Определение точки нулевого заряда молекул альбумина в водных дисперсиях при различных концентрациях хлорида калия | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Кергенцев А. А., Дмитриева И. Б., Чухно А. С. Определение точки нулевого заряда молекул альбумина в водных дисперсиях при различных концентрациях хлорида калия // Молодой ученый. — 2014. — №18. — С. 123-126. — URL https://moluch.ru/archive/77/13376/ (дата обращения: 19.07.2018).

В работе проведено потенциометрическое титрование дисперсий альбумина в растворе калия хлорида различной концентрации, определено значение ТНЗ и влияние хлорида калия на это значение.

Ключевые слова: потенциометрическое титрование, альбумин, сорбция.

 

Все белки в зависимости от строения делятся на простые — протеины, состоящие только из аминокислот, и сложные — протеиды, имеющих небелковую простетическую группу. Протеины представляют собой простые белки, состоящие только из белковой части. Они широко распространены в животном и растительном мире. К ним относятся альбумины и глобулины, встречающиеся практически во всех животных и растительных клетках, биологических жидкостях и выполняющих важные биологические функции. Альбумины участвуют в поддержании осмотического давления крови, транспортируют с кровью различные вещества [1–2].

Протеиды являются сложными белками, состоящими из белковой и небелковой частей. Название протеида определяется названием его протеистической группы. Так, нуклеиновые кислоты являются небелковой частью нуклеопротеидов, фосфорная кислота входит в состав фосфопротеидов, углеводы — гликопротеидов, а липиды — липопротеидов [3].

Яичный альбумин занимает промежуточное место. Обычно яичный альбумин, как и все альбумины, относят к простым белкам. Функция яичного альбумина в живых организмах основана на его способности образовывать отложения — запасная функция, он является одним из важнейших источников белка для человека, содержащий все важные, незаменимые аминокислоты [4–6].

Представленная в статье работа, является частью работ посвященных изучению физико-химических и коллоидных свойств белков [7–11] и порфиринов [12–15]. Актуальность исследований систем содержащих сложные биологически активные соединения, а также устойчивость их дисперсий, не вызывает сомнений [16–18]. Подобные исследования позволят создавать комплексы белков и лекарственных препаратов, включая новые лекарственные формы, разрабатываемые в настоящее время в академии [19–22].

В качестве объекта исследования был взят яичный альбумин производства немецкой фирмы Merck. Для исследования использовался метод потенциометрического титрования [23–24]. В ячейку для потенциометрического титрования помещали 25 мл исследуемой дисперсии, 30 минут пропускали воздух, освобожденный от СО2 и титровали раствором КOH (0,0129 моль/л) или НС1 (0,010 моль/л). Титрант вводили порциями по 0,1 мл с помощью микробюретки с интервалом в 1 минуту. Растворы КOH готовили на дистиллированной воде, предварительно освобожденной от СО2 воздуха кипячением в течение 30 минут. После каждой добавленной порции титранта измеряли значения рН раствора. Регистрация рН осуществляется на рН-метре — милливольтметре рН-673 с точностью измерения рН ±0,05 единиц рН. Растворы KCl готовились из фиксаналов.

По результатам потенциометрического титрования были построены зависимости рН исследуемого раствора от объема добавленного титранта (V, мл) для растворов без адсорбента и с адсорбентом. В кислой области преобладает адсорбция ионов водорода, а в щелочной области ионов ОН-. Значение рН точки пересечения кривых титрования с адсорбентом и без него соответствует условию равенства адсорбированных Н+ и ОН- -ионов — это соответствует точке нулевого заряда (рНТНЗ) [25]. Таким образом, методом потенциометрического титрования определяется разница между адсорбцией ионов Н+ и ОН-. Кривые титрования с адсорбентом и без сравнивают и рассчитывают разницу между количеством адсорбированных ионов Н+ -(ОН-) отнесенное к единице массы или поверхности адсорбента:

 (ОН- — H+) =

[1]

где (H+-ОН-) — разница между количеством адсорбированных ионов Н+ и ОН- отнесенная к единице массы адсорбента, моль/г;

Ститр — концентрация титранта КOH (HCl), моль/л;

V1 — объем раствора титранта, пошедший на титрования раствора без адсорбента, мл;

V2 — объем раствора титранта, пошедший на титрование раствора с адсорбентом, мл;

m — масса адсорбента, г;

Расчет — (Н+- ОН-) производят для одинаковых значений рН раствора с адсорбентом и без, в нашей работе при значениях рН от 3,0 до 10,0. Через заданное значение рН проводят линию параллельную оси абсцисс и находят V1 и V2.

Погрешность измерения значений рН составила 0,05 единиц рН.

Ранее метод был отработан на полисахаридах и порфиринах [26–27].

Рассмотрим результаты потенциометрического титрования. На рис. 1 представлены результаты титрования дисперсии альбумина в присутсвии хлорида калия. Анализ кривых потенциометрического титрования показывает, что в области рН <рНТНЗ кривая титрования с адсорбентом идет выше, чем без адсорбента, вследствие адсорбции Н+ — ионов на альбумине. Альбумин в этой области рН заряжен положительно. В области рН >рНТНЗ кривая с адсорбентом идет ниже, чем без адсорбента из — за адсорбции ОН- — ионов. Вследствие того, что на альбумине в водных растворах адсорбируются одновременно ионы Н+ и ОН-. В общем виде можно записать две поверхностные реакции:

где S –символ поверхности.

Аналогично выглядят зависимости и для других концентраций КCl.

 

Рис. 1. График потенциометрического титрования.: 1 — кривая титрования раствора КСl (0,01 моль/л); 2 — кривая титрования дисперсии альбумина КСl (0,01 моль/л)

 

Соответственно в зависимости от того, адсорбция каких ионов преобладает, поверхность приобретает либо положительный, либо отрицательный заряд. При увеличении концентрации протонов в водных растворах увеличивается протонизация аминогрупп, и уменьшается диссоциация карбоксильных групп. К обратному эффекту приводит увеличение концентрации гидроксид-ионов. При этом поверхность белка заряжается отрицательно. При увеличении ионной силы раствора происходит увеличение обмена катионов и анионов на Н+, ОН-, что отражается на увеличении адсорбции Н+, ОН-.

Рис. 2. Зависимость адсорбции ионов Н+, ОН- на альбумине от рН: 1 — водная дисперсия альбумина; 2 — водная дисперсия альбумина с добавлением KCl (0.001 моль/л), 3 — водная дисперсия альбумина с добавлением KCl (0.01 моль/л), 4 — водная дисперсия альбумина с добавлением KCl (0.1 моль/л), 5 — водная дисперсия альбумина с добавлением KCl (1 моль/л).

 

Из рис 2. видно что, что рНТНЗ с увеличением концентрации хлорида калия сдвигается в основную область и изменяется от 4,1 до 5,0, что свидетельствует о сорбции аниона, в нашем случае Cl-.

Выводы

В работе проведено исследование адсорбции ионов водорода и гидроксид-ионов на альбумине в растворе хлорида калия различных концентраций. Установлено:

1.                  Адсорбция H+, OH- — ионов на альбумине возрастает с увеличением концентрации хлорида калия.

2.                  Хлорид калия влияет на рНТНЗ, сдвигая в основную область, что свидетельствует об адсорбции Cl-.

 

Литература:

 

1.         Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология в 3-х томах. — М.: Мир, 1996. Том 1. — 368 с.

2.         Измайлова В. Н., Ямпольская Г. П., Сумм Б. Д. Поверхностные явления в белковых системах. — М.: Химия, 1988. — 239 с.

3.         Измайлова В. Н., Ребиндер П. А. Структурообразование в белковых системах. — М.:Наука, 1974. — 268 с.

4.         Ptitsyn O. B., Finkelstein Theory of Protein Secondary Structure and Algorithm of Its Predicthion. Biopolymers.,1983.Vol. 22. № 1. Р. 15–25.

5.         Kuo-Chen Chou. Origin of low-frequency motions in biological macromolecules. A viev of recent progress in the quasi-continuity model. Biophys. Chem., 1986. Vol. 25. № 2. Р. 105–116.

6.         Byler D. M., Susi H. Examination of the Secondary Structure of Proteins by Deconvolved FTIR Spectra. Biopolymers., 1986. Vol. 25. № 2. Р. 469–487.

7.         Чухно А. С., Дмитриева И. Б., Мартынов Д. В.. Изоэлектрическая точка белков в водных растворах азолов. // Вестник СПбГУ. 2011. Серия 4: Физика. Химия. Вып. 2. С.124–133.

8.         Чухно А. С., Дмитриева И. Б., Колодеева С. С., Мартынов Д. В.. Адсорбция ионов Н+ и ОН- на коллагене. // Вестник СПбГУ. 2011. Серия 4: Физика. Химия. Вып. 3. С. 87–95.

9.         Чухно А.С., Дмитриева И.Б., Банкина А.Н., Бриллиантова Е.Ю.  Изучение взаимодействия белков с биологически активными азотсодержащими гетероциклическими соединениями при различных значениях pH. // Бутлеровские сообщения. 2013. Т.34. № 5. С.91–99.

10.     Чухно А. С., Банкина А. Н., Бриллиантова Е. Ю.. Кинетика процесса набухания желатины в водных растворах азолов. // Бутлеровские сообщения.- 2014. — Т.38. № 5. С.84–88.

11.     Men'shikova A.Yu., Skurkis Yu.O., Kuchuk V. I., Dmitrieva I. B., Evseeva T. G., Shabsel's B. M. Effect of the surface structure of poly(styrene-co-acrolein) microspheres and its modification by protein on electrosurface properties. // Коллоидный журнал. 2001. Т. 63. № 5. С. 629–636.

12.     Родионова Е. Ю., Дмитриева И. Б., Чухно А. С. Электрокинетические свойства гемоглобина в водных растворах НСl и KCl. // Бутлеровские сообщения. 2012. Т.30. № 6. С.103–107.

13.     Родионова Е. Ю., Дмитриева И. Б., Чухно А. С. Электрокинетические свойства гемоглобина в водных растворах 1-, 2- и 3-зарядных ионов. // Бутлеровские сообщения. 2013. Т.34. № 6. С.135–140.

14.     Родионова Е. Ю., Дмитриева И. Б., Чухно А. С. Электрокинетические свойства хлорофилла в водных растворах 1-, 2- и 3-зарядных катионов. // Бутлеровские сообщения. 2013. Т.34. № 6. С.130–134.

15.     Крайник И. И., Родионова Е. Ю., Дмитриева И. Б. Исследование электроповерхностных свойств водных дисперсий гемоглобина. // Молодой ученый. 2014. № 14–1. С. 20–24.

16.     Широкова И. Ю., Кучук В. И., Беляев А. П., Шевченко Н. Н., Голикова Е. В. Агрегативная устойчивость дисперсных систем. Часть 1. Исследование электроповерхностных свойств и кинетики коагуляции монодисперсных полимерных частиц с карбоксилированной поверхностью. // Бутлеровские сообщения. 2014. Т.37. № 2. С.29–38.

17.     Кучук В. И., Широкова И. Ю., Голикова Е. В. Физико-химические свойства водно-спиртовых смесей гомологического ряда низших алифатических спиртов. // Физика и химия стекла. 2012. Т. 38. № 5. С. 625–633.

18.     Родионова Е. Ю., Дмитриева И. Б., Чухно А. С. Влияние состава дисперсионной среды на устойчивость и электрокинетические свойства билирубина. // Бутлеровские сообщения. 2014. Т.37. № 1. С.55–61.

19.     Беляев А. П., Рубец В. П., Антипов В. В., Бордей Н. С., Зарембо В. И. Фазовый переход пар — кристалл при синтезе пленок парацетамола методом вакуумного испарения и конденсации. // ЖТФ. 2014. Т.84. Вып. 3. С.141–143.

20.     Беляев А. П., Рубец В. П., Антипов В. В., Рыбников А. О., Беляева С. А. Кристаллизация парацетамола ромбической формы. // Бутлеровские сообщения. 2014. Т.37. № 3. С.113–119.

21.     Dmitrieva I. B., Chukhno A. S., Rodionova E. Y.,. Novichkov R. V.. Specific Adsorption of Aspartic Acid on Iron (III) and Nickel (II) Oxides.// Eurasian Chemico-Technological Journal. 2012. Т. 14. № 4. С. 299–304.

22.     Дмитриева И.Б., Чухно А.С., Новичков Р. В.. Взаимодействие глицина с катионами железа(III) и никеля(II) в водных растворах и на поверхности их оксидов. // Бутлеровские сообщения. 2013. Т.35. № 8. С.133–137.

23.     Беляев А. П., Скворцов А. М., Кучук В. И., Дмитриева И. Б., Бахолдина Л. А., Чухно А. С., Гришин В. В., Купина Н. А., Малахова Е. Е.. Физическая и коллоидная химия. Руководство к практическим занятиям: учебное пособие. / Под ред. проф. А. П. Беляева. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. — 320 с.

24.     Григоров О. Н. Электрокинетические свойства капиллярных систем. / Григоров О. Н., Козьмина З. П., Маркович А. В., Фридрихсберг Д. А. М. — Л.: Изд-во АН СССР. 1956. 336с.

25.     Беляев А. П. Физическая и коллоидная химия / Беляев А. П., Кучук В. И. / под.ред. А. П. Беляева. — 2-ое изд., перераб. и доп. — М., 2012.-752с.

26.     Чухно А. С., Дмитриева И. Б., Мартынов Д. В.. Влияние солей одно-, двух- и трехзарядных катионов металлов на сорбцию Н+ и ОН- ионов на декстране. // Бутлеровские сообщения. 2011. Т.27. № 14. С. 47–54.

27.     Чухно А. С., Дмитриева И. Б., Силаева Д. С., Сенина А. С., Кошевенко А. С., Назипова А. Р. Сорбция ионов Н+ и ОН- на хлорофилле, влияние рН на устойчивость водных дисперсий хлорофилла. Бутлеровские сообщения. 2013. Т.34. № 5. С.124–130.

Основные термины (генерируются автоматически): потенциометрическое титрование, водная дисперсия альбумина, яичный альбумин, альбумин, моль, Хлорид калия, увеличение концентрации хлорида калия, основная область, адсорбция ионов водорода, адсорбент.


Ключевые слова

сорбция., потенциометрическое титрование, альбумин

Похожие статьи

Исследование адсорбционных свойств мицелия базидиомицета...

На рис. 1. приведены кривые потенциометрического титрования мицелия водных растворах различных электролитов (вода, хлорид калия 0,01 моль/л, сульфат калия 0,01 моль/л, хлорид кальция 0,01моль/л/).

Исследование адсорбционных свойств мицелия базидиомицета...

Основные термины (генерируются автоматически): потенциометрическое титрование, электрокинетический потенциал, водная дисперсия мицелия, нулевой заряд, поверхностный слой, ионообменная адсорбция, глубинное культивирование, водная фаза, адсорбция ионов...

Изучение устойчивости водных дисперсий декстрана в растворах...

В работе исследована устойчивость водных дисперсий декстрана в растворах одно-, двух- и трёхзарядными электролитов фотометрическим титрованием.

Установлено, изоэлектрическая точка (рНИЭТ) декстрана в водных растворах хлоридов калия, бария, железа (II) изменяется...

Определение электропроводности неводных и смешанных сред...

Определение точки нулевого заряда молекул альбумина в водных дисперсиях при различных концентрациях хлорида калия.

Исследование процесса конверсии хлорида калия с нитратом...

Для экспериментов использовали хлорид калия Тюбегатанского месторождения и нитрат кальция, полученного из промышленных отходов

Определение точки нулевого заряда молекул альбумина в водных дисперсиях при различных концентрациях хлорида калия.

Исследование электроповерхностных свойств водных дисперсий...

С ростом концентрации H+ ионов в растворе кривые сближаются вследствие увеличения роли адсорбции потенциал определяющих ионов водорода.

1. Кислотно-основное равновесие для водных дисперсий гемоглобина устанавливается в течение 8 часов.

Амперометрическое комплексиметрическое титрование ионов...

Кроме того, метод чувствителен и допускает титрование весьма малых количеств и даже очень низких концентраций исследованных ионов металлов.

Основные термины (генерируются автоматически): III, универсальный буфер, титрование, щавелевая кислота, металл, калий...

Изучение иогенных поверхностно активных веществ...

Известно ряд способов определения ККМ, основные из них: построение изотерм

12. Чухно А. С., Дмитриева И. Б., Колодеева С. С., Мартынов Д. В.. Адсорбция ионов Н+ и

16. Кергенцев А. А., Дмитриева И. Б., Чухно А. С. Определение точки нулевого заряда молекул альбумина в...

Исследование адсорбционных свойств мицелия базидиомицета...

На рис. 1. приведены кривые потенциометрического титрования мицелия водных растворах различных электролитов (вода, хлорид калия 0,01 моль/л, сульфат калия 0,01 моль/л, хлорид кальция 0,01моль/л/).

Исследование адсорбционных свойств мицелия базидиомицета...

Основные термины (генерируются автоматически): потенциометрическое титрование, электрокинетический потенциал, водная дисперсия мицелия, нулевой заряд, поверхностный слой, ионообменная адсорбция, глубинное культивирование, водная фаза, адсорбция ионов...

Изучение устойчивости водных дисперсий декстрана в растворах...

В работе исследована устойчивость водных дисперсий декстрана в растворах одно-, двух- и трёхзарядными электролитов фотометрическим титрованием.

Установлено, изоэлектрическая точка (рНИЭТ) декстрана в водных растворах хлоридов калия, бария, железа (II) изменяется...

Определение электропроводности неводных и смешанных сред...

Определение точки нулевого заряда молекул альбумина в водных дисперсиях при различных концентрациях хлорида калия.

Исследование процесса конверсии хлорида калия с нитратом...

Для экспериментов использовали хлорид калия Тюбегатанского месторождения и нитрат кальция, полученного из промышленных отходов

Определение точки нулевого заряда молекул альбумина в водных дисперсиях при различных концентрациях хлорида калия.

Исследование электроповерхностных свойств водных дисперсий...

С ростом концентрации H+ ионов в растворе кривые сближаются вследствие увеличения роли адсорбции потенциал определяющих ионов водорода.

1. Кислотно-основное равновесие для водных дисперсий гемоглобина устанавливается в течение 8 часов.

Амперометрическое комплексиметрическое титрование ионов...

Кроме того, метод чувствителен и допускает титрование весьма малых количеств и даже очень низких концентраций исследованных ионов металлов.

Основные термины (генерируются автоматически): III, универсальный буфер, титрование, щавелевая кислота, металл, калий...

Изучение иогенных поверхностно активных веществ...

Известно ряд способов определения ККМ, основные из них: построение изотерм

12. Чухно А. С., Дмитриева И. Б., Колодеева С. С., Мартынов Д. В.. Адсорбция ионов Н+ и

16. Кергенцев А. А., Дмитриева И. Б., Чухно А. С. Определение точки нулевого заряда молекул альбумина в...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Исследование адсорбционных свойств мицелия базидиомицета...

На рис. 1. приведены кривые потенциометрического титрования мицелия водных растворах различных электролитов (вода, хлорид калия 0,01 моль/л, сульфат калия 0,01 моль/л, хлорид кальция 0,01моль/л/).

Исследование адсорбционных свойств мицелия базидиомицета...

Основные термины (генерируются автоматически): потенциометрическое титрование, электрокинетический потенциал, водная дисперсия мицелия, нулевой заряд, поверхностный слой, ионообменная адсорбция, глубинное культивирование, водная фаза, адсорбция ионов...

Изучение устойчивости водных дисперсий декстрана в растворах...

В работе исследована устойчивость водных дисперсий декстрана в растворах одно-, двух- и трёхзарядными электролитов фотометрическим титрованием.

Установлено, изоэлектрическая точка (рНИЭТ) декстрана в водных растворах хлоридов калия, бария, железа (II) изменяется...

Определение электропроводности неводных и смешанных сред...

Определение точки нулевого заряда молекул альбумина в водных дисперсиях при различных концентрациях хлорида калия.

Исследование процесса конверсии хлорида калия с нитратом...

Для экспериментов использовали хлорид калия Тюбегатанского месторождения и нитрат кальция, полученного из промышленных отходов

Определение точки нулевого заряда молекул альбумина в водных дисперсиях при различных концентрациях хлорида калия.

Исследование электроповерхностных свойств водных дисперсий...

С ростом концентрации H+ ионов в растворе кривые сближаются вследствие увеличения роли адсорбции потенциал определяющих ионов водорода.

1. Кислотно-основное равновесие для водных дисперсий гемоглобина устанавливается в течение 8 часов.

Амперометрическое комплексиметрическое титрование ионов...

Кроме того, метод чувствителен и допускает титрование весьма малых количеств и даже очень низких концентраций исследованных ионов металлов.

Основные термины (генерируются автоматически): III, универсальный буфер, титрование, щавелевая кислота, металл, калий...

Изучение иогенных поверхностно активных веществ...

Известно ряд способов определения ККМ, основные из них: построение изотерм

12. Чухно А. С., Дмитриева И. Б., Колодеева С. С., Мартынов Д. В.. Адсорбция ионов Н+ и

16. Кергенцев А. А., Дмитриева И. Б., Чухно А. С. Определение точки нулевого заряда молекул альбумина в...

Исследование адсорбционных свойств мицелия базидиомицета...

На рис. 1. приведены кривые потенциометрического титрования мицелия водных растворах различных электролитов (вода, хлорид калия 0,01 моль/л, сульфат калия 0,01 моль/л, хлорид кальция 0,01моль/л/).

Исследование адсорбционных свойств мицелия базидиомицета...

Основные термины (генерируются автоматически): потенциометрическое титрование, электрокинетический потенциал, водная дисперсия мицелия, нулевой заряд, поверхностный слой, ионообменная адсорбция, глубинное культивирование, водная фаза, адсорбция ионов...

Изучение устойчивости водных дисперсий декстрана в растворах...

В работе исследована устойчивость водных дисперсий декстрана в растворах одно-, двух- и трёхзарядными электролитов фотометрическим титрованием.

Установлено, изоэлектрическая точка (рНИЭТ) декстрана в водных растворах хлоридов калия, бария, железа (II) изменяется...

Определение электропроводности неводных и смешанных сред...

Определение точки нулевого заряда молекул альбумина в водных дисперсиях при различных концентрациях хлорида калия.

Исследование процесса конверсии хлорида калия с нитратом...

Для экспериментов использовали хлорид калия Тюбегатанского месторождения и нитрат кальция, полученного из промышленных отходов

Определение точки нулевого заряда молекул альбумина в водных дисперсиях при различных концентрациях хлорида калия.

Исследование электроповерхностных свойств водных дисперсий...

С ростом концентрации H+ ионов в растворе кривые сближаются вследствие увеличения роли адсорбции потенциал определяющих ионов водорода.

1. Кислотно-основное равновесие для водных дисперсий гемоглобина устанавливается в течение 8 часов.

Амперометрическое комплексиметрическое титрование ионов...

Кроме того, метод чувствителен и допускает титрование весьма малых количеств и даже очень низких концентраций исследованных ионов металлов.

Основные термины (генерируются автоматически): III, универсальный буфер, титрование, щавелевая кислота, металл, калий...

Изучение иогенных поверхностно активных веществ...

Известно ряд способов определения ККМ, основные из них: построение изотерм

12. Чухно А. С., Дмитриева И. Б., Колодеева С. С., Мартынов Д. В.. Адсорбция ионов Н+ и

16. Кергенцев А. А., Дмитриева И. Б., Чухно А. С. Определение точки нулевого заряда молекул альбумина в...

Задать вопрос