2. Электрохимиялық анализ

Бұл әдіс электр қозғаушы күшті (ЭҚК) өлшеуге негізделген:

ЕЕ ₁ – Е₂, мұндағы Е – ЭҚК, Е ₁,Е₂ – зерттелетін тізбектің электродтық потенциалдары. Электрод ретінде индикаторлы электрод және салыстырмалы электродты қолданады. Индикаторлыэлектродтың потенциалының анықталатын ионның концентрациясына байланысын Нернст теңдеуімен өрнектейді:

ЕЕ⁰ + ,

мұндағы Е – нақты электрод потенциалы, Е⁰ – стандартты электродты потенциал, R – газ тұрақтысы (8,314Дж/град) Т – абсолюттік температура (273⁰ К), F – фарадей саны (96500 Кл) n – электрон саны СТТ, СТЗ - ТТ пен ТЗ – тың концентрациясы.

3. Ашыту түрлері. Лимон қышқылды ашыту

Ашу, ашыту — органикалық заттардың ферментті тотығу-тотықсыздану процесі. Оның нәтижесінде организмдер өмір суруге қажет энергия алады. Ашу организмдер дамуының ерте сатысына тән және ол энергия алудың тиімсіз түрі болып есептеледі. Ашу процесі жануарларда, өсімдіктерде және көптеген микроорганизмдерде жүріп жатады. Кейбір бактериялар, саңырауқұлақтар, қарапайымдылар тек Ашудан алынатын энергия арқылы өсіп-өнеді. спирттер, органик. қышқылдар, аминқышқылдар, пуриндер, әсіресе, көмірсулар Ашуы мүмкін. Ашитын заттың құрамына және оның метаболизміне байланысты ашыту нәтижесінде спирттер (этанол т.б.), органик. қышқылдар (сүт, май т.б.), ацетон, кейбір органик. заттар, көмір қышқыл газы, ал кейде сутек те түзіледі. Осы процестен түзілетін заттарға байланысты Ашу спиртті, сүт қышқылды, ацетонды т.б. болып бөлінеді.

1893 жылы К.Вемер алғаш рет лимон қышқылын Репісllит және

Мисоr туысы зең саңырауқұлақтарының метаболизмінің өнімі ретінде түзілетіндігін көрсетті. Қазіргі кезде бұл қосылыс тамақ және фармацвтік өнеркәсіптерде, техникада кең қолданылады.

Лимон қышқылының өндірушілері әр түрлі саңырауқұлақтар – аспергилдер және пеницилдер, ал өндірісте тек мутанты Aspergillus niger және Aspergillus venti, кейбір ашытқы штамдары пайдалынады.

Лимон қышқылының синтезі үшін субстрат ретінде қантты немесе қамысты мелассаны, крахмал гидролизатын, қантты сироп қолданылады. Ферментация аяқталғаннан кейін лимон қышқылын реакциялық ортадан әртүрлі экстракциялық шаралармен бөліп алады.

Лимон қышқылын өндіру көлемі бойынша барлық органикалық қышқылдардың ішінде әлемде бірінші орынды алады, бір жылда 350 мың тонна өндіріледі, оның 99% микробиологиялық синтез арқылы өндіріледі. Лимон қышқылының ең ірі өндірісі АҚШ-та (1 жылда 200 мың тонна), ал ТМД елдерінде 1 жылда 25 мың тонна өндіріледі. Соңғы жылдары мұнайдың н-алкандар негізінде лимон қышқылының алу технологиясы жасалынды. Мұнда өндіруші ретінде Candida lipolytica. Candida catenulata CBS 1904 ашытқылары және кейбір Saccharomyces туысының штамдары қолданылады.

4. Полярлы гидрофилді амин қышқылдары құрамы, қасиеті, құрылысы

Полярлы бейтарап амин қышқылдары

Бұл қышқылдардың тобында С-О, О-Н, S-H, C-N сияқты полярлы байланыстары бар, олар сумен әрекеттесе алады (гидрофильдер – су сүйерлер):

9.Серин (Сер), ауыс. а.қ., құрамында ОН-тобы бар;

10. Треонин (Тре), ауыс/м. а.қ., құрамында ОН-тобы бар;

11. Цистеин (Цис), ауыс.а.қ., құрамында сульфгидрилдік – SH тобы бар;

12. Тирозин (Тир), ауыс.а.қ., фенолдық радикал бар;

13. Триптофан (Три), ауыс/м.а.қ. индол сақинасы бар;

14. Аспарагин (Асн), ауыс.а.қ., амидтік топ (СONH2) бар;

15. Глутамин (Гли), ауыс.а.қ., амидтік топ (СONH2) бар.

Полярлы қышқыл (гидрофильді) амин қышқылдары

Мұндай қышқылдардың бүйірлік радикалында карбоксил тобы бар, сол топ бұларға қышқылдық қасиет береді:

16. Аспарагин қышқылы (Асп), ауыс.а.қ. құрамында екінші карбоксил топ бар.

17. Глутамин қышқылы (Глу), ауыс.а.қ. құрамында екінші карбоксил топ бар.

Полярлы негізді (гидрофильді) амин қышқылдары

Бұл қышқылдардың бүйірлік радикалдарында негіздік қасиет беретін топ бар.

18. Лизин (Лиз), ауыс/м.а.қ., құрамында екінші амин тобы – NH2 бар.

19. Аргинин (Арг), ауыстыруға болатын гуанидин тобы бар.

20. Гистидин (Гис), ауыстыруға болатын, имидазол сақинасы бар.

№ 24 билет

1. Атом-адсорбциялық спектроскопия

Атомдық-абсорбциялық спектроскопия. Атомдық-абсорбциялық спектроскопия әдісі бос атомдардың жарықты өзіне сіңіру қабілетіне негізделген. Абсорбция процесінде электроннегізгі энергетикалық деңгейден едәуір жоғары деңгейге ауысады, мұндайда берілген жиіліктегі қоздыратын жарықтың интенсивтігі төмендейді. Өлшенетін жарық сіңіру шамасымен анықталатын элемент концентрациясының арасындағы байланысты Ламберт-Бугер-Беер заңының көмегімен өрнектеуге болады:

мұндағы A - абсорбция, жарықты сіңіруді сипаттайтын шама; Т - өткізу; I₀- қоза бастаған сәуле шығарудың алғашкы интенсивтігі; I - сәуле шығару жалыны арқылы өткен интенсивтік; к - сіңіру коэффициенті; l - сіңірген қабаттың калыңдығы; С - анықталатын элеменітің концентрациясы. Осы теңдеуден байқалғандай жарық сіңіру мен концентрация сызықтық тәуелділікте, ал атомдану температурасы сініруге ықпал етпейді. Сынаманы атомдандыру үшін 2000-3000°С температура қажет. Мұндай температура кезінде барлық атомдардың 90%-тен астамы қоздырылған күйде болады, әрі оларды қоршаған атомдар әсер ете алмайды. Бұл факті сіңіру сызықтарының аз болуымен қатар атомдық-абсорбциялық әдістеменің жоғарғы таңдампаздығын қамтамасыз етеді. Атомдық-абсорбциялық спектрометрдің схемасы 1-суретте кескінделген.

Атомдық сіңірудің шамасын өлшеу үшін тұжырымдаған екі шарт орындалуы қажет:

атом жұптарының ен көп сіңіруіне сәйкес келетін толқын ұзындығы сәуле шығару көзінің ең көп интенсивтігінің толқын ұзындығына тең болуы керек;

атом жұптарының сіңіру сызықтарының жарты ені, сәуле шығару көзінің ең көп интенсивтігінің толқын ұзындығына тең болуы керек.

Жарықты монохроматтандырудың белгілі әдістері мұндай енсіз жолақты, яғни оның жіңішке болуын қамтамасыз ете бермейтіндіктен, спектрдің жіңішке жолақша шығаратын сәуле шығару көзін пайдаланады. Мұндай жарық көзіне қуыс катодты газ разрядты және жоғарғы жиілікті электродсыз шамдар жатады. Соңғы кездері жарық көзі ретінде реттелінетін лазерді үсынды. Мұны колдану көптеген шамдар жиынтығын қысқартады. Реттелінетін лазер сипаттамасының артықшылығы болса да оны осы әдіске қолдану қолайсыз. Атомдық-абсорбциялық талдау кезіндегі атомдандыруды жүргізу үшін бәрінен де жалынды жиі пайдаланады. Жалынға сұйық күйдегі сынаманы енгізудің аэрозолдық әдісі атомдық абсорбцияда кең таралған және ол өте қарапайым да, жақсы қайта өңдеуге келеді. Алайда, кейбір жағдайларда анықтау сезімталдылығын арттыру үшін сынаманы жалынға енгізудің басқа да тәсілдерін пайдаланады. Айталық, қалайы, қорғасын, мышьяк, висмут және басқа да элементтерді талдағанда, гидридті жүйе пайдаланылады. Реакциялық ыдыстағы сынама құрамында гидриді бар тотықсыздандырғышпен өңделеді, ондағы жаңадан түзілген газ күйіндегі гидридтерді инертті газбен үрлеп, жанатын газбен араластырылып, пайда болған гомогенді қоспа жалынға беріледі. Сол сияқты танталды қайықша әдісі де жеңіл ұшатын элементтердің анықталу сезімталдығын жоғарыла- тады. Өте жұқа тантал қаңылтырынан жасалған қайықшаға сүйық немесе қатты күйдегі зерттелетін сынаманы салып, содан кейін оны жалынға енгізгенде, ол тез қызады. Мұндайда, күміс, мырыш, кадмий, мышьяк сияқты басқа да жеңіл үшатын элементтердің қосылыстары атомданады. Атомдандырудың жалынсыз әдістерін қолдану түгелдей дерлік элементтердің айқындалу шегін төмендетуге мүмкіндік берді. Жалында атомдану жүретін атомдық-абсорбциялық талдаудың сезімтапдығы онда жүретін қосымша реакция мен бөлшектің өте кысқа мерзімде ғана болатынымен шектелетіндіктен, сезімталдықгы арттыру үшін осы факторларды болдырмау немесе ықпалын төмендету керек. Осындай қасиетке ие болатын графитті астауды 1959 жылы Б. В. Львов құрастырды. Қазіргі кезде графитті пештің түрліше құрылымы кеңінен қолданылуда, ал Массманжетілдірген графитті пеш сериялық үлгілердің негізін қалады. Пеш оптикалық өсімен бір бағытта орналасқан және шомбал екі графитті электродпен бекітілген графитті түтіктен тұрады. Түтік кернеуі аз күшті электр тогымен 3100°С дейін кыздырылып, біртіндеп инертті газбен тұрақты үрленеді. Графитті пеш газды, сұйық және қатты күйдегі сынамаларды талдауға мүмкіндік береді, көбіне сұйық күйіндегі сынама жиі талданады. Пешке сұйық сынама графитті түтікшенің бүйіріндегі саңылау микроанализатормен енгізіледі. Пештің температурасы арнайы орнатылған электрондық кұрылғы көмегімен бақыланады. Әдетте уақытка тәуелді болатын температуралық бағдарламаны үш кезенге бөледі: сынаманы кептіре құрғату, сынаманың жануы мен атомдануы. Атомдық-абсорбциялық спектроскопияда спектрлік сызықтың қабаттасуы болады. Тұз ерітінділеріндегі микрокұрамды бөліктерді тура анықтау кезінде дұрыс таңданылмай сіңіру салдарынан нәтиженің ауытқуы он есеге жетеді. Осындай кедергі болатын жүйені жүзеге асыруға атомдану механизмін толық білмеу кол байлап отыр. Анықталатын элементтің абсорбциялық сигналына талданатын сынаманың валдық кұрамының ықпалы аналық эффект деп аталады. Аналық эффект ол табигаты әр түрлі болатын көптеген эффектілер жиынтыгы: затты тасымалдау, иондау, химиялық ықпал және басқалар. Олардың әрқайсысын ерекше бағалау қажет.

2. Бугер – Ламберт – Бер заңы

Атом, ион немесе молекула квант жарықтарын жұтып жоғары энергетикалық деңгейге өтеді. Яғни бұл жағдай қозбаған алғашқы түрден қозған екінші түрге айналғанда болады. Жұтылудың нәтижесінде жарық сәулесінің интенсивтілігі концентрация жоғарлаған сайын азаяды.

Оптикалық немесе жарықжұту әдісінің негізгі заңы Бугер – Ламберт – Бер заңы.

Бұл заң анализденетін заттың қалындығына, концентрациясына байланысты. Өткен жарық сәулесінің интенсивтілігі кюветадағы ерітіндінің құрамына, қалындығына, концентрациясына байланысты болады.

Ерітіндіден өткен жарық сәулесінің интенсивтілігінің азаюы өткізу коэффициентіне байланысты (Т):

Т  I_t / I₀, мұндағы

I_t, I₀ – түсті ерітіндіге түскен және өткен жарық сәулесінің интенсивтілігі.

Оптикалық тығыздық (А) белгіленіп оның мәні мынаған тең.

- lg T = -lg = lg = A

Ерітіндіге өткен жарық сәулесінің интенсивтілігінің азаюы Бугер – Ламберт – Бер заңына бағынады.

I_t = I₀ 10 ^{- l С} немесе = 10 немесе –lgТ= А= lc, мұндағы  - жұтылу молярлық коэффициенті;

l - ; жарық жұтылатын ерітінді қалындығы;

c – ерітінді концентрациясы.

Егер l =1 см; С = 1 моль/л; онда А= яғни ерітіндінің қалындығы бір см болса, онда оптикалық тығыздық, жұтылу коэффициентіне тең болады. - өлшем бірлігі л; моль^-1; см^-1.

Құрамында бірнеше түсті зат бар ерітіндінің оптикалық тығыздығы аддитивті қасиет көрсетеді, ол жарық жұтылудың аддитивтік заңы деп аталады. Оның оптикалық тығыздығы былай есептелінеді.

А  А₁ + А₂ +,,, + А_n

А ₁lс₁ + ₂lс₂+ …+ _nlс_n