analizowanych substancji
I prawo absorpcji (prawo Lamberta) - absorbancja jest chemicznych, zapewnid maksymalnÄ… transmisjÄ™
proporcjonalna do grubości warstwy absorbującej, jeśli promieniowania
wiÄ…zka promieniowania monochromatycznego przechodzi
·ð detektor mierzÄ…cy natężenie promieniowania
przez jednorodny oÅ›rodek absorbujÄ…cy. ·ð wskaz
nik, rejestrator, komputer.
ln (I0/I) = kb = A
Dobór optymalnych warunków oznaczania:
·ð kalibracja przyrzÄ…du - kontrola dÅ‚ugoÅ›ci fali, ustalenie
b - grubośd warstwy absorbującej szerokości szczeliny, ustawienie zera, regulacja
k - współczynnik absorpcji czułości
·ð przygotowanie próbek - roztwór musi byd
II prawo absorpcji (prawo Lamberta-Beera) - jeśli jednorodny, rozpuszczalnik nie może absorbowad
współczynnik absorpcji rozpuszczalnika jest równy zeru, to promieniowania w badanym zakresie widma,
absorbancja wiÄ…zki promieniowania monochromatycznego optymalne pH.
przechodzącego przez jednorodny roztwór jest wprost
proporcjonalna do stężenia roztworu i do grubości warstwy Analiza ilościowa
absorbujÄ…cej. ·ð opiera siÄ™ na II prawie absorpcji
·ð absorpcja w nadfiolecie: wÄ™glowodory aromatyczne,
A = abc
aldehydy, ketony, kwasy i aminy
A = µbc ·ð absorpcja w zakresie widzialnym: barwne zwiÄ…zki
organiczne (barwniki) i barwne sole metali (np.
a - właściwy współczynnik absorpcji [kg/dm3 lub g/cm3]
zwiÄ…zki miedzi, chromiany, ...).
µ - molowy współczynnik absorpcji/ekstynkcji [mol/dm3]
Analiza jakościowa
Odstępstwa od prawa Lamberta-Beera:
·ð chromofory - grupy absorbujÄ…ce promieniowanie
elektromagnetyczne w zakresie 180-800 nm
(alkenowy, benzenowy, karbonylowy, azowy -N=N-,
tiolowy, nitrozowy -N=O)
·ð auksochromy - grupy przesuwajÄ…ce absorpcjÄ™ w
kierunku fal dłuższych (przesunięcie batochromowe)
·ð można potwierdzid tożsamoÅ›d zwiÄ…zku poprzez
porównanie z widmem wzorcowym
·ð skontrolowad czystoÅ›d rozpuszczalników
Punkt izozbestyczny (izozbastyczny)  charakterystyczna
długośd fali, przy której różne formy spektralne związku
chemicznego, występujące przy różnym pH, wykazują taką
samÄ… absorpcjÄ™.
Błękit bromofenolowy  organiczny związek chemiczny
stosowany jako wskaz
nik pH. Poniżej pH 3,0 ma barwę żółtą,
zaś powyżej wartości 4,6 staje się niebiesko-fioletowy.
·ð ·ð ·ð ·ð ·ð
ZAGADNIENIA
1. Pipetowanie
·ð wszystko ze skryptu i literatury - definicje, wzory, itd.
®ð aha, fajnie...
2. Wirowanie
·ð metody i rodzaje technik stosowanych podczas
wirowania
·ð uzyskiwanie chloroplastów metodÄ… wirowania
·ð prawa hydrodynamiki opisujÄ…ce procesy zwiÄ…zane z
wirowaniem, osmozÄ…, dyfuzjÄ…, itp.
·ð siÅ‚y dziaÅ‚ajÄ…ce na obiekt podczas wirowania
·ð charakterystyka rotorów i wirówek  zastosowania
·ð budowa komórki roÅ›linnej
·ð staÅ‚a i współczynnik sedymentacji (może byd
zadanie)
·ð opis matematyczny zjawisk fizycznych z jakimi
spotykamy siÄ™ podczas wirowania czÄ…steczek
biologicznych
·ð obsÅ‚uga wirówek.
3. Potencjometria
·ð wszystkie pojÄ™cia ze skryptu w teorii i praktyce (np.
pH-metria, bufory, elektrody, miareczkowanie, itd.)
·ð zadania obliczeniowe
·ð miareczkowanie aminokwasów posiadajÄ…cych
dysocjujÄ…ce grupy boczne (trzeba znad wzory
aminokwasów)
·ð staÅ‚e, definicje, wzory, zastosowanie w obliczeniach
·ð zagadnienia z literatury.
4. Spektrometria
·ð prawa absorpcji i odchylenia od nich
·ð dobór optymalnych warunków oznaczania
·ð spektrofotometria w analizie jakoÅ›ciowej i iloÅ›ciowej
- widma absorpcji, wyznaczanie maksimum, punkt
izobestyczny, wyznaczanie współczynnika ekstynkcji
·ð grupy funkcyjne absorbujÄ…ce Å›wiatÅ‚o
·ð przeliczanie stężeo i rozcieoczenia
·ð podstawy pracy laboratoryjnej - rodzaje kuwet i ich
zastosowania, obsługa spektrofotometru.