Anna Kuska
ćw. 3.2 –Wpływ pH na pęcznienie żelatyny
data wykonania ćwiczenia – 3.12.2008
Wstęp
Układy koloidalne są to układy dyspersyjne, w których wymiary cząstek fazy rozproszonej zawarte są w granicach od 1 do 200 nm. Niektóre właściwości układów koloidalnych: są przezroczyste, przechodzą przez sączki z bibuły, ale nie przechodzą przez ultra sączki, nie dyfundują i nie dializują; wykazują ruchy Browna, dają efekt Tyndalla, są mikronie jednorodne i stosunkowo trwałe (meta trwałe). W każdym układzie koloidalnym można wyróżnić ośrodek dyspersyjny i fazę rozproszoną, które mogą występować w różnych stanach skupienia. Istnieje 8 rodzajów układów koloidalnych, ponieważ składniki w stanie gazowym mieszają się ze sobą i nie mogą tworzyć układu koloidalnego.
Najbardziej rozpowszechnione są układy z ciekłym ośrodkiem dyspersyjnym zwane roztworami koloidalnymi, lizolami lub zolami (hydrozole, gdy ośrodkiem dyspersyjnym jest woda; organozole, gdy jest to ciecz organiczna; gazozole, gdy gaz) Często dzieli się koloidy na liofilowe, gdy cząstki fazy rozproszonej ulegają solwatacji w danym ośrodku dyspersyjnym lub liofobowe, gdy cząstki nie ulegają solwatacji. Wymiary cząstek rozproszonych układu koloidalnego powinny co najmniej kilkakrotnie przewyższać wymiary cząsteczek ośrodka dyspersyjnego, co warunkuje obecność powierzchni między fazowej: cząstka koloidalna – ośrodek dyspersyjny.
Epow=σ*S
Epow – energia powierzchni
σ – napięcie powierzchniowe
S – powierzchnia
Punkt izoelektryczny aminokwasów i białek - jest to taka wartość pH, w której stężenie jonów obojnaczych jest maksymalne, a formy skrajne mają stężenia jednakowe. W PI aminokwasy i białka nie mają ładunku.
Pęcznienie jest to zdolność żeli do selektywnego pochłaniania cieczy, w wyniku czego następuje zwiększenie objętości polimeru. Zjawisko to zachodzi tylko w takim środowisku, w którym ksero żel zdolny jest do rozpuszczenia się. Pęcznienie powoduje to, że szybkość dyfuzji cząsteczek cieczy przewyższa znacznie szybkość dyfuzji cząsteczek polimeru. Dlatego cząsteczki cieczy przenikają do substancji pęczniejącej i rozchodzą się w niej z szybkością większą niż do roztworu przechodzą cząsteczki polimeru.
Bufory - roztwory, których wartość pH po dodaniu niewielkich ilości mocnych kwasów albo zasad, jak i po rozcieńczeniu wodą prawie się nie zmienia. Roztwór buforowy to mieszanina kwasu i soli tego kwasu lub zasady i jej soli. Np. bufor octanowy: CH3COOH, CH3COONa; bufor amonowy: NH3* H2O, NH4Cl. Mechanizm działania buforu najłatwiej jest prześledzić na przykładzie układu słabego kwasu i komplementarnej do niego soli. W tym przypadku głównym źródłem silnej zasady (A-) nie jest słabo dysocjujący kwas, lecz mocno zdysocjowana sól (XA):
XA ↔ X+(aq) + A-(aq)
Niezależnie od wyjściowych składników bufora, po ich rozpuszczeniu w wodzie i częściowej dysocjacji tworzy się równowaga słabego kwasu (HA) i sprzężonej z nim mocnej zasady (A-) która jest odpowiedzialna za odporność buforu na zmiany pH:
HA(aq) + H2O ↔ H3O+(aq) + A-(aq)
Ze względu na dużą ilość jonów A- dostarczanych w reakcji przez sól, równowaga opisana drugim równaniem jest bardzo silnie przesunięta w stronę kwasu (HA). Można powiedzieć, że w tego rodzaju buforze niemal cała ilość jonów A- pochodzi z soli, zaś słaby kwas (HA) pozostaje w roztworze w formie prawie niezdysocjowanej. Zadaniem soli jest więc blokowanie dysocjacji słabego kwasu.W momencie dodania do roztworu buforowego silnej zasady, reaguje ona z jonami hydroniowymi (H3O+(aq)), które jednak są natychmiast regenerowane przez dysocjację kwasu (HA), którą uruchamia właśnie fakt znikania jonów hydroniowych w równowadze opisanej drugim równaniem.W momencie dodania silnego kwasu, silna zasada sprzężona (A-), która występuje cały czas w dużym stężeniu po prostu reaguje z tym kwasem i w rezultacie pH całego układu się nie zmienia.
Bibliografia
J.Ceynowa, M. Litowska, R. Nowakowski, J. Ostrowska-Czubenko, Podręcznik do ćwiczeń laboratoryjnych z chemii fizycznej, UMK, Toruń 1999, rozdział 6, str. 147-152, 182-184, 187-189
1
Rainhardt