Ozmózisnyomás mérése Diffúzió mérése (tájékoztatásul)• • Centrifugálás (tájékoztatásul)• • Ülepítés gravitációs erőtérben • Fényszórás (sztatikus és dinamikus) Módszerek

Módszerek

•Fényszórás (sztatikus és dinamikus)

•Ülepítés gravitációs erőtérben

•Centrifugálás (tájékoztatásul)

•Diffúzió mérése (tájékoztatásul)

•Ozmózisnyomás mérése

Ülepítés (frakcionálás)

Kiváltó ok: sűrűség különbség (Δρ) gravitációs erőtérben

g V g V

F

 

 

fv

dt f dx

F

 

Stacionárius sebesség alakul ki, azaz gyorsulás nincs, mert a két erő egyenlővé válik:

  ^{g fv}

V 

 



 





 9

2 r

g

v





Kisebb részecskék (r<100nm): diffúzió (konc. grad) Egyensúlyi eloszlás

3 r V 4

3



 f  6  r

Gömb

(lamináris áramlás)

súlyerő-felhajtó erő súrlódási tényező * sebsség

gyorsító erő (F_gy) lassító erő (F_l)

r: gömbekvivalens sugár

Részecske sugár [m]

(ρ=2 g/cm

) (Stokes)

v

(H

O, T=20º C)

10

(1 nm) 8 nm/h

10

0,8 μm /h

10

80 μm /h

10

8 mm/h

10

(10 μm) 0,8 m/h

Wiegner-féle ülepítő cső

szuszpenzió diszperziós közeg

Szedimentációs mérleg

erőmérő

m

t aggregáció

Méreteloszlás

Δρ sűrűség különbség

Tájékoztatásul

Schőne-féle készülék: folyadék ellenáramban ülepítenek (Állandó térfogati sebesség, különböző belső átmérőjű ülepítő hengerek sorozata)

1. Mintavétel: homogenizálás után időközönként mérik a h mélységben még ki nem ülepedett mennyiséget (mindig azonos térfogatú mintában).

2. Számítják a mintavétel időpontjához rendelhető azon legkisebb részecskéknek a méretét (Stokes-egyenlet), amelyek már biztosan kiülepedtek a pipetta alja fölötti folyadékoszlopból (mintavételt követő magasság

korrekció).

3. Meghatározzák egy adott r és annál nagyobb méretű részecskék relatív mennyiségét tükröző integrális

méreteloszlás görbét.

Andreasen készülék (pipettás módszer)

Frakcionálás

h

Tájékoztatásul

Ultracentrifuga

„g” helyett „ω²x” (centrifugális gyorsulás)

 







 9

2 r

x dt x

dx







dx/dt = f(x,..)





2 2

1 2

9

ln 2 r t t

x

x   





Néhány százezer g!!!

x ω

Optikai leképzés: (dc/dx)_max-t x(t)

r (gömbekvivalens sugár)

x: elvileg 1 db részecske; helyette: a konc. grad. maximuma

“Tridiszperz” rendszer

Tájékoztatásul

S 1

D M RT

r k



 

 



 





 



ln

 t

t

x x

S  

r Av

V

N

M    

Szedimentációs állandó

(Svedberg)

D és S meghatározása, c 0

M: „Z-átlag” ₂

3

i i

i i

M n

M M n



 

! :

, szolvatáló molekulákk al együtt M 

Egyensúlyi centrifugálás: I_diff+I_ül=0 D nélkül M

A moltömeg (M) is meghatározható!

  ^{g fv}

V 

 



) (D f f 

(alakfüggetlen!)

Tájékoztatásul

Diffúzió

Fick I.

(diffúziós anyagáram) Fick II.

x

DA c

I 



 







 



x

x

D c t

c 



 







 

 

 









2 2

D meghatározása

1. Határfelület elmosódásának módszere (Fick II.) 2. Diafragma módszer (Fick I.)

r D kT



 6

Tájékoztatásul

D meghatározása

1. Határfelület elmosódásának módszere (Fick II.)

Mérjük: C(x,t) dc/dx (t)

t=0

x=0 c=0

c₀

x t c

max

 



 









0 C₀

D

(Schlieren)

+x

-x

Tájékoztatásul

D meghatározása

2. Diafragma módszer (Fick I.)

d

c₁

c₂

 

d c DA c

I







. konst c

,

c



diafragmára jut

Mértjük c-t, majd számítjuk I-t. A & d

független mérésből ismert

D

Relatív módszer és pontatlanabb A

Diafragma módszer hátránya:

• Levegő buborék

• Adszorpció/tapadás

• Kalibráció (A/d nem ugyanaz)

Tájékoztatásul

0 3

1 konst M

D  

A molekulatömeg (M) is számítható

Független M mérés: D

’ számítása

D₀’/D₀: gömb alaktól való eltérés mértéke

Tömeg szerinti átlag!

D=f(c, alak, szolvat., töltés) c₁-c₂ esetén : D_c

D_c= D₀(1+konst.*c) (GRALÉN)

r 6

D

kT

 

r Av

V

N

M    

3

/ 1

1 r  konst  M

(pl. globuláris fehérjékre)

r : hidrodinamikai sugár Tájékoztatásul

D (m

/s)*10

M (g/mol)

NaCl 139 58,5

Szacharóz 36 342

Tojásalbumin 7,8 44000

Miozin 0,8 840000

Tájékoztatásul

Ozmózis

Feltételek:

• Különböző koncentrációjú oldat v. diszperzió

• Féligáteresztő hártya

A z oldószer (diszperziós közeg) kémia potenciáljának kiegyenlítődése.

Felhasználás: relatív molekulatömeg meghatározás (makromolekulák) 10

-10

; érzékeny módszer!

Jóval érzékenyebb, mint a fagyáspont csökkenés, forráspont emelkedés,vagy gőznyomás csökkenés.

Kolligatív tulajdonság!!!

...

CRT M BRT

RT 





   



Nem ideális ρ: tömegkoncentráció (g/l)

Viriál egyenlet:

 ^{1 /   ...} 

 

 ^{RT M B} 

Redukált ozmózis nyomás:





M RT

 jó rossz

Θ oldószer

Problémák:

• membránpotenciál (ionok jelenléte)

Mérés:





 0 ; p v

B=0

M: számátlag szolvatált