lp biofizica 2,3,4,5,6
TRANSCRIPT
-
7/26/2019 Lp Biofizica 2,3,4,5,6.
1/23
A
Elemente
de
teorie
A.1
Fenomene
de
recombinare
in
semiconductori
Diodele
su't
dispo
zitive
electronice
in
care
distingem
in
aceeaqi
relea
cristalind
continu[,
2
regiuni
semiconductoare
distincte:
o
regiune
de tip
p
gi
una
de tip
n.
Difuzia
electroniior
din
regiunea
n
in
regiunea
p
9i
drfuziagoiuriior
ciin
regiunea
p
in
..giurr.u
n,
du..
la
sia'oilirea
utrei
zoiis
de saiciiiS
spa\iaid,'ie
o
paite
9i
de
alta
a
suprafelei
de
separalie
dintre
cele2
r'egiuni'
Tr-ebuie
subiiniat
faptul
cd
c,ifuzia
elecironilol
in
regiunea
de
goluri
de
recombinare.
Diferenla
de
elergie
dilt1e
starea
ipiliali
si
cea
ftnald
a
piocesului
de
recombinare,
sub
mai
multe
fbln:ie
(ex.
emisia
de fotoni).
A.2
Benzi energetice
?n
serniconductori
Banda
de
'alenld
conline
electronii
de
valenla
ai
atornilor
din
re{ea.
Banda
de
conduclie
couline
pultdtorii
mobili
de
sarcina,
fie
ei
pozitivi
sau
negativi.
Purtdtorii
negativi
sunt
leprezentali
de
electroni
cu
energie
termica
suficienta
pentru
a
efectua
o
tianzilie
din
banda
de
valenfd.
Acegti
electroni
se
pot
nriqca
iiberi
in
releaua
cristalina.
purt5torii
pozitivi
sunt
denumili
de
obicei
goluri
si
reprezintd
iocuri
in
banda
de
conduclie
unde
ar
putea
exista
electroni,
acest
lucru
nu
se
realiz
eazd.
insa
din
cauza
dopajului
cu
elemente
tlivaiente'
La
nivelul
unei
joncliuni
p-n,
datorita
difuziei
purlatorilor
de
sarcina
se
obline
o
varialie
continua
a
benziioi.
energetice
diirtr-o
regiune
in
alta.
procesele
de
recombina-r'e
ladiativa
la
'iveir-rl
joncliunii
duc
Ia
generarea
unor
fotoni
qu
lungirae
de
unda
determinata
de
difeleri{a
de
energie,
pentru
electronul
care
se
reerbr:ra-cnrfe
errcrgja
dix
pa,r:taqt-
qqadgqde
$
4qlg1e
d'n
t-(3 _g.',,,145ty.---..
,
,
-,
Fenomenul
de
generar.
u
tOt
ffi-
dispozitivur
electronic
care
emite
fotoni
pe
bYza
acestui
fenomen
pozrta
denumi'ea
de
dioca
electroluntir,escettld
sau
LED,
dupd
aclonimul
din
limba
englez|.,.cuioarea"
asociatd
radialiei
etnise
de
LED-
uri
este
determinatd
de
l61irnea
benzfi
interzise
si
a structurii
acesteia'
In
prezerfise
pot
obiine
pentru
aplicaili
obiqnuite
sau
pentru
aplicalii
speciale,
LED-ur"i
care
emit
in
domeniiie
spectrale
i'frarogu
(lungimea
de
unda
maxima
atinsa
este
de
peste
4000
'm),
lilibil
si
ultra'iolet
fluneimea
de
unda
minima
atinsa
este
de
210
nm).
Exemple
de benzi
emise
in
domeniul
vizibil
si
infi'aroqu
sunt
prezerltate
in
Fig.
01.
domcniul
infraroSu
Figura
01.
Distribufii
spectr-ale
asociate
ladiafiei
emise
de
cdtre
LED-uri
pentru
aplicalii
obiqnuite'
A.3
Diode electrolumineseente:
caracteristica curent
-
tensiune
Alimentarea
unui
LED,
intr-un
cilcuit
electric,poate
fi
fdcuta
in
doua
moCuri:
-
polarizare
riirecta"potenliai
pozitiv
(+)
apllcat
pe regiunea
p
si
potenli ai
rtegai:'
(*)
apiicat
pe
regiullea
rr
,
.:'-
poiarizare
inyersa:poien{ial
negativ
(,
)
apticat
p"
'" it'n"u
p
si
potenli
zl
pozitiv
(+) aplicatpe
'egiqnea
p
'
Pasinal
14
tiilii:t:;t:i:liil::li:i,:iil:l::r:l:llsii:ill)):Ilil:ill)l)r::li:ir:slll):l)::lslliri ilillllr:liii)i))):l::ii;l
DETERN4II{AREA
C ONS
TAI{TEI
DE
EMISIE
A LUMI}{II
A
UI{EI
BtofizicdLP
2.:
Determinarea
constantei
Plank
PLANCK
PRTI{
ANALIZA
FENOI\4EI{ULUI
*
DIOIE
ELECTROLUI\{II{ESCEI'{TE
(LEB)
couduce
1a
producerea
unor
procese
electronuiui
este eliberatb
in
tirlpr-rl
domerciul
viziltil
1000
(nm)
-
7/26/2019 Lp Biofizica 2,3,4,5,6.
2/23
Biottzicl.
LP
2.
:
Determinarea
constantei
Plank
:s'tiux:i:isl::*llllixsg:n:l:lxs:':s:*lilllllsx:a;ss:'ill*:\Yql:s::iillR:llliis:l**lli*:*:K:xl
pentru
aspecteie urmdrite
in aceasta
lucrare
de
iaboratol
este
suficient
sa
fie
discutata
polatiza'rea
directa
a
LED-ur-ilor,
cat'e
are
ca
efect
micgorarea
barielei
de
poten{ial
de Ia nivelul
joncliunii
p-n.
Pe
masura
ce
tensiunea
d.epolarizarea
dilecta
creste, se
iruegistreaz6o
cregtere
exponenliaia
a
curentului
eJectric
ce strdbate
joncliunea
p-n.
Exista
o
valoare*miniraa
tensiunii
d.e
polarizare
directa
pentru
care
LED-u1
incepe
sa
emitd
fotoni,
denumita
tensiune
de
deschidere
(Fig.02).
Figura
02. Caracteristica
curent
-
tensiune
pentru
un
LED,
lapolaizare
directa.
Caracteristica
curent
-
tensiune
este
desclisa
de
urm[toarea
ecualie
eU
|
=
lo(ekr
*
1)
(1)
unde ,Io
este
curentul
de
saturafie
la
polari
zare
inversa,
e sarcLna
electronului,
ft constanta
Boltzmanl
si
T
temper
atura
abso
luta.
i-ED-urile
ernit fotoni
alunei
e6-nd
jonefiunea
p-n
este
parcursa
de curent
electric.
iar intensitatea
de
enrisie
este
direct
proporlionala
cuintensitatea curentului
electric
ce
strdbate
joncfiunea.
De
obicei
curentul
este
1imitatprirrfo1osiieaunCrrezistcrimonta iinseriecuLED=ul. 9o?'9-.j-u3]
I
+
*D*
LED
prov
oacd
distrugerea
dispozitivului
semiconductor'
B
Lucrare
de laborator.
Aplicatii
Cbiircerea
carocteristicii
curent
-
tensiune
pemtru
un
LED,
Determinarea
constatttei
'-Dlaiick
In
aceasta lucrare
de
laborator se
propune
studiul
fenomenului
de
electroluminesceuta
in
joncliuni
p-n
si
anahza
cantitativa
a fenornenului
in
veclerea determindrii
constantei Planck.
In
prima
parte
a lucrdrii
se va
analizafenomenul
de electroluminescenla
pentru
o
serie de
LED-uri
cu emisie in
dorneniul
vizibil
si
infraroqu,
fiind
posibila
o
asociere intre
lungimea
de
unda
a
maximului
distribuliei
spectrale
emise de fiecare
LF'D
si
o
culoare
dil domepiul
vizibil.
In
a doua
parte
se
va
trasa
caracteristica
curent
-
tensiune
pentru
fiecare
LED
si
dupd identi
ftcareatensiunii
de deschidere,
se
poate detennina
constanta
Planck
plin
analiza tuturor
datelor.
8.1 Dispozitiv
experimental
Circuitul
electric
ce
tlebuie
realizatpentru
studiui
propus
este
prezentat
in
Fig.
03
si cuprinde
urmdtoarele
lenrente
debaza:
-
dioda
electroluminescenfa:
se vor
studia
pe rAnd mai
multe
LED-uri,
cu
emisie
in
domeniui
vizibil
si
-
rezistenta
de
limitare
a curentului,
cu
valoarea
de
i
00
f)
-
sursa
de
alimentare:
este
util
sa se
foloseascd
o
sursa
de
tensiune
continua,
in
domeniul
0
-
5
V,
cu
a
de
a varia continuu sau
in trepte
mici
tensiune
a
de lucru
-
aparatecie
mdsura:
pentru
monitorizarea
precisa
a
cdderlide
tensiune
pe
diocia
eiectroiuminescenla
se
va
un
voltmetru
de
precizie
in
intervalul
0
-
5
V, iar
penlm-nryn@zarql,intensital+c,lrlntulur
electlic
ce
:
r:
Pagina? l
4
-
7/26/2019 Lp Biofizica 2,3,4,5,6.
3/23
Biofizicd
LP
2.:
Determinarea
constantet
Plank
:ttrl;a
I11,::rl**:11*ffi
jg:*3ll:jj
strdbate
joncliunea
miliamperi.
se
va
folosi
un
alnpermetru
dedicat
domeniului
zeci
de
nanoamperi
-
microanrperi
-
Fioura
03.
Circuritul
electr.ic
pentru stuciiul
caracteristicii
curent
-
tensiune
pentru
un
LED
si
a
fenomenului
de
e1ectroIumiuescenla.
Deteclia
iurr'inii
emise
cle
catre
LED-uli
se
poate
face
cairtiiativ.
foiosinci
ciispozitive
deciicaLe
attaiizet
spectrale
si
a
fluxului
iuminos
(de
exemplu
monocromatoare,
ir-rxmetre)
sau
caiitatir'-
atunci
cand
un
detector
(ochiul
uman,
fbtomultipiicator,
fotodioda;
transfolma
informalia
optica
in
semnai
eiectric
si
poate
sesiza
prezentafotonilor
sau
varia{ii
de intensitate,
in
anumite
limite.
Pentru
majoritatea
detectoriior,
sensibilitatea
este
funclie
de
iungimea
cie
unda
aradialierce
este
deiectata.
De
exemplu
pentru
ochiui
uman
exista
uil
niaxiin
de
sensibilitate
pentru
fotoni
cu
lungime
de
unda
555
nm
incazul
observaliilor
diurne
si
cu lungime
de
unda
507
nm
rn
cazul
obsen'atiilor
nocturne.
IJn
caz
particular
pentru
acest
deteclia
radialiei
emise
se
poate
folosi
tip
CCD
sa-u-
CMOS)
sunt
sensibili
in
urilor
propuse
Pelltru
studiu.
studiu
il
repreziltd
LED-urile
ce
enit
i1
domeniul
infi'aroqu'
Pentru
in
acest
caz
arice
camera
video
obignuita.
Detectorii
acestor
camere
(de
domeniul
infiaro$u
apropiat,
domeniu
in
care
este
situata
emisia
LED-
Se
realizeazd
circuitul
de
alirnenlare
al
blocului
de
LED-uri,
nronlate
in
paralel.
Raltrura
fiecarui
LED
prezrnt;tun
intrerupdtor,
fiind
posibila
astfei
selectarcape
rAnd
a unui
LED
pentru
studiu'
In
serie
cu
sursa
de
tensiune
este
montata
o rezisteuta
de
limitare
a
curentului.
Dup6
cone
ctarcasursei
de
tensiune
si
a
aparatelor
de
mf,sura
pentru
monitorizarea
cider'ii
de
iensiuni
pe
LED-uri
si
a
intensitalii
curentului
ce
strdbate
joncliunea,
se
selecte
ytE
.y"rand
fiecare
LE'D
si
se
variazi
in
paqi
inici
tensiunea
de
palarrzarc
directa.
Intr-un
tabel
se
vor
nota
valoriie
intensitdtrii
curentului
electric
pentru
fiecare
valoarea
a tensiunii
de
polarizare
directa.
Pentru
studiul
propus
in
aceasta
lucrare
este
suficient
sa
aplicarn
tensiuni
de
polarizare
directa
pe
fiecare
LED
care
sa
conduci
la'ralori
ale
intensitalii
cur"entului
electric
de i'axim
1
rnA.
In
*icic
situalie
nu
se
\/a
depaqi
o
valoare
a
intensitifii
curentului
de
20
rtA,
peutru
a
se
evjta
distrugerea
LED-urilor.
Intr-un
model
aproximativ,
tensiunea
de
deschidere
(
U
r)
u
fiecdrui
LED
se
poate
aprecia
ca
fiind
tensiunea
Ia
carese
detecteze
e'risia
de
radia ie.
folosind
ca
detector
ochiul
Llnan
pentru
LED-urile
cu
etnisi"
in
domeniul
r,izibil
sau
o
camera
l,ideo
obignuita
pentru
LED-urile
cu
ernisie
in
domeniul
infialoPu
apropiat'
Intr-un
tabel
separat
se
vor
nota
valorile
lungimilor
de
unda
corespuuzitoare
maxirnului
distribuiiei
spectrale
pentru
fiecare
LED,
culo
arca
asociata
pentru
LED-urile
cu
emisie
in
dorneniul
vizibil
si
I'aloarea
tensiu'ii
de
deschidere.
Este
de
aqteptat
ca
valorile
tensiunii
de
descliidere
sa
fie
diferite
pentru
toate LED-uriie
propuse
Pentru
studiu'
Energiafotoniloremigidinjoncliunepoatefiexprimataastfel
E,
=h+
Q)
,4"
,
Aceasta
energie
este
generata
in
timpul
proceselor
de
recoirrbinare
electron-gol,
la
nivelul
joncliunii p-n'
"u
'rrii'Jrl"-'u*
o:gr"urt
ciin
exterior
a
unei'tensiuni
cre
pala:izare
diiecta.
o mica
parte
din
energia
eleetti.cl
^ot*lin*r;pi.ril;d;r;;"istentei
unei
rezistente
lnterne
la'ivelul
regiunilor
p
sau
n
si
datorita
faptului
'
Pasina3l
4
-
7/26/2019 Lp Biofizica 2,3,4,5,6.
4/23
Biofizicl
LP
2.:
Determinarea
constantei
Plank
*_****.*
xffiNTii$"l::lii51i',T*':Sl*:*]:l:::i:l::::i:;::sr:r#l:m:T*
ca
nu
absolut
toate
feniffienele
de
recombinare
sunt
radiative.
Cantitativ
aceste
procese
pot
fi
inglobate
sub
forma
unui
factor
de
pierderi
(P
)
care intervine
in
bilanlul
energetic
r?)
.
\'t
(4)
unei
drepte
U,r=.f
(Il)")
r{\
avAnd
panla
hc ,/\
o
=;
(oJ
tJtilizdnddatele
oblinute
pentru
toate
LED-uriie
disponibile
se
reprezintd
gtafic
U
o
=
f
(11
7'liu,
punctele
experimentale
si frteazd,
cu
o dreapt6.
Folosind
valoarea
pantei dreptei
(a)
se
calculeazd
valoarea
constantei
Planck
-
=
En=8,
+P
f
eU^=lt:+P
".1
Prin
rearanjarea
expresiei
de
mai
sus, oblinem
ecualia
hcl
P
| |
-
___L_
vD-
o )'
o
,a,,-;
inlocuind
valorile
constantelor
e si
c
.
Se
compari
valoarea
oblinutd
cu
(7)
mai
bund
cunoscuth
aplicate
pe
joncliune
valaarca
cea
in
plezent:
h
=
6,62606957(29).10-'o
J
's
.
Se
vor
discuta
cum
afecte
azd.
determinarile
experimentale
principalele
surse
de eroare:
-
existenta
unei
distribuJii
spectrale
emise
de
cdtre fiecare
LED
- varialiapotenlialului
de
difuzie
cu temperatura
joncliunii
-
influenta
rezistentei
interne
a voltmetrului
in
domeniul
tensiunilor
mici
-
influenta
metoclei
de
deteclie
aradi4iei
emise
de
cdtte
LED-uri.
entru
alte
metode
de
Prelucrare
a
experimentale
in
vederea
extragerii
valorii
corecte
a
tensiunii
de
.deschidere
cum
ar
fi'
rcprezentatea
semilogaritmicd
(
IogI
=
f
(U))
a
caracteristicii
curent
-
tensiune
si
anahzaregimului
de curenli
foarte
mici.
-
7/26/2019 Lp Biofizica 2,3,4,5,6.
5/23
Determinarea
coeficientului
de
tensiune
superficiali
Consideralii
teoretice
in
condilii
date de
temperaturi
qi
presiune
o
masi
de
lichid
are un
volum bine
definit
deqi
formavanazd.
dupd
cea
a
vasului
care
il
confine.
Forlele
de
coeziune
care
se
manifestd
intre
moleculele
iichidului
sunt
forle
de
tip
Van
der
Waals
gi
scad
in
valoare
odati
cu
creqterea
distanlei
dintre
molecule.
Distanla
de
la
care
forlele
de
coeziune
devin
neglijabile
(=
10
z
m) defineqte
sfera
de
acliune
molecularS.
Forlele
de atraclie
care
se
mani{esti
intre
molecule
de
naturi
diferitd
(solid-lichid,
iichid-
gaz)
se numesc
forle
de adeziune.
Forlele
de
acleziune
qi
coeziune
determin5
fenomenele
superficiale.
Efectul
forlelor
de
coeziune
se
manifesti
diferit
in
funclie
de localizarea
moleculei
fa 5 de
suprafala
de
sepatare
a
ceior
doud
faze.
Astfel pentru
o rnoleculA
aflatd
in
interiorul
lichidului
aceasta
va
fi
supusd
unor
forle
egale
uniform
distribuite
a
cdror
rezultantd
este
nu15
(Fig.1).
Dimpotrivi,
efectul
forlelor
de
coeziune
se
manifestd
puternic
in
regiunea
perifericd
a
oricirui
fluid'
Figura
1
Moleculele
aflate
in stratul
superficial
de
separare
lichid-gaz
sunt
suPuse
la
forle
de
atraclie
diferite;
aceste
forle
nu
vor
mai
fi
egale
ca
mirime,
nici
uniform
distribuite
aqa
ca
vor
da
o
rezultantd
diferiti
de
zero,
indreptati
inspre
interiorul
lichidului
qi
perpendicular
pe
suprafala
liberi
(fig.1.).
Toate
moleculele
aflate
sub
suprafala
aparentd
a
lichidului,
pAnd
la
o
adAncime
egala
cu
raza
sferei
de
acliune
moleculard
alcituiesc
stratul
superficial
sau
periferic. Acest strat
exercit;
asupra
restului
de
lichid
o
apdsare ca
9i
cum
ar
fi
o
membrani
elasticd
in
extensiune,
care
ar
inconjura
lichidul
din
toate pir{ile'
Raportatd
la
unitatea
de
suprafali
aceastd
apXsare
reprezintd
presiunea
internd
a
lichidului.
O proprietate
a
presiunii
interne
la fluide
este
dependenta
ei
de
forma
piturii
periferice,
adic5
de
forma
meniscului;
s-
a
stab,jlit
ci pentru
acelagi
fluid
gi
aceeaqi
temperatura:
pconvex
)
PPlan
)
Pconcav
Atraclia
reciproci
care
se
manifestd
intre
moleculele
stratului
periferic
are
ca
efect
apropierea
cAt
mai
mare
a
moleculelor
intre
ele,
deci
are
tendinfa
sd
micqoreze
cAt
mai
mult
suprafa{a
aparentd.
Astfel
suprafala
unui
lichid
se
comportd
ca
o
membrand
elasticd
in
extensiune,
care
cauti
si
revind
la forma
iniliatd
de
arie
cAt
mai
mici'
Forta
care
are
tendinla
-
7/26/2019 Lp Biofizica 2,3,4,5,6.
6/23
.*g::**:*;:S*m:":x;:::;ix::::i:::*l-;::":x:::l::.;.1*::j.*-::i:***ii:;1:::aai,si,i;::ii*,*:::,Rii;::..i**,i{.'*}:.,i:;i
sd micgoreze
cAt mai
mult
aria
acestei
suprafele
periferice
se
numegte
for[a
de
tensiune
superficiald. Existenla
acestei
tensiuni
c dovedegte
gi
forma
sfericS a
picdturilor mici
de
lichid,
deoarece
sfera este
corpul
care,
pentru
un volum
dat,
prezintd
o
suprafald
minimd.
Raportul
dintre
for{a
de
tensiune
superficiale,
F,
qi
lungimea
stratului
periferic, 1,
pe
care
actioneazd
aceastd
for 5
este
influenlat
de
natura
lichidului,
de
temperatura qi
compozitia
fazei
gazoase
cu
care este
?n
contact.
Mirimea:
este
specificd
lichidului
gi
se
numeqte
coeficient
de
tensiune
superficiald.
Aceasta
se
definegte
ca
fiind
energia
potenfiala
inmagazinatd
in
unitatea
de
suprafa 5
liberd
a lichidului
sau
este
numeric
egal cu lucrul
mecanic
necesar
pentru
a
miri
suprafala membranei
periferice
cu
unitatea,
deci:
Tensiunea
superficialS
explicd
multe
fenomene
caracteristice
stdrii
lichide
ca:
formarea
piciturilor la
scurgerea
lichidelor
printr-o
deschidere
mic5,
formarea
spumei, adeziunea
lichidelor,
capilaritatea
etc. Pentru
mdsurarea
tensiunii
superficiale a
lichidelor
se
folosesc
metode
statice
qi
dinamice,
dup5
cum
suprafala
aparenti
este imobila
sau in
migcare.
Metoda
experimentali
(Metoda
picdturilor)
(1)
r f nr-l
f
|
1\
|
'--
rl I
ILMI
^
z
Ii/.1
ASlr;l
(2)
capilare
Fig.2
F:Znr
o
Daci
Vr este
volumul
unei
picituri,
atunci
greutatea ei
este:
G:
*g:
Vt
eB
Echilibrul
celor
doua
forle
permite
calcularea
lui
o :
Daci
un
lichid
curge
dintr-un
tub
cu
orificiul
strAmt,
nu
se
produce
o
curgere
continuS,
ci intermitentd,
prin
picdfuri. Numirul
de
picaturi
in
care
se
fraclioneazd
un volum
dat de lichid
depinde
de tensiunea
superficial5
a
acestuia.
Picdtura
care
se formeazd
la
capitul
capilarului
se
desprinde
numai
atunci
cAnd greutatea
ei
(G)
devine
egalS
cu
forta
de tensiune
superficialS
(F).
Daci R
este
raza
orificiului
de
curgere,
iar
2nR
conturul lui,
atunci,
linAnd
cont
de
coeficienful
de
tensiune
superficiala,
o, forla de tensiune
superficialS
pe
intregul
contur
va
fi:
(r,
(4)
-
7/26/2019 Lp Biofizica 2,3,4,5,6.
7/23
l
''.
lii:]ii]::1.::i:l::)l:]j::::::::]j::]i;]]|ji::]:j]:.:i:::::]lli::lii:"::j,'i:]:}:ll]:]i]::::::::::::.:l:]il
V,
ps
(f
:v
2tr
R
Fie
n numirul
de
picdturi
in
care
se
fraclioneaz6.
volumul
V al lichidului
intre doui
rePere/
atunci
volumul
unei
picituri
Vr
este
dat
de
raportul
:
tr v
vps
V,:i)iar
o=;;;;
(6)
Folosirea
unei
metode
relative permite
eliminarea
misuritorilor
de
volum
qi tazd.
DeterminAnd
numdrul
de picaturi
pentru
un
lichid
cu valoarea
coeficientului
de
tensiune
superficiald
oo
cunoscut,
aflat
intr-un
volum
egal
de
lichid
cu
cel
studiat,
obtinem:
vpo
g
t_)
,,
-
2n Rn,
FdcAnd
raportul
relaliilor
(5)
qi (7)
oblinem
:
o
_Pno
oo
Pon
i.i.
:i
/q\
(7)
(8)
formula
cu
Q:
care
putem
determina
tensiunea
superficiala
o
a lichidului
de
studiat
cu
densitate
Phn
o:oo-
Pon
(e)
Dispozitivul
experimental
Dispozitivul
experimental
constd
dintr-un
stalagmometru
fixat
pe
un
stativ
(conform
figurii
2).
Volumul
V
este
delimitat
de doud
rePere
ale
stalagmometrului.
Modul
de
lucru
1.
Se
toarnd
api
distilatl
in
stalagmometrului
pAnd
deasuPra
rePerului
superior.
2.
Se
numira
piciturile
de
apX
(no) cuprinse
intre
cele
doua
repere,
tar
rezultah-rl
se
trece
in
Tabelul
1.
3.
in
mod
analog
se
procedeazd
cu
lichidele
de studiat
4. Pentru
fiecare
lichid
se
fac doui
-
trei
determinAri'
Prelucrarea
datelor
experimentale
CunoscAnd
densitatea
soluliilor,
cu
tensiune
superficial5.
Pentru
fiecare
solulie
tensiune
superficiall,
o.
Coeficientului
de
functie
de
concentralie,
c
a
soluliilor,
o
aiutorul
relatiei
(9)
se
calculeazd
coeficienlii
de
se
determind
valoarea
medie
a
coeficientului
de
tensiune superficial5,
o
se rcprezintl' grafic
in
:
f(c).
Pe
grafic
se
marcheazl'
pentru
fiecare
-
7/26/2019 Lp Biofizica 2,3,4,5,6.
8/23
mXsurdtoare
aldturi
de valorile experimentale
qi
barele
de
eroare.
Din
graficul
de
etalonare
oblinut
se pot
determina
concentralii
necunoscute
ale
solu{iilor
studiate.
Se
cunosc
constantele:
po
=
1000
Kg/m3,
parcoor
=
800
Kg/m3;
pserriziotogic
=
1000 Kg/m3;
oo=73
'
10
-3
N/m
1
mL:
1
*
10-6
m3
Tabel de date experimentale:
Coeficient
tensensiune superficiala:
Apa:72.8
Ser
fiziolo gic: 64-65
Etanol:22,0
Nr.
Crt.
Lichidul
v
(m') N
p(kg/m3)
o'(N/m)
1
Apd
z
Alcool etilic
Ser
fiziologic
-
7/26/2019 Lp Biofizica 2,3,4,5,6.
9/23
{x
rl
7
N::::\ti:.::ri:::i:::\:lxl:::iilili\i:)ilf::Hii:i::lil:::illl:l'::'lH:H:::::ii::Sf::::::i:Ytii:i:::::::::::):::li:l*\::S::I::::::T:ii:l::liiH::
DETERMINAREA
CONCENTRATIEI
UNOR
SOLUTII
PRIN
ANALIZA
SPECTROFOTOMETRICA
Introducere
Spectroscopia
a
jucat
gi
joaci un
rol
crucial
in
inlelegerea
gi
elucidarea
problemelor
de
structurd
gi
dinamicd
moleculard.
De-a lungul
anilor
a fost
dezvoltat
un
numdr
impresionant
de
tehnici
spectroscopice,
cum
sunt spectroscopia
in
UV-vizibil,
in
IR,
in
microunde,
spectroscopia
Raman,
spectroscopia
de
fotoelectroni,
rezonanla
electronicd
de spin
(RES),
rezonanla
magneticd
nucleard
(RMN)
g.a.
Analiza
spectroscopici
a
avut
un
rol esenlial
in dezvoltarea
mecanicii
cuantice,
fiind
qi
?n
momentul
de
fa(5
una
dintre
cele
mai utile
metode
pentru
studiul
structurii
moleculelor
9i
al
legiturilor
chimice.
Diagrama
nivelurilor
energetice
pentru
o
moleculi
este
mai complicatd
decAt
cea
corespunzdtoare
atomilor,
datoritd
capacitilii
moleculei,
gi
mai
precis
a
structurii
sale
constituite
din
nuclee,
de
a
se
roti
gi
oscila
fald
de centrul
de
masd
al
sistemului.
Aceste migcdri
ale
nucleelor
se
adaugd
migcirii
electronilor pentru
a
calcula energia
totald
a
moleculei.
Aceasta
poate
fi
reprezentatd,
intr-o primd
aproximafie,
prin
trei seturi
de niveluri
energetice:
niveluri
electronice,
niveluri
de
oscilalie
gi niveluri
de
rotalie.
Datoritd
diferenlelor
intre
energii, spectrele
care rezultd
in
urma
tranziliilor
intre
aceste
niveluri se
vor
situa
in trei
regiuni
spectrale
diferite.
in
funclie
de
energia
disponibili
pentru
excitarea
moleculei
se
vor obgine,
in
ordinea
crescdtoare
a energiei
implicate:
a)
spectre de
rota{ie
purd
- energiile
implicate
sunt
de
ordinul
10
a-10 3eV
(ordinul de
mdrime
al
energiei
de
agita{ie
termic6),
iar
in
urma
tranziliilor
intre
niveluri de
rotalie
se
pot
obline
spectre
cu aspect
de
linii
foarte
apropiate
intre
ele, situate
in
domeniul
IR
indepdrtat
-
microunde;
b) spectre
de
oscila[ie-rota{ie
-
tranziliile
intre niveluri
cu energii
de
ordinul
10
2-10ieV
conduc
la
obginerea
unor
spectre
de
bandi,
situate
in
domeniul
infrarogu
(IR);
c) spectre
electronice
-
tranziliile intre nivelurile
electronice,
cu
energii
de
ordinul
a cAqiva
eV, conduc
la oblinerea
unor
spectre
de
bandd,
situate
in
domeniul
UV-VIS.
Spectroscopia
in
UV-vizibil
studiazi
spectrele
electronice
ale
moleculelor.
Considerente
teoretice
Fenomenul
de absorblie
are
loc
atunci
cAnd,
la
propagarea
unei
unde
electromagnetice
optice
prin
substanfd,
o
parte
din
energia
radiantd
a
undei
se
transformd
in
energie
interni
a
substanlei.
Daci
un
fascicul
de
raze
paralele,
de
radialii
optice
ce se
ProPagA
pe
direclia
X,
traverse
azd
un
mediu
omogen,
fluxul1ui
se
atenueazd
colform
legii
Lambert-Beer:
p(1,
x)
-
rp(A,O)
s-".rhi;
(1
)
u.d"
Q(''0)
r"pr"rintd
fluxul energetic
la
nivelul
x
=
0
,
Q(v
'x)
fluxul
energetic
la
pozi ,ax
misuratd
fald
de
reperul
x
=
0
iar e
,,(A) se
numeqte
coeficient
spectral
naturnl
de
extinclie.
Coeficientul
e"(A) depinde
de
lungimea
de undh
A
gi
este o
mdrime
proprie
unui
material
dat
(constantd
de
material).
Aga
cum
se
vede
din
legea
(1),
fenomenul
de
absorblie
decurge
dupd
o
lege
exponenliali
iar
distanla
xo
pe
care
fluxul
energetic
se
atenueazi
de e ori
satisface
relafia:
s'(ffi
C'xuL[f
Q)
Definitie:
coeficientul
natural
de absorb[ie
lininrd
internd
e"(A)
este
numeric
egal
cu
inversul
distanlei
pe
care
radialia
igi
atenueazd
fluxul
de
e
ori.
Totalitatea
valorilor
coeficienlilor
de
absorblie
corespunzdtoare
se
numeqte
spectru
de absorblle.
Pentru
substanle
pot
fi utilizate
urm[toarele
mirimi:
-
Coeficientul
natural
de absotblie
liniarn
internd
s"(
)
asociate
lungimilor
de
undd
A
exprimarea
spectrului
de absorblie
al
unei
,,ti.)c=+,ffi
(3)
-
7/26/2019 Lp Biofizica 2,3,4,5,6.
10/23
- Factor
spectral de
trnnsmisie
internd
-
Extinclia
(nbsorbnnla)
spectrald
naturald
.l
EQ",x)=los;;
\
=41)cx
(5)
I
\L'1x)
7Q',xFffi
(4)
Legea
absorbliei
exprimati
prin
relalia
(1)
este o
lege
universali
aplicabili
mediilor
materiale
indiferent
de
starea
de agregare
(solid,
lichid
sau
gaz)
gi
indiferent
de
domeniul
spectral al
radialiilor
electromagnetice
(ultraviolet,
vizibll, infraroqu, microunde,
etc).
Factor
spectral
de
transmisie
interni T(A,x)
descris
de relalia
(a)
ia
valori
numerice
in
domeniul
(0+1]
sau daci este
exprimat
in
procente
in
domeniul
(0%+100%1.
Valoarea
extinc[iei
spectrnle
zecimald E(,i,,x)
descrisd
de relalia
(5)
derivd
din
valoarea
T(A,x)
qi
in
mod
curent
ia
valori
numerice
in
domeniul
[0+3).
Spre
exemplu,
daci
E(A,x)
=
0,
materialul de
analizat
de
grosime
x
este
perfect
transparent
iar dacd
E(A,x)
=
3,
materialul absoarbe aproape
in
totalitate energia
radialiilor
electromagnetice.
in
formularea legii
absorbgiei
pentru lichide
se
folosegte
extinclia
(absorbanla)
spectrald
zecimald:
.l
E(f.x)=
loe
-1
,
=
s(1)C
x
(6)
-
r$'xl
mdrime
ce
depinde liniar
de
valoarea concentratiei
C.
in
funclie de
natura
substanlei
qi
a
solventului, de concentralia
substanlei,
de
temperaturi
gi
de
alli
factori,
legea absorbliei
poate
fi riguros
valabili
sau
pot
exista
anumite
abateri de
la lege.
Nerespectarea
legii
Lambert-Beer
se
poate
datora
fie interacliunii moleculelor
substanlei
solvite
intre
ele
(formarea
complecqilor),
fie
modificirii
pH-ului
soluliei
care
duce
la
modificarea
culorii
in timpul
misurdtorilor.
Pentru
soluliile
care respectd
legea Lambert-Beer,
dupd cum rezultd din formula
(6),
extinclia
E(A,x)
este
proportionald cu concentralia
C a
substanlei
din
solulie
astfel incAt
dependenla dintre
extinclie
gi
concentralie
se
exprimd
printr-o
dreaptd care
trece
prin
originea sistemului
de coordonate.
Conform relaliei
(6),
pentru un strat sublire
de
grosime
x
dati, panta acestei
drepte
este
direct
proporlionali cu
coeficientul spectral zecimal
de extinclie el)).
Aparatele
spectrale
ce
pot
determina
spectrul
de
absorblie
al unei
substanle
(solide sau
lichide)
se
numesc
spectrofotometre. Aceste
aparate
permit
misurarea ambelor
mdrimi, atAt
valoarea
f
(1,x)
cet
qi
E(7,x)
funclie de frecventa
(lungimea
de
undd) caracteristici radialiilor
optice.
in
spectrul
de
absorblie
al
oricdrei
substanle
apar maxime
gi
minime de
absorblie
la
anumite
valori
ale
lungimii
de
undd
2
.
Fi".ur"
bandd
de absorblie este
caracterizati de lungimea de undi
)
'"rnax
66lg5punzitoare
maximului
benzii
de absorblie.
Dispozitivul
experimental
qi
modul
de
lucru
Dispozitivul
utilizat
pentru inregistrarea spectrelor de absorblie
este un spectrofotometru UV-
VIS
1100 RS,
reprezentat
schematic in
Figura
1.
lN
Figura
1. Reprezentare
schematicd
a spectrofotometrului
UV-VIS:
1
-
sursi
de
radiafii; 2
-
monocromator;
3
-
cuvi
cu
substantd;
4
-
detector de
radiatie;
5
- sistem
de
inregistrare
-
7/26/2019 Lp Biofizica 2,3,4,5,6.
11/23
;:"rrl..
r'"-l
r
i
..'.,
I'r,....:;;l';.
S-au
utilizat solulii
de coloranli
alimentan
(coomassie
brilliant
blue,
caroten, carmin)
de
diferite
concentrafii,
intre
2,5"/"
gi
70"/", pentru
care s-au trasat spectrele
de absorbqie
pentru
domeniul
330-760
nm,
avAnd
ca referinld
apa
distilati.
Spectrele de
absorblie ale
soluliilor
de coloranli
sunt prezentate
in
Figura
2. Se
observ[
cd
substanlele
au
benzi
de
absorblie, centrate
la
lungimile
de
undd
Acoo-assi"
ur""
=
410 flfrl, Aca.ot".
:
497 nrn,
A.ur-i.
=
515
nm.
400
450 500
550 600
650
lungime
de unda
(nm)
-
cOOmaSSle
DlUe
0.0
0.8
=
oU
o
E
(o
H
o.a
o.2
'1.0
0.8
.:
q
o'-
c
3va
o.2
0.8
..:
$
f
oU
o
E
(g
go.4
0.2
400
450
500 550
600
650
lungime
de unda
(nm)
750
350 400
450
500 550
600
650
lungime
de unda
(nm)
700
350
1.0
-
-
-
carmtn
-*"trl\""1^r'
0Ho
r
H0,
r'r_/..rl.roH
1' I
r.
I
't^Jl)L-.ol'
"r
i
Hn'\u\,/-\r''\,'\,
-
.
ttv
I
l
l
I
t
HO"'t
,',OHOH
O
O
i r"
I
*'r
oH
I
I
1
t
I
1
t
350
400
450
500
550
600
650
700
750
0.8
.)
o
f
o
U'b
E
-o
Y
V.T
o.2
0.o
lungime
de
unda
(nm)
Figura
2.
Spectrele
de
absorblie
in
vizibil
al
coloranlilor
in solulii
10%
tn
aceasti
lucrare
de
laborator
se
va
verifica
valabilitatea
legii
Lambert-Beer
(6)
pentru
unele
solulii
de
coloranli
gi
se
vor
determina
concentraliile
unor
coloranli
din
solulii
avAnd
ca solvent
apa
distilati.
Din solulia
stoc
a
substanlei
de
studiat,
existentd
in laborator,
se
Prepa#t
4-5 soldtii
etalon,
de
concentralii
cunoscute
dupd
indicaliile
conducdtorului
lucririi.
-
7/26/2019 Lp Biofizica 2,3,4,5,6.
12/23
l.ii*.$ini.lilL}..}':j]u,*',it':\:iiil1tr.lo'4.11gi {{}Ft;{";l{*"ttli:l.til|ill
Se
folosesc
doud cuve
/
eprubete
identice
transparente, una
din
cuve
este umplutd cu api
distilatd
iar
cealalti,
succesiv
cu
cele 4-5 solulii
de
studiat.
Se
introduc
cuvele
in
spectrofotometru
qi
pentru
fiecare
solutie, funclie
de
lungimea
de
undd,
se
mdsoar5 E(A,
x)
-
extinclia
(absorbanla)
spectrald
zecimald. Se
reprezintd
grafic
spectrele
de
absorblie corespunzdtoare
soluliilor analizate conform
relaliei
(6).
Datele
experimentale
se
trec
intr-o tabelS de forma:
Se
analizeazd
forma
acestor
doud
grafice
urmdrindu-se
pozilia benzilor
de absorblie notAndu-
)
se
astfel valorile
/tmax
pentru care
E
-
extinclia
(absorbanla)
spectrald zecimsld
ia valori maxime. Pentru
)
11n
4""
dat,
se
reprezinti
grafic
*6ra*,x):/(fl
""ae
x
este dimensiunea cuvelor
iar C este
concentralia
soluliilor
analizate.
Conform
relaliei
(6),
aceastd dependenld
trebuie sd
fie
liniard
iar
din
panta
dreptei
se determir"rS
s(2''*
|
-
coeficientul
spectral
zecimal
de
extinc[ie caracteristic
substanlei
de
studiat
1u
uulour*u
2,n,^.
Graficul
=#.................-{2**,x)=
f
(C\
poate
fi
folosit ca
gi
etalon.
Pentru
solulia
de
concentrafie
necunoscutd
se determind valorile
Er(l,u*,x)
$i
folosind
graficul
de etalonare,
se
determind
Cr.
in
tabelul
de mai
jos
vor
fi
treculi coeficienlii
de
extinclie
zecirnal|,
pentru benzile
de absorblie
ale
coloranlilor
alimentari:
coomassie
brilliant
blue
(albastru),
caroten
(galben/orange)
gi
carmin
(rogu).
t^
(--')
C
?
(%)
A.oo-rs'ie
ulue
:
410
nm
Acaroten
=
497
nm
A.u.-i.:515 nm
CunoscAnd
coeficientul
de
extinctie,
poate
fi
determinatd concentralia
unei
solulii
necunoscute,
indiferent
de
valoarea
concentraliei
acesteia. in
cazul
soluliilor mai
concentrate
de
107o,
pentru
care aparatul iese
din limitele
de
inregistrare,
se
pot
prepara
solulii diluate
cu
un
factor
cunoscut, astfel
?ncAt
concentratia
sd
ajungd in
limitele unor
valori direct
misurabile, adicd
1
-
10%.
Acestea
se
pot
prepara de
exemplu diluAnd intAi
cu
un
factor
112, apoi
U4, U16
etc. Se determinX
concentratia
soluliei nou
oblinute,
fiind
cunoscut
coeficientul de
extinclie, dupd
care
se
calculeazd.
concentratia
soluliei iniliale prin
inmultire
cu
factorul
de
dilufie.
Metoda
poate
fi
extinsd
pentru
orice
substanle care
au spectru de
absorblie in
domeniul
vizibil
gi
pentru
orice
valoare
a
concentraliei.
Nr.
Crt.
2
(nm)
Concentralie
(%)
)\
5
7\
i0
E
E E
E
Coomassie
brilliant
blue
470
Caroten
497
Carmin
515
-
7/26/2019 Lp Biofizica 2,3,4,5,6.
13/23
,,
/;
2l
t.\
.Lr
Fliqrtieic*
I
r
"'-
_*_
t
:r:arrrarli::l:.:l:r:l::i:l::iiil1-':::l:11_'i::::u**:1:::T1m]:x::s9sffiYffitrry
l:.
4.:
$..r,':ie
sm{.liar*1,.r
{*$x:i{:iq*t$lrii
**
p*l'ln*i\i}inii;iis
}:silt{tl
$
}x"is$ Ll{iI3\d
a;:tifiriiI];\
Determinai:ea
coeficientul'.rj
de permeabilitate
pentru
o
membran5
artificial5
Introducer*
Un
sistem
complex
format
dintr-un
solvent
in care
se
gesesc
dizolvate
specii
chimice
icrrice,
molecuie
qi
macrorrrolecule,
agregate
moieculare
9i
particule,
poate
fi
separat
ir., c*mpor"lente
prrin
procese
men.bra.nare.
Datoriti
gamei
largi
de utilizdri
a
acestora
se
r-.rrrcl*nti,:zii
cinci
procese
membranare
importante
(microfiltrarea,
ultrafiltr.:re;r,
osiri{rz.r
inlei'si-
cliaiiza
qi
eiectrodtahza)
care
acoper5
intregul
domeniu
de
mdrimi
r1e
particL.rie clr
sep:rral,
egalAnci
in versatiiitate
sedimentarea
in
cAmp
centrifugal'
proceselc
nicnibranare
permii
qi
separaiea
unor
specii
chimice
dizolrrate,
deci
fraclionarea
unor
sis1r,me
orxogeiie,
aseiir^SnAnclu-se
din
acest
punct
de
vedere
cu extraclia,
distilarea
sau
schir:rbu.i
ionic.
lvir:mbrana
este
g
peiiiul5
c1e
grosime
neglijabili
fali
de
aria suprafelei,
care
desparir
rjoua
nre'di:
ar.ind
caractt:i:isiici
fizico-chimice
diferite.
itt
functie
de
particuir,ilii6tiIc
di
illzit'i e:
i:ii:
-
itirltltbr,lile
Fili"t-rlc;il,ijl*.l'
peri-tii.l,c
tijl:fere;i
luturor
componenlilor;
-
rclectii'Lrermeabile
-
perniite
nu*iai
tlt-'cerea
anumitor
componenli;
-
:lenliperirir:al--,ile
*
lrei'i:rii-e
dIar
trecerea
solventului;
-
reripi"oc
prrnrc..rl;iie
'.
l,reri]t;te
trecerea
soivitului
intr-un
singur
sens.
h,{ernbranele
polirr':eiicc sau
anr\rgdnice,
sintetice
sau
naturale
au
ca principald
caracteirsttcJ
struchirit.
T-,:r'lnerrul
"stt'ttc{ttrd"
se
referi
in
cazul
acesta
la
textura
(morfoii:cial
nr*i:ll-',i"arrelcl,
c;rc,-lir
acrst
cunci
ile
-"edere
poate
fi: simetrica,
asimetricd
sau
conlprnziia.
Iv1embraneie
ornogene
se
obiin
riin
nlatenale
care
nu
permit
formarea
cie
structun
asimetricer
sa1-l
compozite
si
sr-ini
ciestrnate
Luror
aplicalii
care
utilizeazd
morfologii
memblanale
anizotrope
sau
car:e
nL1
necesild
rialori
mari
ale
fluxurilor
de
produs'
Strurtura
rnenibraqali
influen[eazi
criteriile
de
selectare
a
materialelor
membranar.c,
constiii-rinC
tact6rui
i-'seiitiai
in
mecanisrnele
de separare
9i
transport'
Astfel
intAlninr
nrentbrn*e
f
ot'{}fise,
nretedale
cclxe
conlin
goluri
de
dimensiuni
mult
mai
mari
decAt
,lime'sii:niie
r:roiecuiare,
iar
cunfc,r;n
clasificirilor
internalionaie
acestea
pot
fi
membran
e
fi1rLc:'OpA1'AfiSet
r1lezopOl',a&se
9i
nticraporoase.
Mdrimea
pcriior
acestor
mem-b:-ane
este:
nrai
mare
de
5c
nm;
cuprinsx
?ntre
50
9i
2 nm;
resPectiv
mai
mica
de
2
nm'
Procesul
de
transport
a"l
speciiior
chimice
prin
acest
tip
de
membrane,
avAnd
ca
forli
motrici
gr:aclieptui
cie
presrunei
cor"i.jentralie
sau
potenlial
electric,
are
loc
prin
sistemul
de
pori
pritrtr-un
mecanlsm
de
cul"gere
capilali'
h$cn'iltrmtele
tt{::Yai'oase
rlr-l
1rt-'sei'l5
prcri
eleiectabili
microscopic'
acestea
fiind
asimilate,
ciir,
punct
de
vectrere
sllttcturai,
cu
un
solvent
imobil
pentru
moleculele
supuse
transportgiu-i.
ilrocesul
de
transport
prrin
membrauele
Ce acest
tip
se
e{ectueazd
printr-un
mecanism
cie
solubili::ar:e-difuzie,
speciiie
chiirrice
se
dizolvd
9i
difuzeazd
in
interiorul
membranei
sub
acliunea
gradientuiui
de concentralie
qi
I
sa:J
de
presiune'
IJn
factor
-
7/26/2019 Lp Biofizica 2,3,4,5,6.
14/23
$iq-l't.i:si{:ax.i:.',{..:L}r':t*r:trris*l.'*xtttficillrttr"ilrti
-
7/26/2019 Lp Biofizica 2,3,4,5,6.
15/23
$:}i+$i;ri{si-i}s.lI}*tet.siin*vs;.l.t.:u..:t:|ici*::itrlrei$*pe;l'*.*t..,;t.lrilitsi:gp{:ltts$q]utilnthuut;\;ttificiltIl\
{:y:'rr.r:ffi
:R:r:riTT:i::.ffiisr:iNrllssr:l*x:::i:iii:::::j:g:l]:l*s**:ffi
{:l
1
{-'nrnparfirn*nfrrl
3
t-'nmuartirnenful I
r:l,
*X
ts
t
nnn*
*s
FdF**rfi
*o*uJ**'*
*
s
+
*
t+
f
+
.&
*ss
t+
+
**
o
or
**
E
**o
*
*
rP
t
+
*
fp
t
ill
Figura
1.
Schema
de principiu
a procesului
de difuzie
libera
i{elalia
ce
ne permite
calcularea
coeficientului
de permeabilitate
al membranei
pentru
o
anumiii
solulie
este:
^duidffi*
(i)
Upde
AC
reprezintd
ciiferenla
de
concentralie
dintre
cele
dou5
compartimente
la
momentul
t,
AC.
reprezinti
diferenla
de
concentralie
la momentul
t:0,
P
-
coeficientul
de
perrneabiiitate
al
mernbranei,
S
-
suprafala
totald
a porilor,
V
-
volumul
unui
compartiment.
Daci
logariirr'im
expresia
de
mai
sus
(1)
oblinern:
,
^C
zPS
iil.--.-
=
---'----.1
Aco
v
()\
nrocesului
de
difuzie.
f
Dispozitive
gi
aparate
necesare:
-spectlofotometru;
-solu[ii
Ce
colorant
de
concentralii
cunoscute
pentru
etalonare;
-vas
bicomPartimentat;
-suorafata
cfe
comunicare
circuiara
cu
taza
de
i2.5
mm;
-membrani
artificiale
(
tip
grila,
-9
pori/mmZ);
'
'r::".-..--
^
-..
-suprafali
med-ie
por
de
-cronometru;
?pq
I
Mi.rllnea
o'--''
='
se
trunte;te
constanta
de
timp
a
VT
-solutie
colorant
(carmoizino.,
Acarmoizina:
516
nm)'
-
7/26/2019 Lp Biofizica 2,3,4,5,6.
16/23
fliqrf"isite X-,F
{.: {"}u{*r:sin*.rr;l c*r,i:itiqstlili-ri
{Js
$u:$r"c' *;t}:ilitei*.sr:rrtrtt
*
ru,*rvlbr;r*"i *r:tl$tici;riai
Mod de lucru
1.
se
masoari,
cu ajutorul
spectrofotometrului,
absorbanla pentru soluliile de
concentratie cunoscuti;
2.
se
traseazi
graficul
de
etalonare C=f(E),
(C-concentrafia
solutiei,
E-
absorbanfa)
3.
se pune intr-unul
din
compartimente o
solufie
de colorant,
iar
in
celilalt
compartiment
ap i
distilati;
4.
se
urmiregte
la
intervale
de
3
compartimente;
5.
se determini
din
graficul de
absorbantelor
citite;
min
absorbanla
soluliilor
din
cele
doui
etalonare concentrafiile corespunzatoare
A11
6.
se
traseazi graficul
lg.#=
.{(ti,
qi
din
panta dreptei
se calculeazi
constanta de
ACo
timp
a
procesului
de difuzie'l,h=i5o.,
a-panta dreptei.
7.
cunoscAnd volumul qi
suprafala
totali
a porilor
se
poate
determina
coeficientul
de
permeabilitate
al
membranei,
P.
Anexa:
-
U
{
CU
c
$
-o
o
a
-o
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
350
400 450 500
550 600 650
700
750
lungime
de
unda
(nm)
Spectrul
de absorbiie
in
domeniul
oizibil
aI colorantului carmaizina
(A^o,=
5L6
nm).
\//
\//
SO3Na
w
f\tffnnlTlnt
vqtrttvt4tllg
-
7/26/2019 Lp Biofizica 2,3,4,5,6.
17/23
ll-j
ti'
i1
'it
li
-
ts
3'
:
q
E
:-.
,r
,'*
ts
E
n
a
i
I
-
A-)
H-C
-it-,
_-,-
:.. 1
i,4
>
=in
--=
,"2..
:,
1:
1
7.
*
+..,:-
t:::
477
'LCE
":::'
L..:
=a
::t.
it:-"
i[
glilArlcfl;E
*
i
=ri
i?;l
l?t
i
i+=
7zt?t?tE*
l:
;l;;:
f
???u:i
i "t
3
=:=iiiTrii;i
;3
";EliiiiZi?i;
1:7
I
'li=1:=t11
i: :
=iirltiz>=;+:
7{ t
ii+iiiaaia1
I
iirsiijii?1
iV=
:
I
i
i;:
i
i=7:,
=
3i
i
l:
3:
;:-.
=t
li=
iig=i;lii1:
I
iil'1
j:)i
71+
'=izii';:ii1i
i
Il:
2
??=a=
1l= %.+;i-==:.-ly.
-
r:,^I
i
:.==2,
lz:
irli1zi =ii
;
llr
i
?=i':,
1=i
:i:.;
+i iii=
il
i
ii
i
,l
,,
,,
ii:
7Z::=i=--=zitz-:
ii
-:==:
?1r
z:ii
iitiiiT
;
i
1'-;t
a|i
=21=?i 7i1+
t
-_
-.:1,,
*ia
?'Iiiil;i'Z=z
gl
?t'ai=
iiii
:):
:
-'*
io
::
::
d
-:,
l.
,l
.
:'
'1
:-
l:
::
._,
'i
.i:'.
.-
a
:
:-r_l
a-| ;::'
1-:l::-
:.i
:--
j
l-
4
:
:"
:-
..
:
:l:
t:
(J
:.
F
J
H
A"+t
r
I
1,
TO
e+:
AN:
--=.i
9
F.-^:
tE-
;-o
t
c
a
:ti
+
ft
-
a
a
a
E
3L
D
"c
c
o
i
i-r:
,il'
,..
rc
;",::
:tO
.f
xri
"]
7:.
'.;.'.
;
r-l
l-
:;
tn
"
;,'
*r
i'
"'
;:n:.
13nf
.:
si: t
'1
::
/:
-.
:..
*\:
i.:
{\
iJ
.i
:ia
a
:.
:"
i]
:
l'-
4
t
:=i1{#111:2r1111i1{1t=:ii'i
iii'i,i
i;ri
$
ilii
i;{ry:
'+iii
i
r?l1a?i?1,eltztii1tiTitll1+
g$liggialal[+fE:TiEr$E;$
gilirilaifF$[ElIiiirilif$
-
7/26/2019 Lp Biofizica 2,3,4,5,6.
18/23
R}
x'N
$'
t;
xfil
*t
a:i
L-"
ej.
i
.r
5;-
rf
F'
:-$
;.
il.
;i,
*
[^r
:r'
f;
l:$
fn
il
;;
*:.
ir
?;l
i:". ia
r.li
;i
i
gs
'9f
{*
**.
K;
5
0{Fau:Ea;p31$
$s1e;n 1r+qi+il1iE
g3
*^$ilE?E
fri
+ESiiiu
; +lai:
+i;
sl;i3+;r;
:$Fiir i
il
FEr'"frr1
iiE
liii;
;laii
$i;;
i
iIlE
*ig+t
;Xil;+il
i liii'z
i
+;ii
;;;i
ir
td $i
iir
e
+?
H ;
s
i?iIFii+[iii5iiiiE
*
-i3;ia
iri::*";-tz;
;i;i+ii
f
:lf
ilga4i
=*=it
*=liii:g;i
D
siii:;i*1E*s;aiaF
;
;irFIlf,i;$ftittg$;:3i;
"
iis+*3iii*$:5s$Ei
$
l3reffiiiiif
;ii;?itiiii
:
rr=3;
*,i
rireF+tii
i
f
iiF;Eii+
j11:r?|,$i
:li*
e
=z
i;+EZ=$ii;i:ig_
i
ii;i
iiii:ilarii*iiiEi
$
ei
:itiiEiitriEil
F
rr?* r;i;;iei;; iti:til i
ir+*lii+?iii+illii+qlii+i?iiii3llilii
i;
i'rl+=*ii+i;i;*
ii+i
i*i=iiirEi;iii=:1
I
72
+z4r=r=;iiiiiii
qlag
;?';
=*;=;ii
fl;t 11_
I
i
gr;tt
FE il;t+:ta;iaiir tiii ifE
+ii?+ri+i;
iE
D
o
A
:
t
Oa
_-
a
;::
FSie
i; iF;
i"*,
Ci:-,
:.9
:^=
l:.i
E:i* ;i+*t; iir'
ila+rF;;
+;;li
lli+itil
ri
tii
* :iqi:di
a- iill
3
5:
;Eg;E
li
iii
I
1=;*s;;5
;r,,1
'
qlqgq l$
ii
ilr:
fa;+;
sr
i11rii
6',r,9=
*? :^ ;'"::
f
1$+;
;i
ir iti=
=sF1i
f;
;;
;iri
iiili
=l
F+ ril
I d-o
X
-
=
=.
:
a
ii
a
gi3 E
r
$iil.i
+iiig
i;
r;
iiit
=.?i;
iH
ii
lili
:E-*E i; rf
l1*t
-
ni
iJ
'UTJFiECCegFN
o o
-"F
F
o
=
-
=i
R:':-6=2ftft
++D
o
i
I ii ]
=
::
"_
a
'
I
:
-=
=_='
:
J'
=
F i
',
u
-,T
' 4
- -
^
=
r[1ie-il3n
E6; ftr,9*3
aiD"l,X3T''r
:6-ct
-'=
i
q'-
P
i
.p
F i +
=
=-:.
-+
=
6
*
''
1.-a
6
',
19+1"'{ia1
T;3=*='a"IF
i-:3*-
J)=
*
1e ;
=
7
5
i
r:
P'31=ri+idd
-T
roi^;i:_=dar-
d'ic{;'-:-l,
:-
ooga:_
*d
j
q
o-== a.: A'-:
G T,
=.
=..'
a
J.-
=^
ed,)-==;
===
i
;.s;i?'= ?:i
;
;e;i
";itd d
-_'=ii
c
=.tr;
-
E
9
T.F
&
-
; E ;
',
4
-;; :. A
-A
=
;
v
9d*R;:i6'=
a.
Y6-i=Ti;='
o
P;9"greQn I
6"03a"
=.24."i,g:-r
=.
)
=
-v
:
O
P(
1
.d--t='XC-n
-trJ=2
+*:o
'i3.+:1ii;f
EEiP3.20:+
";6,ieX-+;g
-
o
d
=.=
i Z
i;
n
Ll
=
2
=
q
i'
=.----d?=-5'
-:3
=
d
''
D{o--
:
6
d 6 r* 6 ,il
i66.1
o-5::;rc
cTiEao;9.P
:prJ
^
-
-
=p
-,-,.
;>
6
i:vz?="1-
a:.i:
: ;
-:"-r
;'-
1
5
=,',
=
I
-
:
-
)..'.'
;7
t-
i
i i,,,
"
=^
"
a
i
,,
''
-:
-
,
t.:
:
G.;-
^
=--
|
;
: i.
-.,
i1,,: ?j; :,
-
:
'
-.
'l
)
:-
:
t
'=
)
.,
-
; i:
'
=
: ; i
i
-:
,1r
:-.--,.
1:7
i,
-
+
-=
:.'
?i,'
1'+':-7
:
*1.
:i
.
E
i:lr::+\l{:{_.?
*.
= :-.:==t-L:-)4- ir' ?,': i * ::
:-
9*--
* : J i, ' t
::1,
ir1i'=1i'-7-t;a1:
.';
1:_
_?:
.
,:
=*
i-T
>...;*,r.:.:
;;
::
-
a-:7
:
='-:-.
,'-
'..:7:
ii-: /,=1-=:i
,,',
:
:
.
r
Z
::.
.
:
i
:
9,.n
,r
_
[
i
;t
l..zr.:
-.t='
1,'::
;
-
1
"
:
=:-.;
: ;ii ,^ .
.'
ii t=?:-='-- =
.
.
,
7
...-,
;
-,-:;
a
r..:
;
i
:
.
;;
=-
L.-:-
':
J-
,i
,
:
I
^:
1
-=
=
:
:
--
'==:
.
.
. a- i
-j
:
/
:.:
:
.1
-'
I
:1 i=:=t'::i:.=11
"-.:
-'-)a
I
i
;:i1==-,
i'-ri
:?,:
"'
.:.1;':-;-:i
--;:
*,4:_-=: l__-*l
i'.,,
:
i
.:
,
t''
i-:.
:
=
'n'*
:r_;.
;-.
;
U
,
.,
:
-':
-'F
,l
-
;
-
,.-
'a
=
a
':
='
"
:
'
r,
-i-
F4
i;
:a.
I
i
s;-
E=i
2
-
i
?
*--*-=---P
;
:=
-
:F \\
F\
:\
:>\
F=tu
?t4
3;1
L:a=
o
F,e^i-t
=o4
?'=";
I
=.x-a'ft
vc=
==
^
=
d'u >19
.7
i
F
:'-o
C
':
=
z
f
-
?
=
:'=
l;
6
-_ N.=:^.aa_-3=
?=:.n'9gRti?
1lr'Sn7,2:,iP=9.
= =;71
,;:4:t
E=;':+^t'1;9r;
"i=iio-z=.Elar
=*+i',
17=*7*i
;tr,i,^;o.dtDi6
f=i1.?j-'i-=i:g
i
: :.-:
J\
F
cE$3e
5an 'H
AS^^ii
=YYN
R
=Y =
X
il'
a
i
^
i.'i 5
F
g
x
9'-'
d
? .flrP-
8:
l;
j
?f
1 4 i
a"t
D
P)-EV
I v.;:E-'
t7j-:)=
+-rAL*.
;
3i.Zo'=
3
E
H
[B'
)
-P
r
)
a
I
r'l
t
I
I
li
'
r"l
rl
=
a
@
O
p
c
:'
o
'i-
o,
irc
''9.
-O
G
o
o
F
==L;i;Ti:=
i?Ti-ii
;+bi .:i:5t
:-"i=s,=l
=e===-3?-is;i;6;I+i
=
i
?_
;
7
;
=
l
F
.
:
=t
'=:,
;
o
:'
E
i
i
3-;
I3
s
i
3
:;
i
I E E
s
r
A
?i
=f
i
3
=?'?'7i--'=i
ii
i
1+li
itii;;i
1*;ilF$
?='riiaT*;E
;iaai$
3l;7+i3i;ii
-3?+*5+
:?7"\-'-ii41;:
i:At
+i
z;; t;=izi:,L?
z+2
i"r;
r:i=';'i
i.i: sc
r=
6'r
a:
7a,1
:g
B.+-_
+%
s'i
F.'s
9
s(S
q
-
7/26/2019 Lp Biofizica 2,3,4,5,6.
22/23
B
3
;f:
:i'
}i
::i
i:.
r,
rJ.
iii'
.li
ri
ti
'-.
iil'
J::
{is
'-i
il
$:l
a
"--
ri
:). 3
i"
":l
:.
*;
*::1.
,r'"
ii.
:il
:l:,
,i
ii
st
T:i
';1":r
frl
;l
:.:.
r.
ti
i:
,.i: i:
i.
::1.
:i
i:l
ti
il
.r
.r
l
I
,,
tt
ir
ll
jr
ii
r
il
'i
t
a
$
-a
I
1
ez13if
1i*1i;
i'.
;
1
jii
i;:
iF
i
is
i{lii?F
ag
:i+
;:
;ilEii
;ii+;.;
iJ,
i=i
1=i
F
g:?t=r
=7"
=la7t7i;;={7?
az
+iigE;
iit
7 t
El
;ieiZr?E =2+
+;
iait;
iziittl
=E
l=vti?zuliZiZ
==7
.
i'ii4?gii3at
Fi
lii
;
llrr
lir r
liri
iir
i
iitl
ii iI
iiii
iiel
iiil
it
a
(
t
- 't
a-1;'::)
,l:.:)
/
:T -t
=
i=7:''l
: r-s
--i4
.J);
'
;
.'
/
"vT-+
;_i:a
,-_
i,
,, )
a--=
:
??
+
E5-..
+-p:
.aa.r.
--"i:o
:--
Jq
,Er:l:/
^P)
.
a=:'11
(D4t'
)142
tAe;
itr=t
:;
-o
': l
*
i
t'
.g
,s;
&t
p
T
g.
iit
F,:-i-:
= -:
=l-E-,
n-oPt*
0;
h
^.t'
^
-
;
-^
5--
5qj
e
p
-^
t v:
^Ytu,9c
vs.GOoil
nrpIBP
oc
O
n
:- I
o(.
a:.,:.') ,
?4GHN)
O:* r:
H
N-x5Pp
r;-n
b.r
:-.
'"
p
c tr
^
"9.;i
HEP=1 E
oi
'i
+Qi
'.i
FgitE- +
+b"fi; E
cL
\v
n :
'
2;'dd@
i.=^u,.
.4ai_t
-
eq
a
e
t- a a
=)4.:.-FT
"Hr
iE o E
=x'",i:
"
o O,'-
U-
E E
E
E.'"
-P-^*
E::i=
u
k: n h
u:oc
JtrlD\O
Ic
\{
\;'
\
\
\
\
I
\
I
TS
s,;
*s
F-*
*{
{
tr
6
*
-
7/26/2019 Lp Biofizica 2,3,4,5,6.
23/23
fY
I"
I'
ilr
:3i
I
i]l
ir':.
*i
.3
n,
?-
r'
t;.
rs'
iL
"'
"1
rj
(i
*a
*-
i.:
[,' :
:
;.
:i
r
i. "l
t:-
il
i:
.l
;:
r
l,i
;:l
n
r::
'I
:_
fr
Ti:
it
_tI
:gf 3 i-g
iif,; +qile?i?,
$6
+ig
g,
=
,
, Iiit+$Fi,
+ +
i
i;
i
$
i i
i;Eiii
??:'i
s
*;
es
i
+
?=7i
=
:=
=
*
:
;i='
;=
lr$i?
liiiilEiilliililii
6liEiri:iilii'
11
i
iii*;lE;*:;
s*
at
ii;*
;i 'i f ;iiiqii$i:i+il* *;
i
siiiiqi
isTF+1*:
Iitfc[:
ri:iTii]l$i?afi
;
$
rligi=lii[Fi+lrreri,
a
$
ii++i]iii$iili
iii i
Xi++if
lSiilli+irE;;
e
ii=
s5:=;:i=;iiii
*
ilt'v+I,ii
iieltlffz?i
;i;
+'11
il;i{i+il
.iiezl
;i\ i?iiit|i
ii
otr:
- =
4,?
+i1ir,i*)
i
=::Tri
ei*t1+*i+i;*r
1I
il:
?
7;ll;
z#ii+'
=
iatZil
;=;c*i,i,tliilf* ii
*r=
7
i; ii;1*Ei+
iilr
ilti
iiir
llll
iilj
ilii
llil
a,a
OD
:F
oa
Fi0
D6
o
re
6H
oo
Eo
oY
D;s
9o
p5
^D
j
o,
-a
c.
-.
G,
=^
Eld
,l+
D.
)
D
.6
/