Решение
Подставляя значения в уравнение Марка-Куна-Хаувинка [η] =КМα 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):
CNS1- > I1- > Br1- > NO31- > Cl1- > CH3COO1- > SO42-
Поскольку ионы CNS1- усиливают набухание, а ионы SO42- - 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.