«сучасні методи експрес аналізу органічних речовин» Виконав манжос о. В зміст
| Вид материала | Документы |
- «Визначення ступеню дисоціації електроліту методом кріоскопії» Виконав манжос, 284.4kb.
- Предмет, завдання та методи хімії, 223.71kb.
- Зміст, 3842.84kb.
- Обмін речовин, 61.95kb.
- Сучасні інформаційні технології та інноваційні методи навчання у вивченні англійської, 93.41kb.
- Зміст, 545.05kb.
- Затверджено постановою президії вак україни від 10. 11. 1999, 17.49kb.
- Програма для вступних іспитів на кваліфікаційний рівень «Спеціаліст», «магістратр», 720.85kb.
- Правила поводження з реактивами Виконання хімічного експерименту вимагає уваги, зосередженості,, 136.78kb.
- Програма підготовки учнів до ІІ (районного/міського) етапу Всеукраїнських учнівських, 88.82kb.
КУРСОВА РОБОТА
ПО КУРСУ «Спеціальні фізико-хімічні методи контролю на біотехнологічних виробництвах»
НА ТЕМУ: «СУЧАСНІ МЕТОДИ ЕКСПРЕС АНАЛІЗУ
ОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН »
Виконав МАНЖОС О.В
ЗМІСТ
| ВСТУП | 3 |
| 1. ПЛАН ПРОВЕДЕННЯ АНАЛІЗУ | 5 |
| 2. ПОПЕРЕДНІ ВИПРОБУВАННЯ | 7 |
| 3.ВИЯВЛЕННЯ ПРИРОДИ ВУГЛЕЦЕВОГО ЛАНЦЮГА | 14 |
| 4. ВИЯВЛЕННЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ ГРУП | 16 |
| ВИСНОВКИ | 23 |
| СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ | 24 |
ВСТУП
Біотехнологія — це комплекс фундаментальних і прикладних наук, технічних засобів, спрямованих на одержання і використання клітин мікроорганізмів, тварин і рослин, а також продуктів їх життєдіяльності: ферментів, амінокислот, вітамінів, антибіотиків та ін. [1, с. 11]
З найдавніших часів людина використовувала біотехнологічні процеси при хлібопеченні, готуванні кисломолочних продуктів, у виноробстві тощо, але лише завдяки роботам Луї Пастера в середині 19 століття., що доказали зв'язок процесів шумування з діяльністю мікроорганізмів, традиційна біотехнологія одержала наукову основу. [1, с. 14-15] У 40-50-ті роки 20 ст., коли був здійснений біосинтез пеніцилінів методами ферментації, почалася ера антибіотиків, що дала поштовх розвитку мікробіологічного синтезу і створенню мікробіологічної промисловості. У 60-70-ті р. 20 ст. почала бурхливо розвиватися клітинна інженерія. В 1970-ті рр. одержав поширення і самий термін біотехнологія. З цього часу біотехнологія нерозривно пов'язана з молекулярною і клітинною біологією, молекулярною генетикою, біохімією і біоорганічною хімією. Біотехнологічні процеси з використанням мікроорганізмів і ферментів уже на сучасному технічному рівні широко застосовують у харчовій промисловості. Промислове вирощування мікроорганізмів, рослинних і тваринних клітин використовують для одержання багатьох цінних сполук — ферментів, гормонів, амінокислот, вітамінів, антибіотиків, метанолу, органічних кислот (оцтової, лимонної, молочної) і т. д. За допомогою мікроорганізмів проводять біотрансформацію одних органічних сполук в інші (наприклад, сорбіту у фруктозу). Багато промислових технологій заміняються технологіями, що використовують ферменти і мікроорганізми. Такі біотехнологічні методи переробки сільськогосподарських, промислових і побутових відходів, очищення і використання стічних вод для одержання біогазу і добрив. [1, с. 21] У ряді країн за допомогою мікроорганізмів одержують етиловий спирт, що використовують як пальне для автомобілів (у Бразилії, де паливний спирт широко застосовується, його одержують із цукрового очерету й інших рослин). На спроможності різноманітних бактерій перекладати метали в розчинні сполуки або накопичувати їх у собі заснований витяг багатьох металів із бідних руд або стічних вод.
Очевидно, що своєчасний та швидкий аналіз речовин таких виробництв дозволяє оперативно керувати процесом з метою негайного та термінового втручання в сам процес та направлення його в потрібне русло. В цьому полягає актуальність обраної теми.
Метою експрес аналізу може бути визначення суми речовин окремого класу органічних речовин або навіть наявність такого класу сполук без деталізації вмісту окремих компонентів, тому метою роботи є висвітлення методів швидкого отримання саме цього результату. Визначення вмісту конкретної речовини можливе з використанням інструментальних методів аналізу, які потребують спеціального обладнання. Таке визначення не є метою роботи.
Таке обладнання вимагає великого часу підготовки для виходу на режим аналізу а тому не може вважатися експрес методом. Біотехнологія це перш за все використання живих істот. Як відомо жодна жива істота не може існувати без кисню, тому головним об’єктом даної роботи мають бути кисневмісні сполуки, адже продукти життєдіяльності істот саме такі сполуки. За кількістю саме цих сполук можна зробити висновок про стан існування організмів які є головною дієвою особою біотехнологічного процесу. Джерелом об’єкту роботи є середовище існування живих істот, в якому вони виробляють потрібний людству продукт. Будь яка органічна сполука складається з вуглецевого ланцюга та функціональної групи, тому предметом роботи є розгляд окремо методів визначення природи ланцюга й методів виявлення функціональної групи.
Бурхливий розвиток таких виробництв останнім часом, наприклад поява генетично модифікованих продуктів, визначає особливу значимість теми роботи. Адже виробництво таких продуктів треба ретельно й своєчасно контролювати.
- ПЛАН ПРОВЕДЕННЯ АНАЛІЗУ
Ідентифікацію органічних речовин (основні дані про склад досліджуваних речовин) можна здійснити за допомогою хімічних реакцій, тобто простими методами, не удаючись до використання дорогого обладнання. Із-за невичерпного різноманіття органічних сполук неможливо створити струнку схему систематичної ідентифікації, схожу на ту що існує в неорганічному якісному аналізі. [2, с. 293]
Перш ніж почати дослідження спочатку слід встановити, чи маємо ми справу з індивідуальною речовиною або сумішшю речовин. Для вирішення даного питання краще всього скористатися хроматографічними методами ідентифікації — тонкошаровою хроматографією, газовою хроматографією і високоефективною рідинною хроматографією. [3, с. 431-432] Якщо зразок є сумішшю речовин, то спочатку слід спробувати розділити їх фізичними методами (фракційною перегонкою, перекристалізацією). Для препаративного розділення суміші речовин, можна використати вищезазначені хроматографічні методи розділення. Але спочатку слід спробувати розділити суміш речовин за допомогою хімічних реакцій (особливо в тих випадках, коли це не вимагає великих матеріальних витрат). Чисті речовини, а в окремих випадках також і суміші можна вивчати спектральними методами. Комбінуючи їх з попередніми випробуваннями, зазвичай можна зробити важливі попередні висновки про структуру, а в сприятливих випадках цієї інформації вистачає для того, щоб запропонувати для сполуки, що вивчається, конкретну структуру.
Крім того, вивчення простих реакцій часто дозволяє зробити настільки ж коштовні виводи, як і експерименти на дорогому і скланому приладі.
Ідентифікація невідомої сполуки, за допомогою певних реакцій через безліч можливих сполук інколи ускладнює дослідження.
У попередніх випробуваннях спочатку виявляють функціональні групи невідомої сполуки і потім переводять його за допомогою відповідних реагентів в кристалічне похідне. Якщо сполука здатна до гідролізу, то її спочатку гідролізують на фрагменти, кожен з яких далі досліджують окремо.
Зазвичай для ідентифікації досить порівняння температур плавлення двох-трьох похідних невідомої речовини з табличними даними. Додатковим доказом природи речовини може стати визначення молекулярної або еквівалентної маси. Для остаточних висновків часто проводять ще спеціальні реакції, описані для окремих речовин в літературі.
Для однозначного доказу будови речовини досить порівняти його ІЧ-спектр з
ІЧ -спектром передбачуваного оригінала.
Деякі загальні вказівки:
а) Кількість речовини для аналізу. Якщо використовувати приведені нижче методики, то для аналізу буде потрібно не більше 5 г речовини. З цієї кількості 1-2 г витрачаються на попередні випробування і виявлення функціональних груп, ще 2 г використовуються для ідентифікації, залишок є резервом, що дозволяє при необхідності повторити окремі операції. Все це дозволяє дуже економно витрачати речовину, особливо при попередніх випробуваннях. Ставлячи досліди за визначенням функціональних груп, слід мати на увазі, що в багатьох з цих дослідів можуть бути отримані похідні, придатні для ідентифікації.
б) Роль контрольних дослідів. Інколи результати дослідів неоднозначні. З цією метою ставлять досліди двох типів. По-перше, проводять реакцію у вказаних умовах, але у відсутність аналізованої речовини; це дозволяє виявити перешкоди, викликані наявністю забруднень в розчинниках або реагентах (наприклад, при кольорових реакціях). По-друге, якщо проба, що містить аналізовану речовину, дала негативний результат, то ставлять контрольний дослід, додаючи таку сполуку, яка повинна дати очікувану реакцію; тим самим перевіряють правильність виконання аналізу. (Наприклад, при негативному результаті на карбонільні сполуки сполуки додають трохи ацетону; якщо випадає осад, то всі умови аналізу дотримані.)
в) Підготовка речовини. Аналізована речовина має бути чистою. Тому рідкі проби переганяють (при необхідності у вакуумі). Індівідуальность зібраної фракції перевіряють газохроматографічно. Тверді речовини після проб на розчинність перекристалізовують до тих пір, поки речовина не матиме постійної температури плавления, а потім за допомогою тонкошарової хроматографії перевіряють його чистоту.