Střední odborná škola a Střední odborné učiliště Cesta brigádníků 693, Kralupy nad Vltavou Česká republika

Transkript

1 Laboratorní zpráva Název práce: Stanovení aktivity rostlinné katalázy Jednotky učení Dvojklikem na políčko označte LU Unit Title 1 Separation and Mixing Substances 2 Material Constants Determining Properties of Materials 3 Spectroscopic Analysis of Substances 4a Volumetric Analysis of Substances 4b Gravimetric Analysis of Substances 5 Chromatographic Separation and Analysis of Substances 6 Preparing of Inorganic and Organic substances 7 Synthesis methods 8a Isolation and Identification of Cells and Microorganisms 8b Isolation and Determination of Substances from Biological Material Vypracoval: Veronika Petrovická Vedoucí cvičení: Judita Dömötörová Datum: page 1 of 10

2 Stanovení aktivity rostlinné katalázy Pomůcky: třecí miska s tloučkem, odměrný válec, Erlenmeyerova baňka, byreta, titrační baňka, kádinka, nádoba na ledovou koupel, odměrná baňka, gáza, pipeta, hodinky, teploměr, led, kahan, trojnožka Chemikálie: zásobní roztok KMnO 4 (c = O,O1mol/l) odměrný roztok KMnO 4 (c = 0,001 mol/l) koncentrovaný peroxid vodíku (30%) 0,3-0,4% roztok H 2 O 2 fosfátový tlumivý roztok ph = 7 H 2 SO 4 (10% roztok) rostlinný vzorek destilovaná voda Část 1- Příprava roztoků 1. Připravte 100 ml zásobního roztoku KMnO 4 s koncentrací 0,01 mol/dm 3. M (KMnO 4 ) = 158,0339 g/mol m = c * Mr * V m = 0,01 * 158,0339 * 0,1 m = 0,15803 g KMnO 4 2. Ředěním zásobního roztoku KMnO 4 (c = 0,01 mol/dm 3 ) připravte 250 ml OR s koncentrací 0,001 mol/dm 3. c 1 * V 1 = c 2 * V 2 0,01 * V 1 = 0,001 * 250 V 1 = 25 ml KMnO 4 3. Připravte 100 ml standardního C 2 H 2 O 4 s koncentrací 0,0125 mol/dm 3. K dispozici máte C 2 H 2 O 4 * 2 H 2 O. M (C 2 H 2 O 4 ) = 90,0349 g/mol M (C 2 H 2 O 4 * 2 H 2 O) = 126,06546 g/mol m = c * Mr * V m = 126,06546 * 0,0125 * 0,1 m = 0,1575 g C 2 H 2 O 4 * 2 H 2 O page 2 of 10

3 4. Vypočítejte přesnou koncentraci C 2 H z navážky C 2 H 2 O 4 * 2 H 2 O. c = m / Mr * Ft * V 5. Připravte 100 ml roztoku kyseliny sírové s koncentrací 2 mol/dm 3. K dispozici máte 96% kyselinu. M (H 2 SO 4 ) = 98,078 g/mol ρ (H 2 SO 4 ) = 1,8355 g/cm m = c * Mr * V m = 98,078 * 2 * 0,1 m = 19,61 g 100% H 2 SO 4 m = 19,61 / 0,96 m = 20,43 g 96 % H2SO4 V = m / ρ V = 20,43 / 1,8355 = 11,13 ml 96 % H2SO4 6. Připravte 100 ml 10 % roztoku kyseliny sírové ředěním 96% roztoku. M (H 2 SO 4 ) = 98,078 g/mol ρ (H 2 SO 4-96%) = 1,8355 g/cm ρ (H 2 SO 4-10%) = 1,0661 g/cm ρ (H 2 O) = 0,9982 g/cm page 3 of 10

4 m = 100 * ρ m = 100 * 1,0661 m = 106,61 g celého roztoku m1 * W1 = m * W m1 * 0,96 = 106,61 * 0,1 m1 = 106,61 * 0,1 / 0,96 m1 = 11,10 g 96 % H2SO4 V = m / ρ V = 11,10 / 1,8355 V = 6,00 ml 96 % H2SO4 H2O 106,61 11,10 = 95,51 g H2O 7. Připravte fosfátový tlumivý roztok. Smíchejte 39 ml 0,2 M NaH 2 PO 4 a 61ml 0,2 M Na 2 HPO 4 a doplňte destilovanou vodou na 200 ml. Roztok 1: Připravte 50 ml roztoku NaH 2 PO 4 s koncentrací 0,2 mol/dm 3. K dispozici máte NaH 2 PO 4 * 2 H 2 O. Roztok 2: Připravte 100 ml roztoku Na 2 HPO 4 s koncentrací 0,2 mol/dm 3. K dispozici máte Na 2 HPO 4 * 2 H 2 O. M (NaH 2 PO 4 * 2 H 2 O) = 156,01 g/mol M (Na 2 HPO 4 * 2 H 2 O) = 358,14 g/mol NaH2PO4 * 2 H2O m = c * Mr * V m = 156,01 * 0,2 * 0,05 m = 1,5601 g Na2HPO4 * 2 H2O m = c * Mr * V m = 358,14 * 0,2 * 0,1 m = 7,162 g page 4 of 10

5 Část 2- Standardizace zásobního roztoku KMnO 4 Princip: 5 H 2 C 2 O KMnO H 2 SO 4 2 MnSO CO 2 + K 2 SO H 2 O Postup: 1. Do titrační baňky jsem odpipetovala 20 ml standardního roztoku kyseliny šťavelové (c = 0,0125 mol/dm 3 ). Přidala jsem 2 ml roztoku H 2 SO 4 (c = 2,0 mol/dm 3 ). 2. Obsah baňky jsem zahřála na 70 C. Při zahřívání titrovaného roztoku nad 90 C může nastat rozklad kyseliny šťavelové podle rovnice (COOH) 2 H 2 O + CO 2 + CO 3. Horký roztok jsem za stálého míchání titrovala po kapkách odměrným roztokem KMnO 4 (s přibližnou koncentrací c = 0,01 mol/dm 3 ) do postřehnutelného růžového zabarvení, které vydrželo cca 30 sekund. Roztok KMnO 4 jsem na začátku přidávala pomalu a až když se roztok KMnO 4 začal rychleji odbarvovat, titrovala jsem do postřehnutelného růžového zabarvení. Titrace V (KMnO4) (ml) 1 10,0 2 10,1 3 10,0 Průměr 10,03 c (KMnO4) = 2/5 * c (C2H2O4) * V (C2H2O4) / V (KMnO4) c = 2/5 * 0,0125 * 0,02 / 0,01003 c = 0,0099 mol/dm 3 Závěr: Koncentrace OR je 0,0099 mol/dm 3. page 5 of 10

6 Část 3- Stanovení aktivity katalázy Princip: 5 H 2 O KMnO H 2 SO 4 2 MnSO 4 + K 2 SO O H 2 O Postup: 1. Ke 2 g vzorku jsem přidala 50 ml fosfátového tlumivého roztoku ph=7,0. Důkladně jsem rozmíchala a směs přefiltrovala přes 4 vrstvy gázy. 2. Do dvou Erlenmeyerových baněk jsem odměřila 2 ml rostlinného výluhu. Přidala jsem 20 ml fosfátového tlumivého roztoku a 26 ml destilované vody. Baňky jsem umístila do ledové koupele a jejich obsah jsem nechala vychladnout na teplotu 0-2 C. 3. Do titrační baňky jsem odměřila 10 ml 10% kyseliny sírové. Po dosáhnutí vhodné teploty jsem do jedné baňky přidala 2 ml roztoku substrátu (0,3-0,4 % peroxidu vodíku). 4. Ihned jsem odebrala 5 ml vzorku z reakční baňky v čase t = 0 a obsah pipety jsem rychle vypustila do titrační baňky s kyselinou. 5. Obsah titrační baňky jsem titrovala odměrným roztokem KMnO 4 do slabě růžového zabarvení a zaznamenala jsem spotřebu. 6. Titrace jsem opakovala v 10 minutových intervalech odebráním 5 ml ze vzorku. Titrace jsem opakovala v intervalech min. od přidání substrátu do reakční baňky. 7. Zapsala jsem spotřeby do tabulky a vypočítala množství peroxidu vodíku. t (min) Odběr v čase V (KMnO 4 ) (ml) m (H 2 O 2 ) (mg) 0 12:10 9,60 0, :20 4,20 0, :30 2,00 0,1682 page 6 of 10

7 30 12:40 0,90 0, :50 0,60 0, :10 0,50 0, :40 0,30 0,02523 m (H2O2) = 5/2 * c (KMnO4) * V (KMnO4) * M (H2O2) m = 5/2 * 0,00099 * 0,001 * 34,02 m = 8,41995 * 10-5 g mg = 8,41995 * 10-2 = 0,0841 * V (KMnO4) = 0,0841 * 9,60 = 0,80736 g H2O2 1 ml KMnO 4 odpovídá 0,0841 mg 9,60 ml odpovídá 0,80736 mg 0,30 ml odpovídá 0,02523 mg page 7 of 10

8 Schéma, obrázek, graf Schéma práce page 8 of 10

9 m (H2O2) /(mg) Střední odborná škola a Střední odborné učiliště 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Aktivita katalázy t (min) Závěr: Čím byl čas delší od prvního titrovaného vzorku, tím klesala spotřeba při titraci. Úkoly: 1. Enzymy jsou účinné biologické katalyzátory. Na základě tabulky vysvětlete jak působí katalyzátor na hodnotu aktivační energie. Katalyzátor snižuje energetickou bariéru na průběhu reakce. 2. Vysvětlete, co označení katalázy - E.C Klasifikace enzymů se provádí podle Enzyme Commission IUBMB do 6 skupin. Každému enzymu se přiděluje tzv. číslo EC nomenklatury pro podrobnější klasifikaci. E.C kataláza H 2 O 2 :H 2 O 2 oxidoreduktasa, CAT page 9 of 10

10 3. Definujte číslo přeměny enzymu. Hodnota je 4 * Znamená to, že 1 mol katalázy přemění 40 miliónů molů substrátu (H 2 O 2 ) na produkt za sekundu 4. Popište tvar křivky m(h 2 O 2, nezreag.)=f(t) a na základě ní změnu rychlosti rozkladu peroxidu vodíku působením katalázy. Exponenciála 5. Čtení s porozuměním v cizím jazyce. Přečtěte si text z učebnice Biochemistry (Campbell Farrell) s názvem Enzyme Lets Enjoy Champagne. a) vysvětlete význam anhydrázy CO 2 se váže s vodou b)vysvětlete proč lékaři, kteří vystoupili na vrch, cítili jako by pivo bylo vyšuměné Protože léčivo co použily obsahovalo carbonhydáty a ty jsou zodpovědný za to jak vnímáme chuť sycených nápojů. 6. Definujte manganometrii jako analytickou metodu. Popiště i autokatalýzu manganatou solí. Manganometrie je založena na titraci OR KMnO 4 v kyselém prostředí, kdy má silně oxidační vlastnosti. Vznikající MnSO4 funguje jako katalyzátor. 7. Uveďte rovnice standardizace KMnO 4 v úplném a iontovém tvaru. MnO H - + 5e - Mn H 2 O 2KMnO 4 + 5(COOH) 2 + 3H 2 SO 4 2MnSO 4 + C 2 SO CO 2 + 8H Vysvětlete princip indikace bodu ekvivalence v manganometrii. Projeví se barevnou změnou MnSO 4 z bezbarvé barvy do růžové na jednu kapku 9. Uveďte rovnici redukce manganistanu v kyselém prostředí a vyhledejte příslušný redoxní potenciál E (a ox /a red ). E EV= E VE 0 + RT/zF*ln*a ox/a red MnO H - + 5e - Mn H 2 O E =(MnO 4- Mn 2+ )=1,507 V page 10 of 10