tutoriale ale biochimiei

7/24/2019 Tutoriale Ale Biochimiei

1/143

I. PROPRIETILE GENERALE ALE

LICHIDELOR

1. DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE TENSIUNE

SUPERFICIAL A LICHIDELOR

Noiuni teoretice

Stratul de la suprafaa unui lichid care are grosimea razei sferei de aciune

molecular, 5.10-9m, se numete strat superficial. oate moleculele cuprinse !n acest

strat "or fi atrase spre interiorul lichidului datorit faptului c forele de atracie

#coeziune$ e%ercitate de moleculele din interior #din lichid$ sunt mai mari dec&t cele

e%ercitate de moleculele de gaz !n contact cu suprafaa lichidului. 'in cauz c

moleculele acestui strat sunt atrase spre interior, stratul superficial "a e%ercita asupra

lichidului o presiune. (oleculele din stratul superficial au o energie potenial mai

mare dec&t cele din interior. )e de alt parte, se tie c !n general, sistemele se gsesc

!n echili*ru c&nd energia lor potenial de"ine minim. 'e aici rezult c starea deechili*ru se realizeaz c&nd e%ist cele mai puine molecule la suprafa, de unde

rezult tendina de micorare a suprafeei li*ere a lichidului.

+orele tangeniale care iau natere !n stratul superficial i care micoreaz

suprafaa li*er a lichidului poart numele de tensiune superficial. 'in cauza

e%istenei tensiunii superficiale suprafaa li*er a unui lichid !ntr-un "as este plan,

iar picturile de lichid !n cdere adopt forma sferic. +ora de tensiune superficialeste dat de relaia

F = l , unde este o constant ce depinde de natura lichidului i se numete

coeficientul de tensiune superficial, iar l este lungimea conturului pe suprafaa

lichidului. Se e%prim cu autorul relaiei = F/1i are unitatea de masur N/m !n

sistemul internaional de uniti.

oeficientul de tensiune superficial este deci egal cu fora ce se e%ercit !n

planul suprafeei #sau tangent la aceasta pentru suprafeele cur*e$, perpendicular pe

1


2/143

unitatea de lungime. /l scade cu creterea temperaturii datorit creterii energiei

cinetice a moleculelor lichidului.

)entru coeficientul de tensiune superficial se poate utiliza i definiia ce rezult

din amplificarea cu distana #d$, pe care se deplaseaz fora, conform formulei

rafataenergie

dl

dF

sup=

= [N/m; J/m2 ]

Se o*ser" c "aloarea coeficientului de tensiune superficial reprezint, de fapt,

energia li*er a unitii de suprafa a stratului superficial.

ntr-un sistem izolat care e"olueaz izoterm se produc numai acele procese ce duc

la scderea energiei li*ere a sistemului. n consecin, energia li*er a stratului

superficial poate scdea at&t prin reducerea suprafeei li*ere c&t i prin diminuareacoeficientului de tensiune superficial. )entru o soluie, la echili*ru, stratul ei

superficial "a a"ea suprafaa minim posi*il, iar pe aceast suprafa se "or fi%a

acele molecule din soluie care reduc coeficientul de tensiune superficial, el lu&nd

"aloarea minim posi*il.

Su*stanele organice conin&nd !n molecule at&t grupuri polare, hidrofile, c&t i

lanuri hidrocar*onate, hidrofo*e, au tendina de a se acumula la suprafaa soluiei,

prin aceast energie li*er a sistemului reduc&ndu-se. /%plicaia rezid !n aceea c

lanurile hidrofo*e "or fi e%cluse din faza apoas pe c&nd gruprile hidrofile "or

rm&ne incluse !n stratul superficial al fazei apoase. re loc, deci, un fenomen de

a*sor*ie, moleculele rm&n&nd fi%ate la suprafaa soluiei. stfel, coninutul de

molecule de acest tip este mai mare !n stratul superficial dec&t !n straturile profunde

ale soluiei. Scderea energiei li*ere a sistemului prin acest fenomen se traduce prin

reducerea energiei li*ere pe unitatea de suprafa a stratului superficial, adic a

coeficientului de tensiune superficial. stfel de su*stane, care se a*sor* !n stratul

superficial al soluiilor i duc la scderea coeficientului de tensiune superficial, se

numesc tensioactive. antitatea de su*stan tensioacti" a*sor*it pe stratul

superficial este o funcie cresctoare de concentraia soluiei. (rind progresi"

concetraia soluiei,cantitatea de su*stan a*sor*it "a crete la r&ndul ei,

determin&nd scderea progresi" a coeficientului de tensiune superficial. ceastscdere continu p&n !nc se mai pot a*sor*i noi molecule i !nceteaz !n momentul

2


3/143

!n care suprafaa este 3saturat4, adic este !n !ntregime ocupat. reterea !n

continuare a concentraiei soluiei nu mai duce la scderea tensiunii superficiale,

aceasta a"&nd "aloarea minim posi*il pentru soluia dat, !ntruc&t i cantitatea de

su*stan a*sor*it pe unitatea de suprafa este ma%im posi*il.

Su*stanele hidrofile, #electroliii sau su*stanele puternic polare$ au molecule

care interacioneaz cu apa mai puternic dec&t moleculele de ap !ntre ele. 'atorit

acestui fapt, la dizol"area unei astfel de su*stane !n ap starea de energie minim a

sistemului se realizeaz dac moleculele sol"ite sunt !nconurate din toate prile de

molecule de ap. a urmare, ele au tendina de a se acumula !n interiorul soluiei

apoase i nu se "or fi%a pe stratul superficial. oeficientul de tensiune superficial a

unei astfel de soluii "a fi egal sau cu puin crescut !n raport cu cel al apei pure.Su*stanele care la dizol"area lor nu modific sau cresc foarte puin coeficientul

de tensiune superficial se numesc tensioinactive.

reterea uoar a coeficientului de tensiune superficial ce se o*ser" uneori la

astfel de soluii se e%plic prin atracia mai mare la care sunt supuse moleculele

stratului superficial de ap prin prezena !n interiorul soluiei a moleculelor puternic

hidrofile. i !n acest caz energia li*er a sistemului este minim, creterea discret aenergiei li*ere a stratului superficial fiind !nsoit de o scdere foarte e%primat a

energiei li*ere a soluiei prin interaciunea dintre moleculele hidrofile i ap.

)entru serul sanguin normal coeficientul de tensiune superficial este de 67 8

6.10-:N;m, iar pentru urin 70.10-:N;m. ceste "alori sunt numai cu puin mai mici

dec&t coeficientul de tensiune superficial al apei la 20

de"ine egal cu forele de tensiune superficial + e%ercitate pe circumferina care

formeaz linia de contact dintre marginea tu*ului i *aza picturii. ?om a"ea deci >

@ +.:


4/143

'eoarece > @ mg i + @ 2r atunci

m g @ 2r , unde m @ masa picturii, g @ acceleraia gra"itaional.

n momentul desprinderii, greutatea picturii este proporional cu constanta de

tensiune superficial a lichidului #legea lui ate$. n locul masei unei picturi putem

lua produsul dintre "olumul ei #"$ i densitatea lichidului #d$, deoarece m @ " d.

vdg = 2 r #1$

?olumul unei picturi e greu de msurat direct, !ns !l putem determina indirect,

msur&nd e%act un "olum ? de lichid #"olumul stalagmometrului$, determin&nd

numrul de picturi #n$ pe care !l d acest "olum la curgerea spontan prin orificiul

capilar i fc&nd raportul

Vn

"=

Antroduc&nd aceasta "aloare a lui v!n #1$ a"em

=gdn

"2 r #2$

Bu&nd un al doilea lichid, de e%emplu apa, "om a"ea o relaie asemntoare

a

"

n dag = 2

r

a #:$

mprind relaia #2$ cu #:$ o*inem

a

a

n

n

d

d

=

s

#C$

de unde coeficientul de tensiune superficial a lichidului respecti"

a

a

a

d

d

n

n= #5$

Delaia #5$ ne permite s calculm coeficientul de tensiune superficial a unui lichid

determin&nd numrul de picturi dat de un "olum anumit de lichid i numrul de

picturi dat de acelai "olum de ap.

paratur

C


5/143

Stalagmometrul rau*e se compune dintr-un tu* de sticl care prezint un rezer"or

pre"zut cu dou repere circulare a i .u*ul !n poriunea lui inferioar se continu

cu un capilar !, care se termin cu o suprafa lrgit i lefuit orizontal ".'easupra

i dedesu*tul reperelor a i sunt gra"ate pe tu* mai multe di"iziuni care ser"esc la

determinarea fraciunilor de pictur.

Se spal stalagmometrul cu alcool i se usuc la trompa de "id. Se aspir !n

stalagmometru lichidul i se numr picturile desprinse !ntre aceleai repere. +ie n

numrul lor i d densitatea lichidului la temperatura de lucru. Se repet operaia de

mai multe ori i se face media determinrilor.

Dezultatele se trec !ntr-un ta*el de felul celui ilustrat mai os.n funcie de su*stana tensioacti" utilizat se "or face determinri la mai multe

concentraii urm&rindu-se scderea tensiunii superficiale cu concentraia. Dezultatele

se "or reprezenta grafic. @ f#c$

(od de lucruStalagmometrul, dup ce a fost splati uscat la trompa de "id, se prinde"ertical cu autorul unei cleme pe unstati" i su* el se aeaz un "as !n cares cad picturile #"ezi figuraalturat$. Se aspir apa distilat p&n

deasupra reperului a, cu autorul unuitu* de cauciuc ataat la parteasuperioar a stalagmometrului, cuprecauia s nu se formeze *ule de aer.Se numr picturile care se desprind !ntimpul c&nd se scurge "olumullichidului de la reperul ap&n la reperul. +ie n

a numrul lor i d

a densitatea

apei la temperatura de lucru.

Fig1.1.Stalagmometrul Traube

Nr.soluie

oncentraie dEg;cm: F#%10:

Gg;m:$

Nrde

picturi#

Nr.mediude

picturi

EdHn;cmF#%10-:N;m:$

5


6/143

2. DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE $%SCO&ITATE

Noiuni teoretice

(ediile interne ale organismului, s&ngele, lichidul interstiial, citoplasma etc., sunt

sisteme disperse care posed proprietile fizice generale ale fluidelor. ?&scozitatea

este o proprietate a fluidelor determinat de frecarea intern ce ia natere !n masa

fluidului ca urmare a micrii straturilor care se deplaseaz unele fa de altele cu

"iteze diferite. S considerm c e%emplu de fluid un lichid aderent, apa, care curge

cu "iteza mic printr-un tu*. Se constat c "iteza de curgere este mai mic !n

apropierea pereilor tu*ului i mai mare de-a lungul a%ului. /%plicaia fenomenului

este urmtoarea un strat de ap ader de pereii tu*ului i rm&ne !n repaus, de acesta

se freac stratul urmtor, care se "a mica cu o "itez relati" mic. Straturileurmtoare se "or mica cu o "itez din ce !n ce mai mare p&n ce se atinge o "itez

constant, dependent de presiunea de curgere i de "&scozitate. I astfel de curgere la

care deplasarea lichidului se face prin straturi paralele cu direcia de curgere se

numete curgere laminar. Dezult c !n masa lichidului care curge prin tu* e%ist

un gradient de "itez perpendicular pe direcia de curgere. =n fluid la care deplasarea

reciproc a straturilor s-ar face fr frecare se numetefluid perfect.+orele de frecare intern care apar la curgerea unui fluid determin "&scozitatea

fluidelor. /a depinde de natura lichidului ca i de concentraia, mrimea i forma

moleculelor dizol"ate. )entru definirea coeficientului lui de "&scozitatea s

considrm !n interiorul unui fluid un strat de molecule aezate !ntr-un plan orizontal,

de suprafaa S, care se deplaseaz prin masa lichidului !n planul propriu cu "iteza v.

'in cauza frecrii interne straturile "ecine "or fi antrenate cu o for F, a crei

"aloare depinde de mrimea suprafaei de contact S , de "ariaia "itezei " , de

distana l dintre straturi i de o constant care depinde de natura lichidului. Delaia

care leag toate aceste mrimi este urmtoarea

S

=

l

"+

6


7/143

Fig.2.1. a) Curgerea laminar b) !pari"ia for"elor de v#sco$itate

'in relaia de mai sus, "aloarea constantei "a fi

"S

+

=

l

ceasta constant se numete coeficient de v#sco$itatei este o mrime caracteristic

pentru fiecare lichid.

(surarea coeficientului de "&scozitate are importan at&t pentru cercetarea

medical, unde poate fi utilizat pentru determinarea formei i mrimii moleculelor

dizol"ate, c&t i pentru aprecierea modului de desfurare a fenomenelor

hidrodinamice din organism. stfel creterea coeficientului de "&scozitate a s&ngelui

duce conform legii lui )oiseuille, la scderea de*itului sanguin dac fora de

contracie a inimii rm&ne constant. n acest caz meninerea constant a de*itului

sanguin nu se poate realiza dec&t prin creterea forei de contracie a muchiului

cardiac, deci i a tensiunii arteriale.

)rincipiul determinrii

)entru calcularea coeficientului de "&scozitate se utilizeaz trei categorii de metode

1) metode ba$ate pe curgerea lic%idelor prin tuburi capilare conform legii lui

&oiseuille; 2)metode ba$ate pe re$isten"a opus de ctre fluide la cderea unei sfere'

conform legii lui Sto(es; 3)metode de antrenare' ba$ate pe antrenarea n mi*carea

de rota"ie a unui cilindru suspendat n masa lic%idului. n cadrul lucrrilor de

la*orator noi "om utiliza numai metode *azate pe legea lui )oiseuille. Delaia

sta*ilit de )oiseuille pentru cantitatea de lichid ce trece printr-un tu* cilindric, daccurgerea se face laminar, este urmtoarea

7


8/143

lJ9

t)rKL

C

=

unde ' este "olumul de lichid care se scurge !n timpul (, ) este raza tu*ului capilar, *

este lungimea capilarului i Ppresiunea de curgere. 'ac tu*ul capilar se gsete !n

poziie "ertical presiunea de curgere P este egal cu presiunea hidrostatic acoloanei de lichid !n tu*. Not&nd !nlimea coloanei de lichid cu +, densitatea

lichidului,, i acceleraia gra"itaional ,, "om a"ea urmtoarea relaie

) @ g h

ntroduc&nd !n relaia de mai sus, a"em

l9

tMghrK C

=+

'in aceast relaie se poate calcula coeficientul de "&scozitate al lichidului dac

msurm mrimile cuprinse !n relaie. Daza unui tu* capilar este greu de msurat cu

precizie, !n practic utilizm un procedeu care elimin din calcul aceast mrime.

stfel se fac determinri comparati"e ls&nd s curg prin acelai tu* capilar lichidul

al crui coeficient de "&scozitate "rem s-l aflm i apoi un "olum egal de ap

distilat al crui coeficient de "&scozitate este cunoscut. ?om a"ea pentru lichid i ap

distilat urmatoarele relaii

+l

gt%r

=

9

C i

+l

gtr aaa

=

9

C

mprind aceste relaii o*inem

aaa t

t

=

i a=

aa t

t

=ltima relaie se "a folosi la calculul coeficientului de "&scozitate, in&nd cont de

"alorile constantelor J a @1 p @ 10-:Ns;m2 si Ma@ 0,997 g;cm:.

paratur

)entru determinarea coeficientului de "&scozitate "om utiliza "&scozimetrul Istald

#figura de mai os$.


9/143

Fig.2.2 . ,#sco$imetrul -stald.

(od de lucru

paratul se spal *ine i se usuc la trompa de "id. Se introduce cu o pipet o

cantitate determinat de lichid !n rezer"orul "&scozimetrului, aceeai cantitate pentru

toate soluiile. Se aspir !ncet lichidul !n rezer"orul situat la partea superioar a

tu*ului capilar. Se las lichidul s se scurg determin&ndu-se cu autorul unui

cronometru timpul necesar scurgerii lichidului !ntre cele dou repere. )entru aceeaisoluie se efectueaz mai multe determinri, i se "a face media rezultatelor care se

trec !n ta*elul urmtor

'etreminarea "scozitii s&ngelui are o deose*it importan medical deoarece

"&scozitatea s&ngelui "ariaz dup cum urmeaz

- s&nge total, de la :,5 p&na la 5,C O10 -:N- /m

- "alori medii - femei C,5O10PQ NOs; mR

-*r*ai 5,0O10PQ N O s; mR

Nr.

Solu

ie

Eg;cm:

F

impdescurgere

impmediu descurgere

c)#%10-:Ns;m2$

1.2.

9

/l se compune dintr-un tu* capilar #c$, acrui e%tremitate se continu cu un tu*!n form de = i cu un rezer"or #D$,prelungit cu un tu* "ertical #?$./%tremitatea superioar a capilarului secontinu cu o *ul #$ care la poriunea

superioar are un tu* pre"zut cu og&tuitur.)e g&tuitura superioar estetrasat un reper a, la fel i pe ceainferioar a *ulei, *. )entru a menineconstant temperatur, !n determinrilede precizie "&scozimetrul se introduce!ntr-un termostat.


10/143

- plasm sanguin, de la 1,9 8 2,: O10PQ N Os ;mR

- serul sanguin, de la 1,6-2,2 O 10PQ NO s ;mR

?&scozitatea s&ngelui total este mai crescut la *r*at fa de femeie, la adult

fa de copil, mai mare la s&ngele "enos dec&t cel arterial, depinz&nd de concentraia

de I2 din s&nge. 'in punct de "edere patologic "&scozitatea s&ngelui crete !n

cazul poliglo*uliei i leucemiei, scade !n cazul anemiei depinz&nd de "olumul i

forma hematiilor, precum i !n hipoproteinemie.

10


11/143

0. DENSIMETRIE

N34#3 (5)5(3!5

'ensitatea este o caracteristic fizic proprie fiecrei su*stane. Se definete

densitatea absolut ca fiind masa unitii de "olum, adic raportul d @ m;" e%primat

!n Tg;m:. 'ac !n locul masei din formula de mai sus se introduce greutatea

su*stanei, care "ariaz !n raport cu acceleraia gra"itaional #> @ mg $, atunci se

poate defini noiunea de greutate specific # U @ mg;?$.

Se mai definete densitate relativca fiind raportul dintre densitatea a*solut a

unei su*stane i densitatea a*solut a apei distilate la V Co #c&nd este ma%im $ sau

la o alt temperatur dat

dr @add @

,m .

am, @

amm , care este o mrime adimensional. (enionm c masa

unui metru cu* de ap distilat la

0o este 999, Tg

V Co este 999,9 Tg W 1000 Tg

V 25o este 997,0 Tg

ceea ce demonstreaz c densitatea "ariaz odat cu modificarea temperaturii, astfel

c pentru msurarea riguroas a densitii a*solute se face !ntotdeauna corecia de

temperatur necesar # dcorectat @ dr O da to , unde densitatea apei distilate la to se

cunoate din ta*ele $.

'ac se afl direct prin c&ntrire "alorile m i ma, se poate calcula densitatea

oricrei su*stane dorite. 'ensitile diferitelor materiale e%primate !n 10:Tg;m:

platin 21,C0 I2 lichid 1,1C

aur 19,:0 ghea 0,92mercur 1:,59 potasiu 0,6fier 7,6 petrol 0,0aluminiu 2,71 alcool 0,79sulf 2,00 lemn stear 0,70I2solid 1,5: X2 lichid 0,07

onform principiului lui rhimede, un corp scufundat !ntr-un lichid este !mpins

de sus !n os cu o for egal cu greutatea "olumului de lichid dezlocuit. um fiecarelichid are o anumit densitate !nseamn c prin scufundarea aceluiai corp !n diferite

11


12/143

lichide, dei se dislocuiesc "olume egale, acestea "or a"ea greuti diferite, ceea ce

genereaz fore de !mpingere diferite. )e acest raionament se *azeaz determinarea

densitii lichidelor cu autorul densimetrelor #areometrelor$, *alanei (ohr-

Yestphal, metoda ?an SlHTe pentru densitatea s&ngelui etc.

0.1 DETERMINAREA DENSITII LICHIDELOR 6I SOLIDELOR CU

AJUTORUL PICNOMETRULUI 6I A 7ALANEI DIGITALE

a) La lichide:'eoarece se lucreaz cu unul i acelai picnometru, "olumul apei i

a lichidului studiat sunt aceleai, urm&nd doar s msurm masele cu autorul unei

*alane electronice. ?om introduce notaiile

m0 @ masa picnometruluiZma@ masa picnometrului umplut cu ap distilatZ

ml@ masa picnometrului umplut cu lichidul studiatZ

m @ masa lichidului studiatZ

" @ "olumul picnometrului, egal cu al apei sau al lichidului studiatZ

da@ densitatea apei la temperatura de lucru # se ia din ta*ele $Z

d @ densitatea lichidului studiat.deci m @ m18 m0

" @ #ma8 m0$; da

d @ m;" @# ml8 m0$; #ma8 m0$O da

b) La solide:

?olumul unui corp solid se poate afla indirect prin msurarea masei de ap

dislocuite de ctre acel corp. stfel "om introduce i notaiile

ms @ masa corpului studiatZ

mas@ masa picnometrului care conine corpul studiat i !n rest este umplut cu ap

distilatZ

"s@ "olumul corpului studiat # egal cu "olumul apei dislocuite de ctre corpul

studiat, la introducerea !n picnometru $Z

ds@ densitatea corpului studiat.

deci "s@ #maV ms8 mas $; da

ds@ ms;"s@ ms; #maV ms8 mas$O da12


13/143

D3893(3v5: )icnometrele sunt "ase de sticl de diferite capaciti pre"zute cu

dopuri str*tute de o capilar fin. ele mai pretenioase sunt pre"zute cu

termometre iar capilarele sunt marcate cu un reper #D$. =nele picnometre pentru

corpuri solide nu au dop iar pe g&tul lor este trasat reperul D

#fig. :.1.$. lte instrumente necesare sunt *alana digital i termometrul digital.

(od de lucru

'up ce se spal *ine picnometrul i se usuc, se c&ntrete cu precizie masa sa

!mpreun cu dopul #m0$. Se umple apoi cu ap distilat astfel !nc&t la punerea dopului

apa s refuleze prin capilara acestuia iar !n interior s nu rm&n *ule de aer. Se

terge e%teriorul picnometrului i dopul astfel !nc&t capilara acestuia s rm&n plin

cu lichid. &ntrind acum picnometrul cu ap o*inem "aloarea ma. Se procedeaz

identic i pentru aflarea celorlalte "alori necesar calculului #masa picnometrului cu

1:

Fig..2. 0alan"a digital

Fig. .1. Tipuri de picnometre.


14/143

lichidul de studiat-de e%emplu soluie hidro-alcoolic- i masa picnometrului care

conine corpul solid -de e%emplu c&te"a *ile de plum*$.

)entru o*inerea unor rezultate precise se "a a"ea !n "edere totdeauna gri ca

- lichidul din interior s nu conin *ule de aerZ

- corpul solid s-l c&ntrim numai c&nd este perfect uscatZ

- s lum !n lucru o cantitate c&t mai mare de su*stan solidZ

'ensitatea apei #da$ necesar calculelor se afl din ta*ele, corespunztor

temperaturii de lucru # temperatura se "a msura cu termometrul digital$.

alculele i prezentarea rezultatelor

'up aflarea tuturor maselor prin c&ntrire, facem !nlocuirile !n formulele respecti"e

i calculm densitile su*stanelor studiate #plum*, aliae$.Dezultatele le "om trece !ntr-un ta*el

Nr. Su*stan m0 ma ml ms mas dl ds

g g g g g 10:Tg;m: 10:Tg;m:

1. lichid - - -

2. solid - - -

1C


15/143

0.2 DETERMINAREA DENSITII LICHIDELOR CU AREOMETRELE

'up cum am artat !n introducere, un corp scufundat !ntr-un lichid "a rm&ne !n

echili*ru numai c&nd greutatea "a fi egal cu cea a "olumului de lichid dislocuit. )e

acest principiu sunt construite areometrele, formate !n principal dintr-o ti de sticl

cu gradaii g, o contragreutate > i un termometru .

Fig.. tili$area densimetrelor.

Se o*ser" uor dac d2 [d1, atunci "2 \ "1, masa ( areometrului rm&n&nd aceeai

adic d1 @ (;?1 si d2 @ (;?2, deci d1;d2 @ ?1;?2 adic "olumul poriunii dinaerometru cufundat !ntr-un lichid este in"ers proporional cu densitatea lichidului.

reometrele utilizate !n la*orator au diferite destinaii fiind etalonate corespunztor

#etalonarea se face cu autorul unor soluii de densitate cunoscut $.

ele mai utilizate tipuri de areometre sunt

D5#3m5()4*, un areometru care prin scufundare ne d direct densitatea

lichidului prin citirea gradaiei de pe ti g !n dreptul ni"elului lichidului. )reciziadensimetrelor poate fi 10-:8 10-C# adic 0,001 8 0,0001 $. 'eoarece aceasta comport

o lungime a tiei mare # respecti", distane mari !ntre gradaii $ se utilizeaz cu succes

o trus de densimetrie, fiecare dintre ele acoperind cu suficient precizie un domeniu

!ngust de densiti. 'e o*icei, fiecare densimetru este marcat cu un sim*ol care ne

permite s transformm densitatea msurat la o anumit temperatur, pentru o alt

temperatur, de e%emplu sim*olul dC15 ne arat c temperatura de lucru este de

15


16/143

V15o, iar densitatea indicat este densitatea relati" !n raport cu densitatea apei la

VCo. +ormula cu autorul creia putem con"erti densitatea relati" este

t1 t1 t1 dt @ d V ] O dunde

t1 dt - densitatea cutat !n *aza t i la temperatura de lucru t1.

t1 d8 densitatea msurat !n *aza # !nscris pe densimetru $ i latemperatura de lucru t1, ] 8 factor de corecie.

/%emplu de corecie cu un densimetru ce are sim*ol d1515gsim d1515 @ 1,67C0 i

dorim s o con"ertim !n *aza dC20, deci dC20@ 1,67C0 8 0,0009 O 1,67C0 @ 1,672C.

n practica la*oratorului medical se utilizeaz !n mod frec"ent truse de densimetrie

care permit determinri de densitate !n inter"ale destul de largi.

A*!*m5()4*, este un densimetru etalonat !n *aza d1515i ale crui gradaii indic

concentraia !n procente de "olum # ^ ? $ a soluiei alcoolice respecti"e, care se mai

numete i 3trie real4. um !ns nu se lucreaz !ntotdeauna la temperatura 15 o

!nseamn ca "om citi !n realitate o 3trie aparent4 corespunztoare temperaturii la

care lucrm. 'eci "a tre*ui s trecem de la tria aparent la tria real, lucru

realiza*il cu autorul ta*elelor. unosc&nd tria real care nu este altce"a dec&t

concentraia corectat !n procente de "olum # ^ ? $, cu autorul ta*elelor o putem

con"erti !n procente de greutate # ^ > $ sau !n g;l sau putem pur i simplu aflm

densitatea d1515a soluiei alcoolice .

U)"5#3m5()4*este un areometru special cu scala mult redus, tia fiind

gradat doar !ntre 1,000 8 1,050. /ste utilizat frec"ent !n clinic pentru determinarea

densitii urinei !n cadrul e%plorrilor funciunii aparatului renal. 'esigur, dac este

ne"oie se fac coreciile de temperatur necesare # se adaug o unitate densimetric

pentru o "ariaie a temperaturii cu :,:o dac temperatura depete V15o $.

16


17/143

(od de lucru Andiferent cu care tip de areometru "om lucra,

"om proceda !n acelai fel. ntr-un cilindru de sticl , seintroduce soluia de cercetat ,S , !n suficient cantitate pentru

ca areometrul s poat pluti li*er # acesta se introduce !n

soluie cu mult atenie pentru a nu-i sparge partea inferioarprin lo"ire de fundul "asului, unde pentru oricee"entualitate se pune si "at $. n momentul c&nd areometrul

se afl !n echili*ru perfect, fr ating fundul sau pereiicilindrului , se citete gradaia 3g4 p&n la care s-a cufundat!n lichid precum i temperatura !nregistrat pe termometrul .

'up !ntre*uinare areometrele se terg i se !nchid !n cutiilelor protectoare. itirea gr gradaiei se face !n dreptul prii inferioare a meniscului.

alcule i prezentarea rezultatelor'up determinarea densitilor i a concentraiilor "om face coreciile de temperatur

corespunztoare, rezultatele trec&ndu-le !n ta*lelul urmtor

'eterminri t1 t1 ria riad to1 ] O 10-6 d t apar. real. >^

mas. sau ^ ? g;l

densimetrie

alcoolmetrice

urodensimetrice

17

Fig .. rodensimetrul


18/143

S ea se msoar !n[ ]c @

grdg

cal

.iar !n sistemul internaional [ ]c @

33g

4

..

ldura specific a apei este de 1 cal;g.grd @ C,1 _;GgG. /a este mult mai mare

dec&t a celor mai multe corpuri. )rodusul dintre cldura specific i masa corpului se

numete capacitate caloric i se notez cu C = m.c. )rodusul dintre cldura specific

i masa molar ( se numete cldur specific molar, (@c.( sau cldur molar.

ldura specific a unui corp poate fi determinat prin mai multe metode, cea mai

simpl are la *aza metoda amestecurilor. /a se *azeaz pe schim*ul de cldur care

se realizeaz prin punerea !n contact a dou sau mai multe corpuri cu temperaturi

diferite. 'e e%emplu dac introducem !ntr-un calorimetru cu ap un corp a crui

temperatur este mai ridicat dec&t cea a apei el "a ceda o anumit cantitate de

cldur. n momentul echili*rului termic, conform principiilor calorimetrului, este

"ala*il egalitatea

1


19/143

L1@ L28 L: , unde L1 reprezint cantitatea de cldur cedat de corpul mai cald, L 2

cantitatea de cldur a*sor*it de apa din calorimetru i L: cantitatea de cldur

a*sor*it de calorimetru, agitator i termometru.

L1@ m # t 8t2$, L2@ m1c1# t28 t1$, L:@ m2c2# t28 t1$

unde m este masa corpului de analizat, m1este masa apei din calorimetru, m2este

masa calorimetrului, agitatorului i a termometrului, c este cldura specific a

corpului, c1este cldura specific a apei, c2este cldura specific a calorimetrului,

termometrului i agitatorului, t2este temperatura final a amestecului# de ehili*ru$ , t

este temperatura iniial a corpului, t1este temperatura iniial a apei din calorimetru,

agitator, termometru. 'eci t [ t2[ t1.

nlocuind "alorile pentru L1, L2 i L:o*inemmc 5 t 6 t1) = 5 m1 c1 7 m2 c2) 5 t26 t1)

apacitatea caloric a calorimetrului # m2 c2 $ se determin !n preala*il i poart

denumirea de echi"alent !n ap al calorimetrului #notat cu $.

stfel se poate calcula cldura specific a unui corp in&nd cont de "aloarea

echi"alentului !n ap al calorimetrului i de faptul c pentru ap cldura specific este

egal cu 1 cal;g grad # sau C15 _;Tg grad $, a"em

c @$#

$$#.#

2

1211

ttm

tt!cm

+

D3893(3v5: ?asul calorimetric este compus dintr-un "as cilindric , introdus!ntr-un "as mai mare i izolat termic.?asul conine o cantitate precis msurat de ap, un termometru ' i un agitator / #+ig. C.1 $.

Fig..1 &r"ile componente ale unui calorimetru.

(od de lucruZ

- Se introduce !n calorimetru o cantitate de ap precis msurat, m1.

19


20/143

- Se msoar temperatura apei din calorimetru t1# fie cu un termometru cu mercur, fie

cu un termometru electric $

- Se c&ntrete corpulZ apoi se introduce !ntr-un "as cu ap care fier*e, unde se las

c&te"a minute.

- Se msoar temperatura apei care fier*e i care reprezint temperatura iniial a

corpului t.

- Se introduce repede corpul !nclzit !n calorimetru, agit&nd lent apa din calorimetru.

- Se urmrete indicaia termometrului. n momentul !n care ea este staionar se

citete "aloarea. ceasta este temperatura final a amestecului, t2.

)entru a determina cldura specific a corpului se introduc datele !n relaia de mai

sus. (surtorile i calculele se "or efectua pentru diferite materiale fier, plum*,aluminiu, aliae.

Dezultatele se trec !n ta*elul urmtor

Nr. (aterialul m m1 t2 t1 t cdet. studiat _;Tg _;Tg grad

# cal;g$ g g 0 0 0 #cal;g.grad$1. )*

2. l


21/143

ermofor

Se umple *alonul p&n la reperul acu un lichid colorat i se !nclzete !ntr-un "as cu

ap cald p&n lichidul din tu* atinge ni"elul . n acest proces de !nclzire

termoforul primete cantitatea de cldur L. Se scoate termoforul din *aia cald i se

introduce !n apa din calorimetru., urmrind co*or&rea ni"elului de la la a. n

acest proces de rcire termoforul "a ceda apei e%act aceiai cantitate de cldur pe

care a primit-o. 'up sta*ilirea echili*rului termic se msoar temperatura final (=.

Se repet aceleai operaii cu lichidul de cercetat. 'up golirea apei din calorimetru

se introduce o mas de lichid m* i se msoar temperatura lui (*. (asa lichidului se

poate afla din produsul "olumului de lichid i densitatea lui. Se !nclzete din nou

termoforul !n *aia cald p&n ce lichidul din tu* atinge ni"elul dup care se

introduce !n calorimetrul cu lichid i se ateapt atingerea ni"elului a> iar

temperatura de echili*ru "a fi (5 . antitatea de cldur cedat lichidului !n aceste

condiii este egal cu cea cedat apei. antitatea de cldur primit de ap i de "asulinterior al calorimetrului "a fi

+ = m aca 5 t f 8 ta) 7 mvas.cvas5 tf6 t a )

antitatea de cldur primit de lichidul de cercetat i de "asul interior al

calorimetrului "a fi

+ = m l cl5 te6 tl) 7 mvascvas5 t e6 t l)

21


22/143

'ar m "asc"as@ #capacitatea caloric a "asului $ care este dea cunoscut.

ma .ca 5 t f 8 t a) 7 C 5 t f6 ta) = ml.cl5 t e8 t l) 7 C 5 t e6 tl) rezult

cl@ $#

$#$#.

lel

elafafaa

ttm

ttttCttcm

++

Se "a determina cldura specific a dou lichide diferite #alcool etilic i soluie de

acid acetic$. Se tie c apa are ca@ 1 cal;gr.grd, iar !n general cldurile specifice ale

lichidelor o*inuite sunt mai mici dec&t a apei.


23/143

onform legii lui Xess, suma cantitilor de cldur ce !nsoete un proces este

constant.

di% = r" s #:$

/nergia de reea Xrare "aloarea de cca 102cal ;mol i este poziti" deoarece este

a*sor*it de sistem, iar energia de sol"atare X sare cam aceeai "aloare dar este

negati", deoarece ea este degaat de ctre sistem. /ntalpia de dizol"are #cldura de

dizol"are$ poate fi poziti" #dizol"area endoterm $ sau negati"

#dizol"are e%oterm $ dup cum energia de reea este mai mare sau mai mic dec&t

energia de sol"atare. ldura degaat sau a*sor*it se msoar !n calorii ;mol sau !n

ouli;mol. antitatea de cldur L primit sau cedat de un corp de mas mi cldura

specific !depinde de "ariaia temperaturii (adicQ = m c t #C$

)rodusul dintre cldura specific i masa lui se numete capacitate caloric

C = m.c, 'eci

Q = & t #5$

)entru determinarea cldurii de dizol"are se aplic ecuaia calorimetric conform

creia cantitatea de cldura a*sor*it de un sistem este egal cu cea degaat de altsistem, cu care este !n contact. n cazul dizol"rii unor sruri, cldura primit pentru

dizol"are #Lp$ este egal cu cea cedat de sistemul calorimetric #L cal$ i de cldura

cedat de sol"ent #L sol$. ldura cedat de calorimetru este Lcal @ t , iar cea

cedat de sol"ent este Lsol.@ ms.c s. t, deci cldura total este

= Q#= Q sol" Qcal = msc s t " & t = ' mscs" & ) t #6$

unde meste masa soluiei # masa apei V masa srii $, ! cldura specific a soluieicare se poate egal cu cea a apei #1 cal;gr.grd.$. onstanta calorimetrului C se poate

determina din calcul. /ntalpia de dizol"are se raporteaz la un mol de su*stan.

M"4* "5 *4!)4:

Se c&ntresc urmtoarele "asul interior al calorimetrului i agitatorul, masa de ap

ce se "a introduce !n acest "as i sarea pe care "rem s-o dizol"m, !ntr-o epru*et. 'e

e%emplu utilizai 200 moli ap #1(ap @ 1 g $ pentru 1mol sare. Se introduce

epru*eta cu sare !n apa din calorimetru i se msoar temperatura din minut !n minut,

2:


24/143

p&n ce ea rm&ne constant. Se "a folosi termometrul digital. Se "ars coninutul

epru*etei !n ap, se agit p&n la dizol"area srii. Se msoar din nou temperatura,

timp de 5 minute, din minut !n minut. )entru a gsi "aloarea lui ( se reprezint

grafic temperatura !n funcie de timp. Se calculeaz apoi "ariaia entalpiei cu relaia

#6$.

Fig..2.,aria"ia temperaturii n

procesul de di$olvare.

II.MSURAREA PROPRIETILOR ELECTRICE ALE LICHIDELOR

7IOLOGICE2C


25/143

?. CONDUCTOMETRIE

'eterminarea concentraiei electroliilor din plasma sanguin este foarte util !n

practica clinic deoarece ofer indicaii asupra meta*olismului hidromineral, asupra

repartiiei apei !n organism !ntre cele trei compartimente intracelular, interstiial i

"ascular. n diferite tul*urri ale echili*rului hidromineral aceast repartiie poate

suferi modificri importante. 'eterminarea concentraiei electrolitice a plasmei se

poate face prin mai multe metode conducti"itate electric, crioscopie sau prin

dozarea separate a ionilor. )rin msurarea conducti*ilitii sau a rezisti"itii se poate

face o dozare destul de precis i rapid a electroliilor din plasm, su*stanele

neioniza*ile cum sunt urea sau glucoza nefiind implicate !n aceste determinri.N34#3 (5)5(3!5 "5 a9@:

Se numete conducti"itate electric > # conductan $, "aloarea in"ers a

rezistenei, a mediului respecti" > @;

1, unde D este rezistena electric i

se msoar !n ohmi # $. )entru conductorii de ordinul AA conducti*ilitatea este o

proprietate caracteristic i depinde de concentraia ionilor !n soluie #deci de gradulde disociere electrolitic$, de numrul de purttori de sarcin i de "iteza cu care

acetia transport curentul !n soluie.

Dezistena electric este dat de relaia D @ s

l, !n care l este lungimea

conductorului,sseciunea, rezistena specific sau rezisti"itatea # msurat !n

.cm $. /a depinde de mediului respecti". Dezistena specific, , este rezistena

unui cu* din acel mediu care are lungimea i seciunea egal cu unitatea.

onductana mediului > se msoar !n -1, numit i Siemens # S $ . ?aloarea

in"ers a rezistenei specifice se numete conducti"itate electric specific

@

1@

s;

l

. # -1cm-1 $ sau # S;cm $

onducti"itatea electric specific depinde de natura su*stanei, de temperatur i de

concentraia soluiei. )entru a determina conducti"itatea electric specific a unuielectrolit este ne"oie de o celul de conducti*ilitate. ceasta e alctuit din doi

25


26/143

electrozi de platin cu suprafaa de cca 1 cm2 i distanai la 1 cm, astfel !nc&t "olumul

de lichid s rm&n acelai pentru toate soluiile de msurat. elula de

conducti*ilitate se caracterizeaz prin constanta celulei, care este dat de raportul

dintre distana dintre electrozi i suprafaa lor,

T @S

l# cm-1$

'eoarece raportul l;S apare i !n legea lui Ihm, constanta celulei se poate determina

prin msurtori de rezisten sau de conductan a unor soluii etalon de electrolit cu

conducti"itate cunoscut,

U @ >. T # S.cm-1$

'e o*icei "aloarea lui U este dat !n prospectul aparatului . Spre e%emplu,

conducti"itatea soluiilor de Gl la 250 este dat !n ta*elul de mai os.

oncentraia molar 0,1 0,02 0,01

onducti"itatea ; -1cm-1; 0,0129 0,00276 0,001C12

n practic se utilizeaz conducti"itatea echi"alent sau cea molar adic

conducti"itatea raportat la numrul de echi"aleni-gram sau de molecule-gram de

electrolit !ntr-un cm: de soluie. cestea sunt sim*olizate prin `e i `m i pot fi

calculate cu relaia

`e , m @mec ,

@ .?

unde c e,m @ concentraia echi"alent sau cea molar, iar ? este "olumul !n cm:.

Spre e%emplu, fie o soluie molar a unei su*stane care disociaz !n nioni. +iecaremol din aceasta soluie conine 6,02.102: molecule i posed o sarcin electric egal

cu n.6,02. 102: .1,6.10-19coulom*i sau n+aradaH. )rin definiie o concentraie de 1

/chi"alent reprezint concentraia ionilor poziti"i sau negati"i care au o sarcin

electric de 1 +aradaH. n e%emplul de mai sus concentraia echi"alent a soluiei este

de n /chi"alent ; litru. /%perimental s-a putut demonstra c conducti"itatea

echi"alent scade dac concentraia crete i se pot o*ser"a dou tipuri decomportamente care caracterizeaz electroliii tari, respecti" cei sla*i. Ba diluii mari

26


27/143

# 1; c 10 C$ ea rm&ne apro%imati" constant i se numete conducti"itate

echi"alent la diluie infinit . /%trapol&nd la origine, la diluie infinit - unde

comportamentul tinde s fie ideal - se o*ine conducti"itatea echi"alent limita `0.

Fig.


28/143

a*elul 5'ensitatea

g/cm)roteinemia

g/l

'ensitatea g/

cm)roteinemia

g/l1,016 :0,9 1.026 65,2

1,017 :C,: 1,027 6,1,01 :7,7 1,02 72,01,019 C1,2 1,029 75,51,020 CC,6 1,0:0 7,91.021 C,0 1,0:1 2,:1,022 51,C 1,0:2 5,71,02: 5C.9 1,0:: 9,21,02C 5,9 1,0:C 92,61,025 61,7 1,0:5 96,:

?aloarea normal a concentraiei totale a electroliilor !n plasma este de :10 m/;l.

(surtorile conductometrice efectuate !n legtur cu proprietile electrice ale

celulelor sanguine indic o "aloare a capacitii electrice de 1 b+; cm2 i o

conductan de C mS;cm, iar conducti"itatea citoplasmei este de C mS;cm .

?.1. U(3*39a)5a m4*(3m5()4*43 5*5!()!+3m3! 8H> m$> (5m85)a(4)a 3

!#"4!(3v3(a(5 B#()4# 3#,4) 3#()4m5#( CONSORT C 0.

Ba acest instrument pot fi conectate simultan un electrod de pX, un electrod redo%, o

celul de conducti"itate i un senzor de temperatur. )arametrii tehnici

'omeniu de masur 081C pX, 1000 m?, 08100, 08100 mS;cm.

Dezoluie 0.01 pX, 1 m?, 1, 0.1 bS;cm

)recizie - pX;m? 8 0.5^ din "aloarea masurat.

- conducti"itate- 2^ pe toat scala.

ompensarea temperaturii- automat sau manual !n inter"alul 0-100 .

ali*rare 8automat pX 2 puncte i conducti"itate 1 punct

Decunoatere tampon 8 pX, 9 "alori preprogramate.

ccesorii- celul de conducti"itate SG10

- electrod de pX S)10- senzor de temperatur S10N

2


29/143

- stati" fle%i*il cu *ra.

- Soluii tampon i pentru cali*rare.

)e cutia aparatului e%ist 5 taste. u tasta (ode se poate selecta modul de lucru

#msurarea conducti"itii, pX, temperatura$ procedura de etalonare i re"enire la

modul iniial. utonul B !ncepe sau continu etalonarea sau alegerea unei funcii ,

sgeile se folosesc pentru alegerea manual a unei "alori sau a unei funcii, iar

tasta IN;I++ pentru conectarea sau deconectarea aparatului . )e ecran pot aprea

c&te"a mesae sau coduri de eroare ; or ; @ depirea scalei , ; cc ; @ constanta

celulei !n afara domeniului de msur, ; B; @ greeal de etalonare, ; (/(; @

eroare de memorare. Nu se "a introduce celula de conducti"itate i electrodul de pX!n acelai timp !n soluie.

Fig.?.

?.1.a. M"4* "5 *4!)4 85#()4 m@4)a)5a !#"4!(3v3(@33 :

Se selecioneaz gama de conducti*ilitate aps&nd pe *utonul (ode.

'up ce s-a splat electrodul cu ap distilat, pe urm cu soluia etalon de 0,01 (

Gl # 1C1: S; cm $, se cufund apoi electrodul !n aceast soluie.emperaturasoluiei nu are importan, dar totui ea tre*uie s fie cuprins !ntre 0 i :0 grade

29


30/143

elsius. 'ac temperatura este diferit, se compenseaz manual la "aloarea indicat .

psai apoi tasta al.

paratul "a arta temperatura de referin ; r.20; sau ; r.25 ;.legei "aloarea

dorit i apsai tasta al.

paratul "a indica constanta celulei de e%. ; 1.0C5 ; i se etaloneaz automat c&nd

afiaul este sta*il # adic tasta al !nceteaz clipirea $.

'up ce se cltete electrodul cu ap distilat, apoi cu soluia de msurat, se

introduce !n soluia de msurat i se citete "aloarea pe ecran.

'up utilizare, splai electrodul i introducei-l !n ap distilat # adugai puin

detergent pentru a conser"a mai *ine suprafaa electrozilor de platin$.

?.1.. M"4* "5 *4!)4 85#()4 m@4)a)5a 8H.

Se "a selecta gama de pX cu autorul tastei (ode. fiaul "a indica imediat

"aloarea msurat la etalonarea precedent. )entru o nou etalonare, se apas tasta

B.

Se cltete electrodul cu ap distilat i se introduce !ntr-unul din tampoane.

fiaul "a indica unul dintre cele 9 tampoane din memorie, spre e%emplu C.01, !ntimp ce indicatorul pX de pe ecran clipete. Se alege cu autorul sgeilor tamponul

corespunztor i se apas tasta al. paratul "a arta tamponul msurat i se "a

cali*ra automat atunci c&nd afiaul este sta*il#indicaia al de pe ecran nu mai

clipete$.

Se "a clti electrodul cu ap distilat i se introduce !n cel de-al doilea tampon.

fiaul "a indica un nou tampon din memorie #de e%emplu 9.1$ !n timp ce

indicatorul pX de pe ecran clipete. Se alege tamponul corespunztor i se apas tasta

al, etalonarea se face automat.

Se cltete electrodul cu ap distilat i se introduce !n soluia de msurat, apoi se

citete direct "aloarea de pe ecran.

'up folosire cltii totdeauna electrozii cu ap distilat i pstrai !n soluie de Gl

cu concentraie :...C (.

?.1.!. M"4* "5 *4!)4 85#()4 m@4)a)5a m$.

Selecionai gama m? cu tasta (ode.:0


31/143

'up cltirea cu ap distilat se introduce electrodul !n soluia de msurat i se

citete "aloarea pe ecran.

'up folosire se cltete cu ap distilat i se pstreaz !n soluie Gl :...C (.

)entru toate modurile de lucru se poate folosi concomitent senzorul de temperatur.

A8*3!a35:1$ Se pregtete o soluie de Gl 1 n i o soluie de X:IIX 1 n, !n ap

distilat. poi se "or prepara diluiile 0,1Z 0,01Z 0,001 i 0,0001 normal i se "a

determina conducti"itatea si pX-ul lor. 'atele se "or trece !n urmtorul ta*el. Se "a

reprezenta grafic conducti"itatea !n funcie de concentraie pentru fiecare soluie.

Soluie oncentraia E n F

>E -1 @

SiemensF

` E mS;

cmF

pX

2$ Se "a calcula concentraia total de electrolii din plasm cunosc&nd "aloarea

normal a rezisti"itii electrice a plasmei, conform formulei de mai sus. )roteinemia

se determin din ta*elul 5 !n funcie de densitatea plasmei.

. STUDIUL UNEI PILE DE CONCENTRAIE

N34#3 (5)5(3!5 :

=n electrod metalic introdus !n soluie apoas ce conine ionii si "a participa la oreacie redo% de tipul red z e8V o@ ,

:1


32/143

unde red- atomul neutru, z 8 "alena ionului, e 8 sarcina electronului, o@8ionul cusarcina Vz.ntruc&t electronii rm&n !n metal iar ionii trec !n soluie, datorit atraciei

electrostatice dintre ei, se formeaz la interfaa metal-soluie un strat du*lu electric.

'iferena de potenial datorit stratului du*lu electric se opune trecerii unei noi

cantiti de ioni !n soluie. Sistemul aunge la echili*ru c&nd tendina de trecere a

ionilor !n soluie datorit diferenei de potenial chimic !ntre formele red i o% este

anulat de tendina trecerii !n sens opus datorit diferenei de potenial electric.

:2

Fig.A.1. Formarea stratului dublu

electric la suprafa"a electrodului

metalic


33/143

Se poate demonstra #a"&nd !n "edere c potenialul chimic !n faza metalic este egal

cu potenialul standard$ c potenialul electric al electrodului metalic !n raport cu

soluia se poate calcula cu formula

o@ln

z+

D// 0 += , unde o%8 este concentraia molar a ionilor !n soluie, D 8

constanta uni"ersala a gazelor, - temperatura a*solut, z- "alena ionului, + 8

numrul lui +aradaH #96500 ;mol$ , /08 potenialul electric normal al electrodului

#potenialul electric standard dac temperatura este 25


34/143

/ @ ?$"olti,#lgz+

D2,:02

1

2

C

C , sau

/ @ m?$,#mili"oltilgz+D:022

1

2

CC

n cele ce urmeaz se "a studia potenialul electric generat de o pil de concentraie a

ionului 1-din soluiile de Gl, dispoziti" ce se apropie de comportamentul ideal.

/lectrozii utilizai sunt fire de argint pe care s-a depus electrolitic un strat de gl

#notai pe scurt electrozi g;gl$ i care sunt re"ersi*ili !n raport cu l -.

/lectrodul introdus !n soluie mai diluat de Gl "a trimite !n faza apoas mai muli

ioni l-, el !ncrc&ndu-se la un potenial poziti" !n raport cu cel aflat !n soluia mai

concentrat. 'iferena de potenial, masurat !n m?, "a fi

/ @ - 2:021

2

lg

z+

Dsau, dup rsturnarea fraciei

/ @ 2:022

1

lg

z+

D#m?$.

(surarea diferenelor de potenial generate de pilele de concentraie nu poate fi

fcut cu instrumente o*inuite datorit faptului c acestea modific stratul du*lu

electric de la suprafaa electrozilor prin cantitatea mare de curent ce tre*uie s le

str*at. 'in acest moti" se folosesc gal"anometre sau mili"oltmetre electronice care

au rezistena de intrare suficient de mare.

Ma(5)3a*5 #5!5a)5(ili"oltmetrul cu afisa digital, 2 electrozi g;gl montai pe supori ce se pot

deplasa "ertical pe stati"e, 2 pahare erzelius de 50 ml, f&ii de h&rtie de filtru #ca

puni electrolitice$, soluie de Gl cu concentraia 12 moli;litru, cilindru gradat de

50 ml, ap distilat.

D5!)35)5a a8a)a(4)33

'ispoziti"ul e%perimental este realizat pe dou stati"e "erticale !n lungul crora pot fi

deplasate suporturile pe care sunt fi%ai cei doi electrozi i de care pot fi prinse cu

:C


35/143

cleme paharele erzelius conin&nd soluiile de lucru. )rimul pahar erzelius "a

conine soluia de Gl nediluat, de referin, cu concentraia pe care o "om nota 1

i care rm&ne nemodificat pe tot cursul e%perienei. l doilea pahar erzelius "a

conine soluii de concentraie "aria*il, 2, o*inute prin diluarea progresi" a

soluiei de referin. )rin co*or&rea suporilor, electrozii /l 1i /l2pot fi introdui !n

soluiile respecti"e. )untea electrolitic, ), dintre cele dou soluii este realizat cu o

*and de h&rtie de filtru. a*lurile electrozilor /l1 si /l2"or fi cuplate la *ornele

referinj i respecti", msurarej ale mili"oltmetrului sau pX-metrului. n cazul

utilizrii unui pX-metru *utonul de comutare m?-pX se "a pune !n poziia m?j.

Fig.A.2. ;epre$entarea sc%ematic a dispo$itivului e@perimental pentru o pil de concentra"ie.

:5


36/143

M"4* "5 *4!)4Se cupleaz mili"oltmetrul la reea i se pornete urmrindu-se aprinderea

ecranului de afia. Nu se "a da importan "alorilor indicate de aparat at&ta timp c&t

electrozii nu sunt introdui !n soluie iar puntea electrolitic nu este instalat !ntre

cele dou "ase cu soluie.

n am*ele pahare, dup ce !n preala*il au fost splate cu ap distilat, se introduce

soluie de concentraie 1. )aharul nr1 se "a prinde cu o clema pe stati"ul din st&nga,

!n el "a fi introdus electrodul /l1 i "a fi meninut astfel p&n la sf&ritul

determinrilor. n paharul nr.2, prins de stati"ul din dreapta, "a fi introdus electrodul

/l2 i cu o *anda de h&rtie de filtru se "a face legtura cu "asul nr.1. Andicaiile

aparatului se "or sta*iliza !ntr-un inter"al de timp 1-2 minute. 'ac !ntregul sistem

funcioneaz corect diferena de potenial afiat de aparatul de msur este nul, sau

difer cu cel mult 5 m?. ?om nota aceast "aloare /1.

n continuare, se poate scoate electrodul /l2din "asul nr2 i din soluia ce o

conine se prepar, prin diluare k, 50 ml soluie de concentraie 2 @ 1;2 #25 ml

soluie inial V 25 ml ap distilat$. ceasta se reintroduce !n "asul nr.2 dup cltirea

lui cu ap. Se repet msurarea diferenei de potenial o*in&ndu-se "aloarea /2.

Se procedeaz ca i mai sus, !n mai multe r&nduri, dilu&nd succesi" soluia din

"asul nr.2, astfel !nc&t s se o*in "alorile pentru potenialele / C, /, /16, /:2 ...

corespunztoare unor soluii din "asul nr.2 de concentraii 1;C, 1;, 1;16, 1;:2,.../ste foarte important ca la fiecare msurtoare s se schim*e puntea de h&rtie de

:6

Fig.A.. Bultimetre digitaleutili$ate pentru nregistrareadiferen"ei de poten"ialelectric produs de o pil de

concentra"ie.


37/143

filtru dintre "ase. ltfel e%ist riscul falsificrii rezultatelor prin modificarea

concentraiilor din acest "as.

)rezentarea rezultatelor i calcule

2 1;1 1;2 1;C 1; 1;16 1;:2 1;6C 1;12

1;2 1 2 C 16 :2 6C 12

lg2

1

C

C 0,00

0,:01 0,602 0,90: 1,20C 1,505 1,06 2,107

/n#m?$ I

Se "a reprezenta grafic dependena potenialului pilei de concentraie, /, !n funcie de

lg #1;2$ tras&ndu-se dreapta care apro%imeaz cel mai *ine punctele o*inute

e%perimental.

u autorul graficului se sta*ilesc "alorile pentru panta e%perimental a dreptei Te

Te@$;lg#

/

21

/cuaia drepetei e%perimentale cu "alorile astfel gsite se "a scrie su* formula

/ @ /0V Te lg #1;2$

ceast ecuaie "a fi comparat cu cea teoretic

/ @ Tt . lg #1;2$ unde T t @+

D:022 este panta teoretic pentru

msurtori fcute !n m?.

stfel se poate aprecia c&t de aproape de comportamentul ideal este pila studiat.

ceast apropiere este cu at&t mai mare cu c&t /0#potenialul datorit asimetriei !n

funcionarea electrozilor$ este mai redus i cu c&t panta e%perimental Tese apropie

mai mult de "aloarea calculat pentru panta teoretic Tt.

:7


38/143

III.PROPRIETI OPTICE ALE LICHIDELOR 7IOLOGICE

. DETERMINAREA INDICELUI DE REFRACIE AL UNEI SOLUII

CU AJUTORUL REFRACTOMETRULUI A77E

N(34#3 (5)5(3!5. e*rac(ia luminii reprezint fenomenul de trecere a undei

luminoase dintr-un mediu optic cu indicele de refracie n1!ntr-un alt mediu optic cu

indicele de refracie n2, cu schim*area direciei de propagare. Deprezent&nd raza de

inciden #1$, raza refractat #2$ i not&nd

- iunghiul de inciden, format de raza incident cu normala !n punctul de inciden

la suprafaa de separare dintre cele dou medii

- runghiul de refracie, format de raza refractat cu normala, putem afirma c raza

incident, raza refractat i normal la suprafa sunt coplanare i are loc relaia n1 sin i @ n2sin r

:


39/143

Fig. D.1. Fenomenul de refle@ie' refrac"ie *i refle@ie total a luminii.

D3!433:

1. dac n2[n1atunci r \ iZ raza refractat se apropie de normal

2. dac n2\n1 atunci r[iZ raza refractat se deprteaz de normal

:. la suprafaa de separare dintre dou medii transparente au loc simultan fenomene

de refle%ie i de refracie a luminii.

C. atunci c&nd n2\n1notm cu lunghiul limita @ unghiul format de raza incident

pentru care unghiul de refracie este r @ 90 @[ n1sin l @ n2

'ac lumina trece din mediul 1 !n mediul 2 i n1[n2 atunci e%ist relaia

sin 1@ n2 ; n1, relaie ce poate ser"i la aflarea unuia din cei doi indici de refracie

dac se cunoate cellalt i se msoar unghiul limit, 1. )e acest principiu este

construit refractometrul **e cu autorul cruia se poate citi direct indicele de

refracie al unui lichid #dup ce s-a adus !n dreptul unui reper fi% zona de delimitare

lumin 8 !ntuneric ce apare atunci c&nd radiaiile se propag !n condiiile refraciei launghiul limit$.

'eterminrile refractometrice ne dau informaii preioase i !n legtur cu

structura unor su*stane, cum ar fi de e%emplu cele organice. Defracia specific i

refracia molecular a unei su*stane sunt mrimi fizice importante care pot

caracteriza din punct de "edere optic un lichid *iologic. /a se poate calcula cu

autorul relaiei lui Borenz

Ds@dn

n 1

2

12

2

+

i rm@ rsO(

:9


40/143

!n care n este indicele de refracie iar d este densitatea.

)rodusul dintre refracia specific i greutatea molecular ( a unei su*stane se

numete refrac"ie molecular. ceast mrime este i ea o caracteristic molecular a

fiecrei su*stane, "aloare ei depinz&nd de starea de agregare a su*stanei respecti"e.

Defracia molecular !n cazul su*stanelor organice este egal cu suma refraciilor

atomice i a refraciilor legturilor, precum i a grupelor coninute de molecul.

Defractometria ca metod de lucru are urmtoarele a"antae se lucreaz cu o

cantitate infim de su*stan #1-2 picturi$, este o metoda rapid i foarte precis #se

poate citi indicele de refracie cu o precizie de C zecimale$. unosc&ndu-se indicele

de refracie, se poate determina concentraia soluiilor studiate# !n cazul la*oratoruluiclinic -concentraia proteinelor !n lichidele *iologice$.

A8a)a(4)a Defractometrul de tip /-on"e% are urmtoarele pri componente

1. Icular, mrire optic :0.

2. 'ispoziti" de deschidere;!nchidere a prismei.

:. Iglinda reflectatoare.C. Antrare pentru msurarea temperaturii apei de rcire #dac este cazul$.

5. Antrare pentru luminarea prismei.

6. Antrare pentru sistem de termostatare.

7. )risma superioar.

. 'ispoziti" pentru controlul dispersiei.

9. 'ispoziti" de austare 8msurare.

10. uton pentru compensarea culorii.

11. Antrare pentru msurarea temperaturii pro*ei cu termometrul digital.

12. uton de cali*rare.

1:. Deglaul luminozitii scalei de msurare.

C0


41/143

Fig. D.2. ;efractometrul !00E' tip C-N,E.

C1


42/143

)artea principal a refractometrului **e se compune din dou prisme, una pentru

msurare i cealalt pentru iluminare, care se pot *loca cu autorul unui uru*. )rin

intermediul unui tam*ur se poate deplasa *locul prismelor astfel ca !n c&mpul "izual

al lunetei s ne apar o imagine pe umtate iluminat i a crei limit de separaie

!ntre zona iluminat i cea !ntunecat s fie plasat e%act la !ncruciarea celor dou

fire reticulare.

M"4* "5 *4!)4

nainte de msurtoarea propriu zis tre*uie fcute c&te"a teste de cali*rare. Se

deschide intrarea prismei superioare #5$ i se !nchide oglida reflectatoare #:$. Se

acioneaz tam*urul de compensare a culorii #10$ p&n c&nd culorile rou i al*astru

dispar complet.(etoda de cali*rare utiliz&nd ap distilat Se deschide prisma superioar, se

pipeteaz 2-: picturi de ap i apoi se !nchide. 'ac temperatura !nregistrat este de

20, indicele de refracie ar tre*ui s fie 1,:::0. n caz contrar, se acioneaz

tam*urul #9$ p&n c&nd scala indic "aloarea menionat. 'e asemenea se acioneaz

*utonul de cali*rare p&n c&nd limita de separare lumin-um*r corespunde cu

intersecia firelor reticulare.

'eoarece se lucreaz cu lumina al* #lumina

policromatic$ pentru a se !nltura fenomenelede dispersie ce pot aprea #i care ar determinaerori de msurare datorit imposi*ilitiio*inerii unei limite de separaie nete$ seutilizeaz o prism suplimentar care se poateroti cu autorul unui dispoziti" situat lateral,acest dispoziti" numindu-se compensatorj. uautorul lunetei se poate citi direct indicele derefracie al su*stanei studiate, dar i

concentraia procentual.

C2

Fig. D.. !spectele privind punerea la punct 5a) *icitirea indicilor de refrac"ie 5b) pentrurefractometrul !bbe.


43/143

ali*rarea odat fcut, se poate proceda la msurtorile propriu zise, determin&nd

pentru diferite lichide *iologice at&t indicele de refracie #cu precizie de patru

zecimale$ c&t i concentraia procentual. 'ac msurtoarea se face la temperaturi

mai mari sau mai mici de 20 tre*uie fcut o corecie a rezultatului. n ta*elele

urmtoare sunt trecute coreciile care tre*uie fcute !n funcie de temperatur i

c&te"a "alori ale indicelui de refracie pentru unele su*stane de referin.

n figura alturat sunt prezentate dou tipuri derefractometre porta*ile care permit msurtori

rapide i uoare, ideale pentru determinarea

concentraiei procentuale !n scala ri%. Scala de

msurare ri% arat concentraia procentual a

unor su*stane solide dizol"ate !n ap, fiind

cali*rat la cantitatea de zahr #trestie de zahr$!n grame, coninut !n 100g de ap. 'eci c&nd

se msoar o soluie care conine zahr, scala ri% indic e%act concentraia real.

C:


44/143

alcule i prezentarea rezultatelor

Idat citite "alorile indicelui de refracie i ale concentraiei, cu autorul formulelor

anterioare se calculeaz refracia molecular i refracia specific pentru fiecare

pro*. n cazul soluiilor proteice, concentraia se "a determina din ta*elele puse la

dispoziie. Dezultatele se trec !n ta*elul urmtor

Nr.sol.

# oncentraiaproteine serice

d #Tg;m:$ Defraciaspecific )

Defraciamolecular )m

CC


45/143

. DETERMINAREA CONCENTRAIILOR SOLUIILOR OPTIC

ACTI$E CU POLARIMETRUL

N34#3 (5)5(3!5 onform legilor electro-magnetismului o pertur*aie electromagnetic aprut

!ntr-o regiune a spaiului de"ine iz"orul altor pertur*aii de aceeai natur !n

poriunile !n"ecinate !n spaiu - apare astfel o und electromagnetic care se "a

propaga cu "iteza luminii.

Begile generale ale micrii ondulatorii se refer !n aceeai msur at&t la undele

longitudinale c&t i la cele trans"ersale. ?i*raiile longitudinale sunt simetrice fa de

direcia de propagare, adic aciunea lor asupra unui aparat receptor oarecare nu se

schim* dac acest aparat este rotit !n urul direciei de propagare. n cadrul undelor

trans"ersale condiiile de aciune ale undei asupra aparatului pot fi diferite, dup cum

"i*raiile trans"ersale sunt surprinse !ntr-un plan sau !ntr-altul, care trece prin

direcia de propagare.

'in teoria electromagnetic a luminii rezult ca undele luminoase sunt

trans"ersale. ntr-ade"r, toate legile electromagnetismului duc la concluzia c

"ariaia !n timp a intensitii c&mpului electric

/ este !nsoit de apariia unui c&mp

magnetic-alternati" X , orientate perpendicular unul !n raport cu cellalt.

=n asemenea c&mp electromagnetic alternati" nu rm&ne fi% !n spaiu, ci se

propag cu "iteza luminii de-a lungul unei linii perpendiculare pe "ectorii / i

X ,

gener&nd unde electromagnetice, unde de lumin. n felul acesta cei trei "ectori X ,

/ i "iteza de propagare

" , sunt perpendiculari !ntre ei, cu alte cu"inte direciile

"ectorilor / i

X sunt perpediculare pe direcia de propagare, adic unda

electromagnetic este trans"ersal. n fiecare caz dat e%ist o anumit orientare i prin

urmare raza luminoas nu reprezint a%a de simetrie a undelor electromagnetice. I

asemenea simetrie este caracteristic undelor trans"ersale. ?om !nelege prin lumina

natural acea lumin !n care "om !nt&lni toate orientrile posi*ile ale "ectorului

/

# i prin urmare i ale lui X $.C5


46/143

Bumina !n care / , la fel i

X !i pstreaz o singur direcie, o "om numi lumina

polarizat. )lanul care trece prin direcia de propagare i care cuprinde "ectorul

electric, se numete plan de "i*raie al luminii polarizate, iar planul !n care se gsete

"ectorul magnetic i direcia de propagare se numete plan de polarizaie.

Fig. >.1. &lanurile de vibra"ie *i de polari$a"ie in ca$ul luminii polari$ate.

+enomenul de polarizare al luminii, adic selecionarea undelor de lumin cu o

anumit orientare a "ectorului electric /, are loc prin refle%ia sau refracia luminii la

suprafaa de separare a doi dielectrici izotropi sau prin du*la refracie c&nd lumina

trece printr-un cristal anizotrop. =n sistem este izotrop dac toate proprietile sale

sunt identice dup oricare din direciile spaiului, iar un sistem "a fi anizotrop dac

proprietile lui depind de direcia dup care are loc fenomenul.

Noi "om studia du*la refracie #sau *irefringena$ ce are loc la trecerea luminii

printr-un cristal de spat de Aslanda #aI:$ care cristalizeaz !n sistemul rom*oedric.

'ac pe un asemenea cristal cade un fascicul de lumin, dup refracie el "a da

natere la dou fascicule, a"&nd direcii diferite.

hiar dac unghiul de inciden este nul, fascicolul refractat este du*lu. Daza care

se propag !n continuarea fascicolului incident se numete raza ordinar iar cea de adoua, raza e%traordinar. 'ac studiem cele doua raze emergente constatm c

am*ele sunt polarizate, i anume !n planuri perpendiculare !ntre ele.

C6


47/143

.1. M5("5 8(3!5 !a)5 4(3*395a9@ *4m3#a 8*a)39a(@

Ra"3a3a 8*a# 3 !3)!4*a) 8*a)39a(@

Dadiaia electromagnetic reprezint o und ai crei "ectori electric #E$ i

magnetic #H$ oscileaz perpendicular pe direcia de propagare i sunt orientai

reciproc perpendicular. +rec"ena oscilaiei, , reprezint numrul de oscilaii pesecund. Gumina nepolari$at sau natural conine cuante ai cror "ectori au

H

v

E

v

E

+ig.,.2. -scila"iile vectorului electric n ca$ulluminii plan8polari$ate 5sus) *i circular

polari$ate 5:os)

C7

+ig.,.3&olari$area luminii prin spat de Hslanda celedou prisme sunt lipite cu balsam de Canada' ansamblulconstituind un NHC-G ;-8;a$a ordinar ;E8;a$ae@traordinar polari$at n planul figurii.


48/143

orientrile distri*uite aleator, nee%ist&nd un mod pri"ilegiat de oscilaie. Gumina

plan8polari$at este cea !n care "ectorul electric, respecti" magnetic, oscileaz

fiecare doar !ntr-un singur plan.

Bumina circular polarizat are caracteristic faptul c "ectorul electric, respecti"

magnetic, rm&n constani !n modul dar descriu fiecare o traiectorie elicoidal

#+ig.5$, cu rotaii pe secund. 'up sensul !n care "&rful "ectorului parcurge elicea

#atunci c&nd pri"im spre surs$, lumina poate fi circular polarizat spre st&nga #sens

trigonometric sau antiorar$ ori spre dreapta #sens antitrigonometric sau orar$.

Bumina plan-polarizat poate fi considerat ca fiind rezultatul compunerii

"ectoriale a dou unde coerente, cu aceeai amplitudine, circular-polarizate una spre

st&nga i una spre dreapta.

Im8)(a#a (4"33*) B# *4m3#@ 8*a)39a(@

Singura interac"iune fi$ic care depinde e@plicit de asimetria structurii moleculelor

este interac"iunea cu radia"ia polari$at. simetria structurii tre*uie !neleas !n sens

general, aici intr&nd asimetria distribu"iei de sarcin #dipolii electrici permaneni$Zasimetria n dislocrile sarcinilor sub influen"a c#mpului electric e@terior

#polariza*ilitate asimetric$Z asimetria n mi*carea electronilor pe orbitalii de valen"

#3atomi asimetrici4$Z etc.

n plus, fa de studiile !n lumin nepolarizat, interac"iunea luminii polari$ate cu

moleculele ofer informa"ii de natur geometric #orientare, distribu"ie, ordonare,

suscesiune$asupra unor legturi sau $one din molecule.

.2. A)3a *4m3#33 8*a)39a(5

a !n orice metod de spectroscopie de a*sor*ie, lungimile de und alese se afl

n domeniile ben$ilor de absorb"ie ale legturilor.

n cazul luminii polarizate, interaciunea "ectorului electric "a depinde de

orientarea dipolilor a*sor*ani i de geometria or*italilor pe care sunt distri*uii

electronii !n urul atomilor. *sor*ia luminii polarizate are particulariti e%ploatate

C


49/143

de tehnicile de dicroism linear8 n ca$ul utili$rii luminii plan polari$atei dicroism

circular8 n ca$ul celui circular polari$ate.

.2.1. D3!)3m4* *3#5a) DL repre$int fenomenul prin care o prob strbtut

de o radia"ie policromatic linear polari$at *i sc%imb culoarea odat cu rotirea

planului de polari$are. /l se datorete a*sor*iei unor radiaii cu lungimi de und

diferite, dac planul luminii polarizate !i schim* orientarea fa moleculele aezate

ordonat.

&entru punerea n eviden" a DLeste nevoie ca moleculele din prob s fie

aran:ate n acela*i fel. ranamentul ordonat este aproape perfect !n cristale, dar

o*inerea acestora, !n cazul macromoleculelor, nu este o sarcin uoar. n dielectrici,

o orientare *un poate fi o*inut cu autorul c&mpului electric, dac moleculele aumomente dipolare. Dezult o aranare mulumitoare a macromoleculelor fi*rilare sau

alungite !n lichide !n curgere sau prin perierea !ntr-o singur direcie a unei soluii

"&scoase, p&n se usuc.

/%istena dicroismului linear, i mrimea lui, dac moleculele sunt orientate

preponderent cu dimensiunea mare !n lungul unei a%e, notate cu %, se e%prim prin

"aloarea raportului dicroic, d.

" E E

E E

II

II

=

unde E este e%tincia pro*ei c&nd planul luminii polarizate este paralel cu a%a%, iar

E

este e%tincia gsit c&nd planul luminii poalarizate este perpendicular pe a%a%.

?alorile diferite de zero ale raportului dicroic semnaleaz e@isten"a unor asimetriimoleculare, iar graficului d#$ poate furniza date asupra naturii acestor asimetrii

#gruprile, legturile sau conformaiile ce o produc$.

DL este utili$at curent n scopul stabilirii orientrilor diferitelor legturi din

structura moleculelor. n acest fel s-au putut descifra orientrile legturilor de

hidrogen !n structurile heli% #paralel cu a%ul lanului polipeptidic$ i foaie

plisat #perpendicular pe lan$.

C9


50/143

DLpoate fi o*ser"at i !n =?, pentru lumina polarizat a"&nd din *enzile de

a*sor*ie ale du*lelor legturi conugate ale aminoacizilor aromatici sau ale *azelor

azotate. stfel, poate fi determinat orientarea planurilor *azelor azotate fa de a%ele

elicilor du*le ale acizilor nucleici.

.2.2. D3!)3m4* !3)!4*a) DC este fenomenul prin care radia"iile

monocromatice,circular polari$ate n sensuri opuse,sunt absorbite diferit de ctre

moleculele substan"ei.

DC, la o lungime de und dat, se e"alueaz, cel mai simplu, prin diferena dintre

e%tinciile unei pro*e msurate pentru lumina circular polarizat spre st&nga #EL$ i

spre dreapta #ER

E$ EL K ER

/%primarea se poate face i pe *aze molare, !n funcie de coeficienii molari de

e%tincie

#$ LK R #(81cm81$

+enomenul de a*sor*ie !n =? - ?AS se datorete e%citrii electronilor. n cazul

structurilor asimetrice, ei oscileaz pe traiectorii elicoidale. *sor*ia !n "ecintatea

lungimii de und de rezonan #$ "a fi alta dac sensul elicii traiectoriei este acelai

polimer!nalt

dimer

AMP #monomer$

#nm$222


51/143

cu cel al elicii radiaiei considerat !n sensul de propagare1, sau !n sens contrar. 'e

aceea&se manifest intens n domeniile ben$ilor tran$i"iilor electronice . n funcie

de lungimile de und la care II are "alori ma%ime se poate studia energetica

legturilor, iar graficul lui #$ d informaii asupra asimetriei distribu"iei

structurilor ce le conin.

+iecare *and de DC este sensi*il at&t la strucura macromoleculelor, c&t i la toi

factorii care interacioneaz cu tranziiile electronilor din legturi. #+ig. 6$

.0. R(3)5a 8*a#4*43 *4m3#33 8*a)39a(5este rezultatul 3acti"itii optice4 a unor

su*stane care au molecule asimetrice.

!ctivitatea optic se studia$, de obicei, n domenii spectrale ndeprtate de

ben$ile de absor"ie ale substan"elor.eci ea nu se datore*te absorb"iei luminii ci se

e@plic prin vite$ele de propagare diferit a radia"iilor circular polari$ate n sensuri

opuse.

simetria molecular cea mai rsp&ndit este cea datorit atomilor de car*on

asimetrici. n cazul macromoleculelor, asimetria se poate datora i structurilor

secundare #elici rotite spre dreapta sau st&nga$ sau teriare, c&nd radicali simetrici se

plaseaz !n medii asimetrice - cu c&mpuri locale intense.;otirea planului luminii polari$ate apare ca urmare a faptului c, n $onele

asimetrice,electronii e@ecut mi*cri pe traiectorii elicodale ce pot fi rsucite - fie

spre st#nga, fie spre dreapta. onsider&nd c lumina plan-polarizat este compus

din dou componente circular polarizate !n sensuri opuse, propagarea uneia "a fi

fa"orizat fa de cealalt. ?itezele celor dou componente !ntr-un astfel de mediu

"or fi inegale i, la ieire, cei doi "ectori electrici "or a"ea !nt&rzieri diferite. n final,rezultanta compunerii lor "a fi rotit fa de poziia ce o a"ea la intrarea !n mediu.

cti"itatea optic a polimerilor difer de cea a monomerilor din care pro"in i

este posi*il ca un polimer, datorit structurii sale, s ai* acti"itate optic fr a

conine momomeri optic acti"i.

.0.1. D385)3a 8(3!@ )(a()35 DOR este fenomenul de dependen" a

ung%iului de rota"ie specific []$, de lungimea de und, , a radia"iei plan8

1 re*uie notat c sensul rotirii elicii luminii circular polarizate, luat !n sensul de propagare, este in"ers celuiconsiderat uzual, adic atunci c&nd pri"im spre surs.

51


52/143

polari$ate. u alte cu"inte, dac un fascicol de lumin policromatic, polarizat,

str*ate o pro*, componentele monocromatice ale fascicolului le "om gsi rotite

fiecare cu un alt unghi #dispersate rotator$.

/fectele rotatorii se manifest p&n departe de lungimile de und

ale *enzilor

de a*sor*ie. 'eci acolo unde a*sor*ia luminii i DCsunt a*sente.

>raficele DOR, ca i cele DC>depind de asimetria local a $onelor n care se

afl electronii ce pot e@ecuta tran$i"ii. Scopul trasrii lor este de a identifica i

e%plora astfel de zone, interaciunile dintre ele, sau suscepti*ilitatea lor la factorii de

mediu.

P)3#!3834* *4!)@)33:

52


53/143

u autorul luminii polarizate se pot determina rapid i destul de e%act, !n la*oratorul

clinic, concentraiile unor soluii ale cror su*stane au proprietatea de a roti planul de

polarizare al luminii. Su*stanele care au aceast proprietate se numesc optic8activei

se !mpart, !n fucie de sensul !n care rotesc planul luminii polarizate, !n le"ogirej,

cele care rotesc planul luminii polarizate !nspre st&nga, se noteaz cu semnul

minusZde%trogirej, cele care-l rotesc

!nspe dreapta, se noteaz cu semnul

plus.

)roprietatea aceasta de a roti planul luminii polarizate se datorete structurii

asimetrice a su*stanelor organice de o*icei, conin&nd unul sau mai muli atomi de

car*on aezai asimetric #un atom de car*on cu cele patru "alente satisfcute de patru

radicali diferii$.

n cazul soluiilor preparate cu autorul unei su*stane optic acti"e, unghiul cu

care "a fi rotit planul luminii polarizate "a depinde de urmtorii factori de

concentraia soluiei,Cdeci de densitatea da soluiei, de grosimea stratului de lichid

str*tut de lumina polarizat@#dm$, de lungimea de und a luminii utilizate, precum

i de temperatura soluiei. Bumina polarizat se o*ine cu autorul unui cristal

anizotrop care prezint fenomenul de *irefrigen.

ghem haotic

heli%

foaie plisata

nm 2


54/143

otodat, unghiulcu care este rotit planul de polarizare mai depinde i de natura

su*stanei componente a soluiei, caracterizat cu autorul mrimii EF care se mai

numete unghi de rotaie specificj.

'eoarece rotaia specific "ariaz cu temperatura i cu lungimea de und a

luminii, s-a con"enit ca s se standardizeze pentru lumina gal*en a sodiului i pentru

temperatura V20


55/143

+ig. ,.-. olarimetrul olaris8 pri componente

1. Icular 2. Bupa pentru citirea "alorii unghiului de rotaie:. uru* de controlC. uru* pentru focalizare.5. Scala i "ernierul pentru citirea unghiului de rotaie6. ompartiment !n care se introduce tu*ul cu pro*a7. +iltru de sticl

. Bampa de sodium9. omutator de pornire 8 oprire.

55


56/143

M" "5 *4!)4:

n lucrarea de fa "om studia concentraia !n glucoz a unor soluii dup formula

urmtoare

@ c@dNa

20FE

100

!n ^

)entru msurarea unghiului Jse procedez astfel

Se umple tu*ul cu ap distilat astfel !nc&t s nu conin *ule de aer i se terg

ferestrele de sticl de la capetele tu*ului pentru ca imaginea s se "ad !n *une

condiii.

Se introduce apoi tu*ul !n polarimetru i se rotete nicolul analizor cu autorul

uru*ului micrometric p&n ce zona central apare egal !ntunecat cu cele dou

c&mpuri laterale. 'eci se lucreaz !n condiiile e%tinciei ma%ime ce se o*ine atunci

c&nd cei doi nicoli ai polarimetrului sunt aezai !n crucej.

Se citete unghiul iniial, notat cu , cu o precizie de 0,05


57/143

Fig.>.>.a) Bersul ra$elor de lumina prin polarimetru c#nd nicolii sunt a*e$a"i Kn cruceL.

b) !spectul c#mpului luminos observat prin polarimetru n fuc"ie de po$i"ia nicolului anali$ator n

raport cu cel polari$ator.

57

a.

*. Nicoli paraleli Nicoli !n cruce

@+= 1

% @ 0,:0 @ 1,:0

Fig. >.M. Citirea ung%iului cu a:utorulvernierului circular.


58/143

alcule i prezentarea rezultatelor

unosc&nd "alorile pentru unghiurile medii i , se calculeaz unghiul cu care

rotete soluia planul luminii polarizate astfel

=

poi, se calculeaz concentraia procentual a soluiei, care !n cazul de fa este

glucoza pentu care EF20

Na@ 52.


59/143

.1. S(4"34* m3!)!84*43 8(3!.

(icroscopul optic este utilizat at&t !n domeniul cercetrilor medicale c&t i !n

analize uzuale de la*orator. cest instrument optic poate da imagini clare ale unor

formaiuni celulare cu dimensiuni p&n la apro%imati" 0,15 bm. 'eterminarea acestor

dimensiuni are o importan deose*it !n e%plorrile clinice i de la*orator. u

autorul microscopului optic se pot face analize ale lichidului cefalorahidian #BD$, a

urinii, a s&ngelui etc.

E@emplu'eparta&nd eritrocitele !n funcie de diametrul lor mediu, se o*ine cur*a

)rince-_ones pentru s&nge nomal, iar comparati" cu acesta se pot depista diferite

afeciuni.

Anstrumentele optice dau imagini clare, !n care se pot distinge amnunte ce nupot fi o*ser"ate cu ochiul li*er.

'in punct de "edere tehnic un instrument optic este un asam*lu de lentile,

oglinzi i diafragme, a%ele optice ale prismelor tre*uind s coincid cu a%ul

geometric al instrumentului. n funcie de natura imaginii, instrumentele optice se

!mpart !n

-instrumente optice cu imagini realecum sunt ochiul, aparatul fotografic,aparatul de protecieZ

-instrumente optice care dau imagini virtualei sunt folosite pentru

e%aminarea direct a o*iecti"elorZ astfel de instrumente sunt luneta, microscopul

optic, lupa.

(icroscopul optic este destinat o*ser"rii unor pro*e #frotiuri$ a cror

dimensiuni pot atinge 0,15bm. cest instrument are trei pri principale mecanic,

optic i dispoziti" de iluminare.

.2. Cm8#5#(5*5 4#43 m3!)!8 !4 *4m3#@ ()a#m3@

)rincipiul care st la *aza construciei oricrui microscop !l constituie

proprietatea lentilelor optice de a produce refracia razelor luminoase care le

tra"erseaz, form&nd astfel o imagine real sau "irtual. Ba microscopul optic,

o*iecti"ul formeaz o imagine mrit, real i in"ersat specimenului. Icularul preia

59


60/143

aceast imagine i o transform !ntr-o imagine mrit, "irtual i dreapt !n raport cu

prima. stfel, imaginea final dat de microscop este "irtual, rsturnat i mrit.

.0.Cm8#5#(5*5 m5!a#3!5 a*5 m3!)!84*43

(icroscoapele optice moderne sunt alctuite dintr-o parte mecanic ce

cuprinde piciorul microscopului, msua sau platina cu sistemele ei de deplasare a

preparatului i tu*ul microscopului, care poate fi deplasat !n plan "ertical cu autorul

unor angrenae.

iciorul sau tal#amicroscopului, este o component care confer sta*ilitate

aparatului. Ba microscoapele moderne talpa microscopului se afl !ncorporat !n

sursa de lumin.

&oloana sau m/nerul0 microscopul se articuleaz fi% sau mo*il cu piciorul. su(a sau #latina, perpendicular pe coloan, ser"ete ca suport pentru

preparat. cesta din urm se imo*ilizeaz pe platin prin dou lame metalice numite

vale"i sau cavaleri. )latina este pre"zut cu un dispoziti" special numit car mo*il

care, acionat de dou uru*uri coa%iale, permite deplasarea fin a preparatului.

ubul microsco#uluiare la partea superioar ocularele, iar la partea

inferioar, re"ol"erul cu o*iecti"ele. Ba microscoapele moderne, !n tu*ul optic se aflinterpus lupa *inocular, care conine un sistem de prisme pentru distri*uirea imaginii

la cele dou oculare.

evolverul, format din dou discuri metalice suprapuse, cel inferior mo*il,

aduce prin rotirea o*iecti"ului dorit !n a%ul optic.

is#o%itivulde punere la punct a imaginii este alctuit din "iza macrometric

care se folosete pentru prinderea grosier a imaginiiZ iar "iza micrometric 8 prin

micri fine, permite clasificarea imaginii.

60


61/143

?izorul I*iecti"e uton reglare fina imagine uton pornit; oprit

Suportul 'iafragma aza de susinere orpul "izorului I*iecti"e finale Suport prindere cu lamele 'ispoziti" fi%are imagine uton reglare imagine Irificiu # deschidere $

ra Sursade lumina

Fig.M.. Bicroscopul optic

.


62/143

lentila frontal i preparat este ocupat de un lichid #ulei de cedru, glicerin, uleiul de

parafin$ !n care este imersat "&rful apropiat cu al sticlei port preparat i, prin

folosirea lor, se elimin !n mare masur refracia !n afara suprafeei lentilei frontale a

razelor de lumin care ilumineaz preparatul. a urmare imaginea o*ser"at "a

c&tiga !n luminozitate i claritate.

Fig.M..-biective *i

oculare.

4cularelese afl dispuse la partea superioar a lupei *inocular, fiind formate

fiecare, din dou lentile plan con"e%e ce formeaz o imagine mrit, dreapta i

"irtual. )entru o*ser"are se folosesc de o*icei oculare cu putere mic de mrire#7%,10%$, deoarece rolul lor este de a distinge detaliile fine date de o*iecti" i mai

puin de a mri aceast imagine.

>radul de mrire a imaginii finale date de microscop poate fi modificat prin

schim*area o*iecti"elor i ocularelor i se calculeaz fc&nd produsul dintre puterea

de mrire a ocularului i a o*iecti"ului.

+ormula pentru grosisment i putere de separare56em#lu: ocular 176; obiectiv 276; marire: 27 8 17=277.

62


63/143

ceast "aloare d puterea de mrire total sau grosismentul microscopului.

Sistemul de iluminare, la microscoapele moderne, se afl !ncorporat !n talp i

este reprezentat de un *ec de $sau 12$. ot aici se afl i un sistem special pentru

controlul flu%ului !n a%ul flu%ului de lumin. Bumina este orientat !n a%ul optic al

microscopului de ctre o oglind plan dispus o*lic !n dreptul unui orificiu care se

afl su* platin. nclinaia oglinzii poate fi reglat cu dou uru*uri. Su* platin,

prins de coloana microscopului se afl condensorul, care are rolul de a concentra

razele de lumin !ntr-un focar ce coincide cu planul preparatului. =nghiul luminii

care intr !n condensor se regleaz cu autorul diafragmei iris, dispus !n montura

condensorului, su* lentile. ondensorul poate fi ridicat sau co*or&t, cu autorul unei

"ize dispus su* platin.

.?.C4m 5 8)3#"5 3ma,3#5a *a 4# m3!)!8 8(3! 3#43(

)rinderea imaginii i o*ser"area sa la un microscop optic o*inuit se face

relati" simplu i nu necesit cunotine speciale de mecanic fin sau de alt natur.

)entru e"itarea unor eecuri, inerente la un !nceptor, precum i a o*ine o imagine

corect i apropiat calitati" de performanele ma%ime ale aparatului, toate mane"reletre*uie s fie e%ecutate !ntr-o anumit ordine

1. Se aeaz lama cu preparatul de cercetat pe platin i se prinde cu "aleii.

/ste foarte important ca lama s fie aezat !n aa fel !nc&t preparatul s fie orientat !n

sus. n caz contrar nu se "a putea prinde imaginea cu o*iecti"e mai mari de C0%.

2. )ri"ind lateral se aduce preparatul !n a%ul optic prin mane"ra carului mo*il.

%ul optic coincide cu punctul de lumin dat de condensatorul ridicat !n preala*il !n

poziia ma%im. 'up efectuarea acestei operaii, condensatorul se co*oar la o

poziie intermediar.

0.Se aduce o*iecti"ul 10% !n a%ul optic al microscopului prin rotirea

re"ol"erului. &nd o*iecti"ul aunge !n a%, rotirea re"ol"erului !nt&mpin o uoar

rezisten. /ste *ine ca !ntotdeauna o*ser"area unui preparat s !nceap prin folosirea

o*iecti"ului 10%, deoarece acesta d o imagine de ansam*lu a preparatului, permi&nd

totodat selectarea unei zone din preparat care urmeaz a fi o*ser"at apoi de mriri

mai mari.6:


64/143


65/143

zecimi de mm. /talonarea riglei ocularului se face !n felul urmtor se "izualizeaz

concomitent at&t reeaua micrometric de pe lam c&t i rigla micrometric a

ocularului astfel !nc&t s se poat numra c&te di"iziuni de pe reea corespund unei

singure di"iziuni de pe rigl. poi cu o regul de trei simpl se poate calcula care este

fraciunea dintr-un mm care corespunde unei di"iziuni de pe rigla ocularului.

9.. b) D5(5)m3#a)5a "3m5#34#33 4#) 8)58a)a(5. Idat ce a fost fcut

etalonarea riglei, reeaua micrometric auttoare poate fi !nlturat. n locul ei se

fi%eaz pe msua microscopului di"erse preparate. )rima dat se !ncearc

"izualizarea unui fir de pr, fi%at cu o lamel pe o lam curat. Idat pus la punct

imaginea, rigla ocularului se suprapune peste grosimea firului de pr numr&ndu-se

c&te di"iziuni corespund acestei dimensiuni. poi, acest numr de di"iziuni se!nmulete cu "aloarea aflat anterior prin regula de trei simpl, o*in&ndu-se

dimensiunea !n mm a grosimii firului de pr. poi se "izualizeaz alte preparate puse

la dispoziie, fi%ate pe lame ou de parazit, preparate histologice.

/lementul

Studiat

'i"iziuni

coresp.element.

reelei

?aloarea unei

di"iziuni

microm.mm.

'i"iziuni

coresp.dimensi.

preparatului.

'imensiunea

preparatului.

mm

'imensiunea

prepartului medie

mm

Iu de parazit 6,5 0,0:07 :,5

:

C,5

0,1075

0,0921

0,1:1

0,112

G)3m5#(4*- reprezint raportul dintre tangenta unghiului su* care se "ede

imaginea prin instrument i tangenta unghiului su* care se "ede o*iectul atunci c&nd

este pri"it cu ochiul li*er sau altfel spus, raportul dintre diametrul aparent al imaginii

i cel al o*iectului aezat la distana optim de "edere clar ]-care pentru un ochi

normal are "aloarea 25 cm.

C.

1

2 &&tg

tg

tutoriale ale biochimiei

Documents