ГБОУ ВПО «Ставропольский государственный медицинский университет»
Министерство здравоохранения РФ
Кафедра общей и биологической химии
План семинарского занятия по дисциплине
«Поверхностные явления и дисперсные системы»
для студентов 2-го курса направления подготовки
240700.62 «Биотехнология» (очное обучение)
Тема занятия №10. Электрофорез. Разделение веществ методом электрофореза.
Цель занятия: Сформировать у студентов знания о явлении электрофореза, его использовании в научных и диагностических целях. Студенты должны уметь рассчитывать величину дзета-потенциала в зависимости от скорости движения частиц и напряженности электрического поля, электрофоретическую подвижность.
Сделайте запись в рабочей тетради по плану:
- Дата Номер занятия Тема занятия Цель занятия Основные вопросы темы
Основные вопросы темы:
Электрофорез: определение, техника проведения (макро-, микроэлектрофорез). Количественные характеристики электрофореза: величинадзета-потенциала (ж) – уравнение Гельмгольца – Смолуховского и электрофоретическая подвижность. Способы разделения методом электрофореза. Определение электрокинетического потенциала золя гидроксида железа (III) методом электрофореза (на примере лабораторной работы).Литература:
Основная:
– , . Физическая химия. Учебник для ВУЗов, 751с. М., «ГЭОТАР–Медиа», 2012 г.
– , . Общая химия. Учебник для медицинских ВУЗов, 976с. М., «ГЭОТАР–Медиа», 2009 г.
Дополнительная:
– . Химия. Основы химии живого. Учебник для ВУЗов, 2изд., 766с. С.-Пб., «Химиздат».
При отработке первого вопроса обратить внимание на:
- определение электрофореза; технику проведения: макроэлектрофорез и микроэлектрофорез.
При отработке второго вопроса обратить внимание на:
- формулу расчета дзета-потенциала
а) если частицы имеют шарообразную форму;
б) если частицы имеют плоскую форму;
- формулу расчета электрофоретической подвижности; анализ этих формул, т. е. от каких факторов зависит дзета-потенциал и электрофоретическая подвижность.
При отработке третьего вопроса обратить внимание на:
- способы разделения: фронтальный и зональный электрофорез, их сходство и отличия; характеристику тонкослойного электрофореза, гель-электрофореза.
Все ответы на вопросы и формулы должны быть записаны в тетради в краткой форме.
Лабораторная работа: «Определение электрокинетического потенциала золя методом электрофореза»
Ход работы:
Настоящая работа заключается в проведении электрофореза золя гидроксида железа (III) в приборе Бертона, определении скорости электрофоретического переноса и расчете величины электрокинетического потенциала. Опыт проводят для чистого золя и для золя, в котором присутствует электролит.
В воронку прибора Бертона наливают смесь 20 мл золя и 5 мл дистиллированной воды (если в стеклянной трубке остаются пузырьки воздуха, их удаляют при помощи проволоки). Затем в U-образную трубку наливают раствор HCl и NH4Cl, не коагулирующий золь), заполняя колена трубки на одну треть и также удаляют пузырьки воздуха. После этого очень осторожно открывают кран и дают золю возможность медленно подниматься по U-образной трубке, вытесняя боковую жидкость (для выполнения работы необходимо наличие четкой границы между золем и боковой жидкостью).
Вставив в U-образную трубку электроды, включают прибор в сеть (осторожно – высокое напряжение!), включают секундомер и определяют время, за которое граница золя переместится на 2 деления U-образной трубки (2мм). Определение повторяют 3 раза и для дальнейших расчетов используют среднее значение.
Повторяют измерения смеси 20 мл золя и 5 мл раствора какого-либо электролита (по указанию преподавателя). По формулам (1) и (2) рассчитывают электрофоретическую скорость частиц золя U и величину ж-потенциала. Полученные результаты заносят в таблицу 1 и на основании результатов эксперимента делают вывод о влиянии электролита на величину ж-потенциала и на устойчивость золя.
, см2/В·с (1)
Здесь S – путь, пройденный границей золя, см;
L – расстояние между электродами в растворе, см;
V – разность потенциалов между электродами, В;
t – время, с.
, В (2)
Здесь з – вязкость воды (з15= 0.01138 г/(см·с), з20 = 0.01005 г/(см·с), з25 = 0.00894 г/(см·с);
е – диэлектрическая проницаемость среды (для воды е = 81);
K – постоянная, зависящая от формы частиц; считая их сферическими, принимаем K = 6;
U – электрофоретическая скорость частиц, см2/(В·с).
90000 – коэффициент пересчета из системы СГС в систему СИ.
Таблица 1
Электролит | t, с | S, см | U, см2/(В·с) | ж, В |
В выводе: сделайте вывод о влиянии электролитов на величину дзета-потенциала и на устойчивость золя.
