ЗАНЯТТЯ № 7

Тема: 1. Властивості розчинів ВМС.

2. Висолювання ВМС (практична робота № 14)

Мета: Ознайомитися з фізико-хімічними властивостями розчинів ВМС. Дослідити стійкість розчинів ВМС.

Професійна орієнтація студентів

Лікарські форми рекомбінантних білків (еритропоетину, інтерферону-альфа) отримують в буферних розчинах зі значенням рН, що відрізняється більш ніж на 1 одиницю від ізоелектричної точки білка. Це забезпечує стабільне знаходження білка при низьких концентраціях. ІЕТ обов’язково також враховувати при процедурі лікувального електрофорезу, наприклад, ферментів, оскільки електрофорез необхідно проводити в розчинах з рН, віддалених від ІЕТ ферменту, що вводяться.

Явище коацервації використовується у фармації при мікрокапсулюванні з метою захисту від дії низькомолекулярного середовища.

Базовий рівень знань та вмінь студентів

Знання, набуті при вивченні математики, фізики та органічної хімії і на попередніх заняттях з фізичної та колоїдної хімії

Програма самопідготовки студентів

Підготуватись до заняття за матеріалами підручників і лекцій, звернувши увагу на такі питання:

1.     Чим принципово відрізняються розчини ВМС від колоїдних розчинів?

2.     Проаналізуйте рівняння Штаудінгера. Як визначити характеристичну в’язкість розчину полімеру?

3.     За допомогою яких методів можна визначити молекулярну масу ВМС?

4.     Поліелектроліти.

5.     Ізоелектрична точка та методи її визначення.

6.     Що таке коацервація? Висолювання? Денатурація?

7.     Чим відрізняється процес висолювання ВМС від коагуляції колоїдних розчинів?

Методика виконання практичної роботи № 14 “Висолювання високомолекулярних сполук”

У 2 пробірки залити по 5 мл одного з розчинів ВМС (желатин, крохмаль, тощо). Зважити 2 г сухих солей NaNO₃ і Na₂SO₄. Одну пробірку залишити для порівняння. В іншу пробірку додати ~0,2…0,3 г солі і перемішувати до повного її солі. Повторити додавання солі до появи помутніння розчину з наступним утворенням осаду.

Розрахувати поріг висолювання (моль/мл) за рівнянням:

.

         Дослід провести з іншою сіллю. Оскільки вихідні розчини ВМС можуть бути трохи каламутні, в одну з пробірок залити вихідний розчин ВМС і використовувати її для порівняння.

         Зробіть висновок про висолюючи здатність солей.

Ситуаційні задачі

1.     Розрахуйте осмотичний тиск водного розчину полівінілового спирту з концентрацією 0.5 г/л при 298 К, якщо молекулярна маса полімеру 45200.

2.     Розчин з концентрацією гемоглобіну 1 г/л має осмотичний тиск 36.5 Па при 25⁰С. Визначте молекулярну масу гемоглобіну.

3.     В результаті висолювання радіус частинок білку збільшився в 27 разів. Визначте, як зміниться осмотичний тиск розчину.

4.     Обчисліть питому в”язкість розчину казеїну з густиною 1103 кг/м³, якщо час витікання його з віскозиметра Оствальда при температурі 295 К дорівнює 28 с, а дистильованої води – 10 с. Густина води за цієї температури 998,5 кг/м³, в’язкість 1,005*10^-3 Па*с.

5.     Розрахуйте константу К у рівнянні Штаудінгера для гемоглобіну, розчиненого у воді, якщо молекулярна маса білка 64500. Характеристична в’язкість розчину [η] = 0.22 л/г, α = 0.72.

6.     Константи рівняння Штаудінгера для синтетичного каучуку у хлороформі становлять: α = 0,56, К = 1,85*10^-5. Визначте, чому дорівнює характеристична в’язкість зразка, молекулярна маса якого 3*10⁵.

7.     Для полівінілхлориду (ПВХ), що застосовується в технології виготовлення упаковок лікарських трав, в ацетоні при 25⁰С рівняння Штаудінгера має вигляд [h] = 4,2*10^-4 М^0,65. Розрахуйте молекулярну масу фракції ПВХ, якщо характеристична в’язкість 0,22 г/л.

8.     Визначте напрямок переміщення молекул білка при електрофорезі, якщо ізоелектрична точка білка дорівнює 4,1, а рН його водного розчину 6,2.

9.     В розчин з концентрацією йонів гідрогену 5*10^-5 моль/л помістили білок гістон, ізоелектричний стан якого досягається при рН = 8,5. Визначте знак заряду макройону гістону в цьому розчині і напрямок переміщення його в електричному полі.

10. Ізоелектрична точка лізоциму дорівнює 10,5. До якого електроду рухаються під час електрофорезу частинки лізоциму, якщо дослід проводили в буферному розчині з концентрацією йонів ОН^– 1,3*10^-5 моль/л?

11. Розрахуйте молекулярну масу вірусу, якщо при 0⁰С в’язкість розчину 1,8*10^-3 Па*с, коефіцієнт дифузії і густина частинок вірусу відповідно 0,5*10^-11 м²/с і 1г/мл.

Вихідний рівень знань та вмінь студентів

Студент повинен знати:

1.       Рівняння Галлера.

2.       Рівняння Штаудінгера.

3.       Суть явищ денатурації, висолювання і коацервації.

Студент повинен вміти:

1.     Визначати знак заряду макромолекули білка у розчинах з різним рН.

2.     Обчислювати молекулярну масу ВМС за результатами віскозиметрії та осмометрії.

 

Джерела інформації:

Основні:

1.       Мороз А.С., Яворська Л.П., Луцевич Д.Д. та ін. Біофізична та колоїдна хімія. – Вінниця: Нова книга, 2007. – 600 с.

2.       Кабачний В.І., Осипенко Л.К., Грицан Л.Д. та ін. Фізична та колоїдна хімія – Х.: Прапор, В-во УкрФА, 1999. – 368 с.

3.       Кабачний В.І., Осипенко Л.К., Грицан Л.Д. та ін. Фізична та колоїдна хімія. Збірник задач. – Х.: Золоті сторінки, 2001. – 207 с.

4.       Вовокотруб Н.П., Смик С.Ю., Бойко Р.С. Практикум з фізичної та колоїдної хімії. Електронний навчальний посібник, 2002. – 257 с.

5.       Мороз А.С., Ковальова А.Г. Фізична та колоїдна хімія. – Львів: Світ, 1994. –  280 с.

6.       Матеріали сайту http://www.tdmu.edu.te.ua/

Додаткові:

1.     Красовский И.В., Вайль Е.И., Безуглый В.Д. Физическая и коллоидная химия. – К.: Вища школа., 1983. – 345 с.

2.     Камкіна Л.В., Масленко С.М., Шевченко С.І. та ін. Фізична хімія Розділ “Поверхневі явища та дисперсні системи”. Навчальний посібник. – Дніпропетровськ Редакційно-видавничій відділ НМетАУ, 2007. – 52 с.

3.     Савицкая Т.А., Котиков Д.А. Пособие для самостоятельной работы
над лекционным курсом «Коллоидная химия» в вопросах, ответах и упражнениях. – Минск: Изд-во Беларусского государственного университета, 2006. – 86 с.

4.     Савицкая Т.А., Котиков Д.А. Коллоидная химия Опорный конспект лекций. – Минск: Изд-во Беларусского государственного университета, 2006. – 103 с.

5.     Банах О.С., Мороз А.С., Яворська Л.П. та ін. Методичні вказівки з колоїдної хімії. – Львів: В-во Львівського державного медичного університету ім. Данила Галицького, 1999. – 95 с.

6.     Амирханова Н.А., Беляева Л.С., Белоногов В.А. Задачник по химии. – Уфа: Изд-во УГАТУ, 2002. – 117 с.

7.     Бугреева Е.В., Евстратова К.И.,  Купина Н.А. Практикум по физической и коллоидной химии. – М.: Высш. шк., 1990. – 255 с.

8.     Панайотова Т.Д., Зайцева І.С., Ігнатов І.І. Методичні вказівки до лабораторних робіт з колоїдної хімії. – Харків: ХНАМГ, 2007. –  39 с.

 

Методичні вказівки обговорені і затверджені:

на засіданні кафедри:

“5”  червня 2013 р., протокол № 1

Завідувач кафедри загальної хімії                               д.б.н., Фальфушинська Г.І.

 

на засіданні циклової методичної комісії

з фармацевтичних дисциплін “18” червня 2013 р., протокол № 5

 

Голова циклової методичної комісії                                  проф. Соколова Л.В.