Стабилизирующее действие мыла вызывается тем, что его молекулы адсорбируются на поверхности капелек масла, ориентируясь группами –СОО- к воде. В результате капельки приобретают отрицательный заряд, что препятствует их слипанию.
Конденсационные методы получения золей
Диспергационными методами достичь высокой дисперсности обычно не удается. Системы с размерами частиц 10-6 - 10-7 см получают конденсационными методами, не требующими затраты внешней работы.
Важнейшие физические методы получения дисперсных систем – конденсация из паров (например, образование тумана) и смена растворителя.
Опыт 3. Получение золя канифоли (или серы) методом замены растворителя
Ход работы. В пробирку наливают 4-5 мл воды, добавляют 1-2 капли насыщенного раствора канифоли (или серы) и содержимое пробирки энергично перемешивают. Образуется прозрачный опалесцирующий золь. Канифоль и сера растворимы в спирте, но нерастворимы в воде. При замене спирта водой молекулы растворенного вещества соединяются в агрегаты коллоидных размеров.
Методы химической конденсации также основаны на выделении новой фазы из перенасыщенного раствора. Однако в отличие от физических методов вещество, образующее дисперсную фазу, появляется в результате химической реакции.
Опыт 4. Получение золя гидроксида железа (III) методом гидролиза
Ход работы. В пробирку с кипящей водой добавляют по каплям 2%-й раствор FeCl3 до образования прозрачного красно-бурого золя гидрата окиси железа. Под действием высокой температуры равновесие реакции гидролиза хлорида железа (III) сдвигается в сторону образования гидроокиси железа.
FeCl3 + 3H2O ⇄ Fe(OH)3 + 3HCl
Продукты гидролиза взаимодействуют друг с другом по следующей схеме:
Fe(OH)3 + HCl ¾® FeOCl + 2H2O
оксохлорид железа (III)
FeOCl ¾®FeO+ + Cl-
Строение образовавшихся мицелл схематически можно изобразить следующей формулой:
{ m[Fe(OH)3] nFeO+ (n-х)Cl-}x+ хCl-
Определите знак заряда золя (см. опыт 8).
Опыт 5. Получение золя йодистого серебра реакцией двойного обмена
Ход работы. В пробирку вносят 3-4 мл 0,01 н раствора нитрата серебра, несколько капель раствора йодида калия и перемешивают. Образуется желтоватый опалесцирующий золь йодистого серебра.
Строение мицеллы в этом случае выражается следующей формулой:
{ m[AgI] nI- (n-х)K+}x- хK+
Определите знак заряда золя (см. опыт 8).
Если взять KI и AgNO3 в обратном соотношении, то получится положительный золь йодистого серебра.
Опыт 6. Получение золя берлинской лазури
Ход работы. В пробирку наливают 4-5 мл 0,1%-го ферроцианида калия и прибавляют 1-2 капли 2%-го раствора хлорида железа (III). Образуется золь берлинской лазури синего цвета:
3K4[Fe(CN)6] + 4FeCl3 ¾® Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KCl
Его мицеллы имеют следующее строение:
{m Fe4[Fe(CN)6]3 n[Fe(CN)6]4- (4n-х)K+}x- xK+
Определите знак заряда золя (см. опыт 8).
Опыт 7. Получение золя железистосинеродистой меди (гексацианоферрат (II) меди) реакцией двойного обмена
Ход работы. К 10 мл 0,1%-го раствора K4[Fe(CN)6] приливают1 мл 1%-го раствора CuSO4. Полученный золь имеет коричнево-красный цвет.
2CuSO4 + K4[Fe(CN)6] ¾® Cu2[Fe(CN)6] + 2K2SO4
Определите знак заряда золя (см. опыт 8). Напишите формулу мицеллы, если в избытке CuSO4.
Опыт 8. Определение знака заряда частиц золей
В окрашенных золях знак заряда частиц можно определить методом капиллярного анализа. Он основан на том, что целлюлозные стенки капилляров фильтровальной бумаги заряжаются отрицательно, а пропитывающая бумагу вода – положительно.
Ход работы. Нанесите на листок фильтровальной бумаги каплю исследуемого золя. После всасывания капли золь с положительно заряженными частицами адсорбируется на бумаге и дает окрашенное в центре и бесцветное по краям пятно; золь с отрицательно заряженными частицами не адсорбируется бумагой и образует равномерно окрашенное пятно.
Опыт 9. Получение золя мыла
Ход работы. Налейте в пробирку 10 мл дистиллированной воды и, добавляя небольшие кусочки настроганного мыла, интенсивно ее взбалтывайте. В начале (при малых концентрациях мыла) образуется истинный прозрачный раствор со щелочной реакцией (рН>7). С увеличением концентрации часть молекул мыла и молекул высших карбоновых кислот (получающихся в процессе гидролиза) будет конденсироваться. Это заметно по опалесценции раствора. Определите рН раствора при растворении мыла. В дальнейшем система становится грубодисперсной, мутной.
Вопросы и задачи
1. Что такое раствор? Истинный и коллоидный растворы.
2. Влияние структуры вещества на его способность растворяться.
а) Почему жир хорошо растворяется в бензине, хлороформе, гексане, но плохо растворим в воде?
б) Почему NaCl хорошо растворяется в воде, но очень плохо в гидрофобных растворителях?
3. Дать определение молярной, нормальной концентрации и массовой доли (процентной концентрации)?
4. Что такое pH?
5. Чему равно значение pH растворов:
1.0 M HCl, 0.1 М HCl, 0.01 M HCl
6. Рассчитать pH 0,01н раствора CH3COOH. Константа диссоциации кислоты равна 1,75·10-5.
7. Значения pH крови, желудочного сока, молока.
8. Ионное произведение воды. Почему при повышении температуры воды происходит увеличение [H+]? Что при этом происходит с [OH-].
9. Почему pH дистиллированной воды обычно несколько меньше 7.
10. Почему растворы мыла, стиральных порошков и соды имеют значение pH > 7?
11. Показать различие между общей и активной кислотностью. Что такое степень диссоциации?
12. Дать определение кислотно-основного индикатора. Привести примеры индикаторов.
13. Методы определения pH.
14. Буферные растворы. Влияние добавления кислоты, щелочи и воды на pH буферного раствора. Буферная ёмкость. Буферные системы плазмы крови.
15. Что такое диффузия. Привести примеры.
16. Осмотическое давление. Онкотическое давление
17. Тургор. Его функции.
18. Гемолиз эритроцитов. Почему нельзя вводить в кровь дистиллированную воду?
19. Гипотонический, гипертонический и изотонический растворы. Физиологический раствор.
20. Почему длительное нахождение в воде с высоким содержанием солей (например, в воде Мёртвого моря) вызывает химические ожоги?
21. Плазмолиз, деплазмолиз. Почему вакуоль растительной клетки сжимается при помещении в гипертонический раствор?
22. Какие системы изучает коллоидная химия?
23. Методы получения золей.
24. Строение мицеллы.
25. Какой будет знак заряда частицы золя, если к раствору, содержащему избыток AgNO3, добавить раствор KBr?
26. Почему в присутствии мыла растительное масло и вода образуют стойкую эмульсию?
27. Что такое молоко с точки зрения коллоидной химии?
28. Почему сахароза (дисахарид) при растворении в воде образует истинный раствор, а крахмал (полисахарид) – коллоидный?
содержание
Предисловие ...............................................................................…...... 3
БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Раздел 1. Методы исследования в биохимии ………. 4
Работа 1. Колориметрический метод определения концент-
рации окрашенных веществ в растворах. Принцип и техника колориметрирования. Устройство и правила работы на КФК-2 .................................................................. 4
Раздел 2. состав и свойства белков ……..…….………. 11
2.1. анализ аминокислотного состава белков …… 11
Работа 2. Цветные реакции на белки ..........................................…... 11
Работа 3. Выделение белков из тканей и биологических
жидкостей. Изучение состава простых и сложных
белков .........................................................................…......20
Работа 4. Растворимость и реакции осаждения белков ........…........27
Вопросы для тестового контроля ...................................….............31
РАЗДЕЛ 3. ФЕРМЕНТЫ……………………………………………. 32
Работа 5. Ознакомление с действием некоторых ферментов ....…..32
Работа 6. Зависимость каталитической активности ферментов
от температуры и рН среды ...............................…............34
Работа 7. Определение активности аминотрансфераз в
сыворотке крови по методу Кинга ............................…....35
Вопросы для тестового контроля ..............................................…...37
РАЗДЕЛ 4. ВИТАМИНЫ ……………………………………………38
Работа 8. Качественные реакции на некоторые витамины .........….38
Работа 9. Количественное определение аскорбиновой
кислоты в пищевых продуктах и моче ..................…..…..41
Вопросы для тестового контроля ..............................................…...44
РАЗДЕЛ 5. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ ………………………………….…46
5.1. ХИМИЯ И ОБМЕН УГЛЕВОДОВ ……………………………. 46
Работа 10. Ортотолуидиновый метод определения глюкозы
в крови ...........................................................................…...46
Работа 11. Глюкозооксидазный метод определения
глюкозы в биологических жидкостях ...............................47
Вопросы для тестового контроля ...……..................…................…50
Задачи .......................................................................................………51
5.2. ХИМИЯ И ОБМЕН ЛИПИДОВ ……………………..……...53
Работа 12. Количественное определение холестерина
в сыворотке крови методом Илька .....................….......53
Работа 13. Определение концентрации общего холестерина
в сыворотке и плазме крови
энзиматическим методом.....................….....................55
Работа 14. Экспресс-метод определения содержания
кетоновых тел в крови, моче и молоке ...................….58
Вопросы для тестового контроля ....…..........................…..........59
5.3. Химия и обмен белков и аминокислот…….… 61