Контрольные вопросы:

1. Общая характеристика УФ-излучения.

2. Влияние УФ-излучения на живые объекты.

3. Фотохимические реакции при действии УФ-излучения.

4. Фотозащита и бактерицидное действие УФ.

5. Что такое квантовый выход?

6. Что такое доза излучения? В каких единицах измеряется данная величина?

Литература:

1. Антонов В.Ф., Черныш А.М. и др. Биофизика. Учебник для ВУЗов. Изд-во: Владос, 2000. – 287 с.

2. Рубин А.Б. Биофизика: в 2 т., учеб. для вузов. 2-е изд., испр. и доп. М.: Книжный дом «Университет», 2000. – 486 с.

3. Владимиров Ю.А., Потапенко А.Я. Физико-химические основы фотобиологических процессов: Учеб. пособие. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988. – 200с.

4. Фрайфелдер Д. Физическая биохимия. М.: Мир, 1980. – 582 с.

5. Артюхов В.Г., Ковалева Т.А., Шмелев В.П. Биофизика: Учеб. пособие. Воронеж: Изд-во Воронеж. Ун-та, 1994. – 336 с.

6. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. М.: Медицина, 1998. – 704 с.

7. Владимиров Ю.А. Физико-химические основы патологии клетки Курс лекций. 2007. – 100 с.

Лабораторная работа №5 Физико-химические методы в биологии Определение вязкости растворов

Методическая простота и доступность вискозиметрии сочетаются с высокой чувствительностью результатов измерений к конформационному состоянию молекул. Вискозиметрия позволяет определить важный конформационный показатель молекул, связанный с их размерами и формой, - характеристическую вязкость. Если, например, характеристическая вязкость молекулы имеет небольшую величину (3-3,5 см³/г), то это означает, что молекула имеет форму, близкую к сферической. В растворах, содержащих гуанидин хлорид или мочевину, а также агент, разрывающий дисульфидные связи, все белки приобретают конформацию гибкой цепной молекулы независимо от конформации в нативном состоянии. Это дает возможность по характеристической вязкости раствора белка в присутствии денатурирующих агентов определить его молекулярную массу.

Одним из наиболее часто применяемых методов определения вязкости является измерение скорости вытекания жидкости из капилляра.

В потоке, движущемся около стенки сосуда, вследствие взаимодействия молекул жидкости с неподвижной стенкой сосуда и между собой скорость течения различных слоев жидкости, параллельных стенке сосуда, неодинакова. Имеет место зависимость:

V=gy, (1.8)

где V -скорость движения жидкости в слое, отстоящем от стенки на у,

g=dV/dy - градиент скорости.

Сила трения между соседними слоями жидкости, отнесенная к единице площади, пропорциональна градиенту скорости:

f=ηg, (1.9)

где - η динамическая вязкость, индивидуальная характеристика данной жидко­сти, измеряется в Пас = 1 кг/мс.

К

инематической вязкостью (υ) называется отношение динамической вязкости к плотности среды (ρ):

υ=η/ρ

Кинематическая вязкость измеряется в м² /с=10000 стоке.

Вязкость раствора может значительно отличаться от вязкости чистого растворителя. По величине этого различия можно судить о свойствах молекул растворенного вещества. Удельная вязкость характеризует долю вязкости, обусловленную растворенным веществом, и рассчитывается по формуле:

η _уд= (1.10)

где η₀ - вязкость растворителя, а η - вязкость раствора.

Эта величина зависит от концентрации раствора. В частности, для раствора жестких не взаимодействующих частиц η _уд пропорциональна их концентрации. При исследовании больших гибких молекул межмолеку­лярным взаимодействием пренебрегать нельзя. Поэтому характеристическая вязкость имеет смысл константы при малых концентрациях.

Предельное число вязкости [η] находится экстраполяцией концентрационной зависимости к условию С0. Известно, что величина [η] определяется гидродинамическим объемом макромолекулярных клубков. Этот параметр, а следовательно, и [η] зависят от природы вещества и термодинамического качества растворителя и соответственно формы и размера молекулы.

Для случая разбавленных растворов применяется уравнение Хаггинса, позволяющее определить вискозиметрическую константу Хаггинса К_х, являющуюся мерой взаимодействия вещества с растворителем:

η _уд /С = [η ] + К_хС[η]² (1.11)

Для определения характеристической вязкости растворов широко используются капиллярные вискозиметры типа Убеллоде.

Цель работы: выявить зависимость вязкости растворов глицерина от их концентрации.

Принадлежности:

вискозиметр ВПЖ-1, секундомер, мерный цилиндр на 25 мл, резиновая груша, резиновые трубки с краниками.

Ход работы:

1.Ознакомиться по описанию с работой вискозиметра ВПЖ-1.

2. Внести в вискозиметр 20 мл дистиллированной воды и измерить время ее истечения по четырем-пяти измерениям.

3. Последовательно добавляя по 4 мл глицерина, измерить время истечения растворов при заданных концентрациях (частях) (0; 0,17; 0,28; 0,37; 0,44; 0,50) по четырем-пяти повторам на каждую.

4. По полученным данным рассчитать относительную вязкость по формуле:

η _отн =t/t ^, , где t ^, - время истечения дистиллированной воды.

Рассчитать удельную вязкость по формуле η _уд = η _отн -1

5. Построить график зависимости η _уд /С=f(C). Определить [η ].