Решение

Подставляя значения в уравнение Марка-Куна-Хаувинка [η] =КМ^α получаем

0,15 = 4,53∙10^-5∙М ^0,74

или

М ^0,74 = 10⁵ =3,311 ∙ 10^-2 ∙ 10⁵ = 3,311 ∙ 10³, т.е. М ^0,74 = 3311.

Это равенство логарифмируют: 0,74 lgM = lg 3311. Значение lg 3311 находят по таблице логарифмов.

lgM = = 4,757, т.е. lgM = 4,757. Далее по таблице антилогарифмов находят значение М. Оно равно 57 150.

Ответ: 57 150.

Задача 2.

Рассчитайте относительную молекулярную массу белка миоглобина, если постоянные в уравнении Марка-Куна-Хаувинка для раствора данного белка в воде следующие: К = 2,32 ∙10^-2 см³/г; α = 0,5; характеристическая вязкость [η] = 3,1 см³/г.

Решение

Для расчетов пользуемся уравнением Марка-Куна-Хаувинка и подставляем в него данные:

3,1 = 2,32 ∙ 10^-2М ^0,5;

М ^0,5 = = 1,336 ∙ 10² = 1,33,6, т.е. М ^0,5 = 133,6.

Возводим обе части равенства в квадрат и получаем относительную молекулярную массу: М = (133,6)² = 17 849.

Ответ: 17 849.

Задача 3.

В четыре пробирки с 1 М растворами СН₃СООК, КСNS, K₂SO₄ и KCl поместили по 0,5 г полярного полимера. В каком из растворов электролита набухание полимера максимально, в каком – минимально и почему?

Решение

Действие ионов электролитов и набухание ВМС связано с их способностью к гидратации. По способности уменьшить набухание анионы располагаются в ряд (при одном и томже катионе):

CNS^1- > I^1- > Br^1- > NO₃^1- > Cl^1- > CH₃COO^1- > SO₄^2-

Поскольку ионы CNS^1- усиливают набухание, а ионы SO₄^2- - тормозят, то в растворе KCNS набухание максимально, а в растворе К₂SO₄ – минимально.

Задача 4

Изоэлектрическая точка пепсина желудочного сока находится при Рн 2,0. Каков будет заряд макромолекулы фермента при помещении его в буферный раствор с рН 8,5?

Решение

При помещении пепсина в раствор с рН среды большей ИЭТ подавляется диссоциация аминогрупп и макромолекулы фермента приобретают отрицательный заряд:

‾ООС – R – NH₃⁺ + R – COO ^‾ + H₂O

Задача 5

Желатина помещена в буферный раствор с рН 3. Определите знак заряда частиц желатины, если изоэлектрическая точка белка равна 4,7.

Решение

При помещении желатины в раствор с рН среды, меньшим ИЭТ, подавляется диссоциация карбоксилььных групп и частицы желатины приобретают положительный заряд:

‾ООС – R – NH₃⁺ + Н⁺ ↔ НООС – R – NH₃⁺

Задача 6

Изоэлектрическая точка белка альбумина равна 4,9. Белок помещен в буферную смесь с концентрацией водородных ионов 10 ^-6 моль/л. Определите направление движения частиц белка при электрофорезе.

Решение

Если концентрация ионов водорода 10 ^-6 моль/л, то рН среды равен 6, так как рН = -lg[H⁺].

Поскольку рН среды > ИЭТ (6 > 4,9), то согласно следующему уравнению белок приобретает отрицательный заряд и при электрофорезе перемещается к аноду:

H₃N⁺ – CH(R) – COO ^‾ + OH ^‾ ↔ H₂N – CH(R) – COO ^‾ + H₂O

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Работа № 1.

ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ БИОПОЛИМЕРОВ

Цель работы: Экспериментально подтвердить зависимость степени набухания ВМС от природы растворителя и рН среды; научиться определять изоэлектрическую точку белка; изучить влияние электролитов на растворимость белков.

ЗАДАНИЕ 1. Определить степень набухания резины в воде, бензине и скипидаре.

Практическая часть.

Взвешивают три кусочка резины (каждый отдельно) опускают первый в бюкс с водой, второй кусочек в бюкс с бензином, третий – со скипидаром. Через 30 минут кусочки вынимают, сушат фильтовальной бумагой и взвешивают. Рассчитывают степень набухания по формуле, приведённой выше. Полученные данные оформляют в виде таблицы:

Растворитель	МАССА ПОЛИМЕРА		Степень набухания
Вода Скипидар Бензин	исходного	набухшего

По итогам выполнения работы сделать вывод о зависимости набухания резины от природы полимера и растворителя.