ćw 1(1)

Jarosław Grządziel
grupa: poniedziałek, godz. 8.00
Sprawozdanie z ćwiczenia nr 1

Ćwiczenie nr 1
Dyfuzja i osmoza

Cząsteczki różnych substancji pozostają w stanie nieustannego ruchu. Ruch ten uwarunkowany jest energią kinetyczną tych cząsteczek, która z kolei zależna jest od temperatury (im wyższa, tym szybkość ruchu wzrasta). Konsekwencją takiego ruchu cieplnego jest dyfuzja, czyli proces mieszania się ze sobą cząsteczek, spowodowany ich przypadkowymi ruchami, powodującymi przemieszczanie się cząsteczek ze stężenia większego do mniejszego.

Osmoza jest to niezależne od nakładu energii, spontaniczne przemieszczanie się wody przez błonę półprzepuszczalną zgodne z gradientem stężenia wody po obu stronach błony. Rośliny mają błony, które są selektywnie przepuszczalne – pozwalają na przemieszczanie się wody i innych drobnych cząsteczek pozbawionych ładunków np. CO2. Błonami wykazującymi właściwości półprzepuszczalne są plazmolemma, tonoplast, błony organelli. Błoną o właściwościach selektywnej przepuszczalności jest również pęcherz zwierzęcy i koloidalna błonka żelazocyjanku miedziowego. Te dwie błony mogą być wykorzystywane w osmometrach. W przemieszczaniu się wody przez błony w komórce roślinnej biorą udział specjalne białka – akwaporyny – umożliwiające objętościowy przepływ wody przez błonę. Białka te stwierdzono w tonoplaście i plazmolemmie. Z osmozą wiąże się pojęcie ciśnienie osmotyczne, czyli wartość ciśnienia wywieranego na półprzepuszczalną membranę przez dwie ciecze, które ta membrana rozdziela. Jako przyczynę pojawienia się ciśnienia osmotycznego uważa się różnicę stężeń związków chemicznych lub jonów w roztworach po obu stronach membrany i dążenie układu do ich wyrównania

1. Dyfuzja

Stężenie agaru wpływa na dyfuzję cząsteczek w nim rozpuszczanych. Im bardziej stężony agar tym dyfuzja jest wolniejsza. Dyfuzję spowalniają częstsze zderzenia cząsteczek dyfundujących z gęściej ułożonymi cząsteczkami koloidowymi agaru.

Wykonanie:

1. Odważyliśmy 10 g żelatyny i rozpuściliśmy na gorąco w 70 ml wody.
2. Do rozpuszczonej żelatyny dodaliśmy kilka kropel roztworu czerwieni metylowej, a następnie kroplami dodawaliśmy 0,1 N NaOH aż do alkalicznego odczynu.
3. Po uzyskaniu alkalicznego odczynu dopełniliśmy mieszaninę żelatyny ze wskaźnikiem do 100 ml wodą.
4. Następnie żelatynę przelaliśmy do 3 probówek ( mniej więcej ¾ wysokości) i wstawiliśmy probówki do lodu w celu skrzepnięcia.
5. Pozostały roztwór żelatyny rozcieńczyliśmy wodą destylowaną w stosunku 1:1. Po rozcieńczeniu przelaliśmy do 3 probówek ( również mniej więcej ¾ wysokości) i wstawiliśmy do lodu do skrzepnięcia.
6. Po skrzepnięciu żelatyny nanieśliśmy pipetą 1ml 2N HCl do każdej probówki.
7. Obserwowaliśmy zmianę koloru żelatyny pod wpływem HCl i mierzyliśmy głębokość dyfuzji co 10 minut.

Obserwacje i wyniki

Czerwień metylowa w środowisku kwaśnym jest czerwona a w alkalicznym żółta. Dyfuzja zachodziła szybciej w rozcieńczonym agarze, a wolniej w bardziej stężonym, o czym świadczą przedstawione w poniższej tabeli wyniki:

Probówki z żelatyną nierozcieńczoną. Głębokość dyfundującej substancji w [mm]

Probówki z żelatyną rozcieńczoną. Głębokość dyfundującej substancji w [mm]

Godzina pomiaru

1 2 3
13 11 12
14 13 14
16 15 16
18 17 18
20 19 20
Końcowa głębokość 19,7


Wniosek

W probówkach 1-3 czyli w tych, w których żelatyna nie była rozcieńczona w stosunku 1:1 głębokość dyfuzji jest mniejsza niż w probówkach 4-6 z rozcieńczoną żelatynę, ponieważ dyfuzja jest tym wolniejsza im jest większe stężenie żelatyny.

2. Osmoza

Układ osmotyczny są to dwa roztwory o niejednakowym stężeniu substancji, które są przedzielone błoną półprzepuszczalną. W skutek dyfuzji przez błonę do roztworu hipertonicznego z roztworu hypotonicznego, w tym roztworze hipertonicznym dochodzi do zwiększenia objętości i wzrostu ciśnienia hydrostatycznego.

Wykonanie
1. Przygotowaliśmy 100 ml 2M roztworu sacharozy czyli odważyliśmy 64,46g sacharozy i uzupełniliśmy wodą do 100ml (według obliczeń poniżej). Sacharozę rozpuściliśmy na gorąco i schłodziliśmy do temperatury pokojowej.

100ml 2M roztworu sacharozy
M sacharozy = 342,3 g/mol
100ml – 34,23 g sacharozy
2M – 68,46 g sacharozy ( 2 34,23g sacharozy)

2. Roztwór zabarwiliśmy czerwienią Kongo, po to żeby był bardziej dostrzegalny.
3. Napełniliśmy osmometr roztworem, ujście lejka zamknęliśmy gumowym korkiem tak, że roztwór wypełnił początek rurki. Lejek osmotyczny umieściliśmy w większym naczyniu z wodą destylowaną.
4. Wykonaliśmy 10 pomiarów zmiany poziomu wody w rurce.

Obserwacje i wyniki

Numer pomiaru (kolejny pomiar co 5 minut) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Wysokość słupa cieczy [cm] 0,26 0,32 0,39 0,44 0,51 0,68 0,79 0,92 1,03 1,12




Wniosek: Woda destylowana przenika do wnętrza osmometru powodując podnoszenie się cieczy w rurce.

3. Sztuczne komórki Traubego (z żelazocyjanku potasu i siarczanu miedzi)

Jeżeli do roztworu siarczanu miedzi CuSO4 wrzucimy kryształek żelazocyjanku potasowego to na powierzchni tego roztworu powstanie półprzepuszczalna błonka z żelazocyjanku miedzi co obrazuje równanie : K4[Fe(CN)6] + 2CuSO4 = Cu2[Fe(CN)6] + 2K2SO4.
Stężenie żelazocyjanku potasu jest wyższe pod półprzepuszczalną błonką niż stężenie siarczany miedzi na zewnątrz i wartość osmotyczna tzw. sztucznej komórki Traubego jest wysoka i następuje wnikanie wody do jej wnętrza co powoduje wzrost tej komórki.

Wykonanie
1. Dużą probówkę napełniliśmy 20ml 4% roztworu CuSO4, czyli 0,8 g CuSO4 i uzupełniliśmy do 20 ml wodą. Do tej probówki wrzuciliśmy kryształek żelazocyjanku potasu wielkości ziarna pieprzu i obserwowaliśmy wzrost „komórki”, która upodobniła się kształtem do glonu z rodzaju Caulerpa.
2. Przgotowaliśmy następujące roztwory:
1) ¼ M CuSO4 5 H2O w ilości 50ml (3,18g dopełnione wodą do 50 ml wodą)
2) ½ M K4[Fe(CN)6] • 3 H2O w ilości 20 ml (4,2239g dopełnione wodą do 20ml)
3) 1/8 M K4[Fe(CN)6] 3 H2O w ilości co najmniej 10 ml (pobraliśmy 5ml (1/8M) 4x rozc. -> dodaliśmy 20 ml wody)
4)1/64 M K4[Fe(CN)6] 3 H2O w ilości co najmniej 10 ml (pobraliśmy 2 ml (1/64M) 8x rozc. -> dolaliśmy 16ml wody)
3. Nalaliśmy do znaczonych probówek po 10 ml siarczanu miedzi.
4. Za pomocą pipety wprowadziliśmy do 1 probówki kroplę ½ M żelazocyjanku potasu, do 2 kroplę 1/8 M a do 3 kroplę 1/64 M roztworu żelazocyjanku potasu.
5. Obserwowaliśmy wzrost „komórki”

Obliczenia:
20 ml 4% CuSO4
Cp = 4%
v = 20ml = 20g
ms = Cp mr / 100%
ms = 4% 20g / 100% = 0,8g dopełnienie wodą do 20 ml

1) M CuSO4 5 H2O = 249,69 g/mol
249,69 : 4 = 62,4225g ¼ M 50 ml

62,42g – 1000ml
x – 50 ml
-------------------
x = 3,18 g

2) M K4[Fe(CN)6] • 3 H2O = 422,39 g/mol
422,39 g/mol : 2 = 211,195g ½ M 20ml
211,195g – 1000ml
x – 20ml
-----------------------
x= 4,2239 g/mol
422,39 g/mol : 8 = 52, 79875g 1/8 M 10ml
422,39 g/mol : 64 = 6,5998438 1/64 M 10 ml

Obserwacje
Wzrost „komórki” był tym bardziej widocznym im bardziej stężony roztwór znajdował się w probówce.

Wnioski

Po wrzuceniu kryształu żelazocyjanku potasu do roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) na jego powierzchni powstaje, w wyniku reakcji K4Fe(CN)6 + 2 CuSO4 Cu2Fe(CN)6 + 2 K2SO2

półprzepuszczalna błona. Tworzy się układ osmotyczny, w którym transport wody odbywa się zgodnie z różnicą jego potencjału chemicznego a więc do wnętrza sztucznej komórki.

Wraz z malejącym stężeniem żelazocyjanku potasowego maleje również wartość ciśnienia osmotycznego sztucznej komórki Traubego, w wyniku czego maleje też jej wielkość.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
CAW OP7060
Badanie przetwornika AC CA, Przetwornik AC,CAW, POLITECHNIKA RADOMSKA
CAW OP7060
Parsza Caw
akumulator do mitsubishi lancer v station wagon caw cdw 16 glxi

więcej podobnych podstron