S11 Biochimie Curs [PDF]

Zitiervorschau

1 Biochimie Curs nr 12 (săptămâna 13: 7/8.12.2017) Prof Petrescu Eugenia Metode fizice utilizate ȋn laboratorul de biochimie -

pH-metria; spectrofotometria; cromatografia; electroforeza

A. pH-metria Intr-o accepţie generală, pH-ul este o noţiune prin care se poate exprimă proprietatea unei soluţii de a fi acidă, neutră sau alcalină. pH-ul unei soluţii este funcţie de disociere şi reflectă aciditatea ionică sau reală a soluţiei, respectiv concentraţia de ioni de hidrogen existenţi ȋn stare liberă. pH-ul se exprimă prin valori numerice cuprinse ȋntre 0 si 14. Reacţiile biochimice se petrec ȋn condiţiile menţinerii ȋn mediul biologic a anumitor valori ale pH-ului, respectiv ale concentraţiei ionilor de hidrogen [H+], valori care sunt compatibile cu activitatea biochimică şi fiziologică. Rezultă, astfel, ca pH-ul mediului intern al organismelor reprezintă o constantă biologică ce asigură desfăşurarea normală a reacţiilor biochimice care stau la baza tuturor manifestărilor vitale. Homeostazia organismelor se manifestă şi prin valorile constante ale pH-ului, riguros menţinute ȋntre anumite limite datorită intervenţiei unor mecanisme de reglare. De exemplu, echilibrul acido-bazic din mediul celular şi din lichidele biologice este asigurat şi menţinut prin mecanisme de reglare fizico-chimice şi fiziologice. De asemenea, pH-ul constituie o caracteristică determinantă şi pentru alte medii de desfăşurare a reacţiilor chimice şi biochimice „in vitro”, un parametru important pentru utilizarea ȋn scopuri analitice a unor metode precum electroforeza, cromatografia de schimb ionic etc. Definiţia pH-ului: pH-ul reprezintă logaritmul zecimal cu semn schimbat al concentraţiei ionilor de hidrogen [H+] şi se exprima prin relaţia: pH= - lg [H+] Apa distilată prezintă o conductibilitate electrică foarte mică, ȋnsă constantă şi bine definită. Această conductibilitate se datorează ionilor rezultaţi prin disocierea moleculelor de apă: 2H2O H3O+ + OHPrin disociere, funcţia acidă este conferită prin ionul H+ (ionul hidroniu H3O+), iar funcţia alcalină prin ionul hidroxil (OH-). Constanta PH2O reprezintă produsul ionic al apei şi se defineşte ca produsul dintre concentraţiile (la echilibru) ale ionilor rezultaţi prin disocierea apei: [H+] . [OH-] = PH2O Valorile pH-ului sunt cuprinse ȋntre 0-14 şi se prezintă prin următoarele domenii sau intervale de pH:

pH 10

11

12

13

Puternic acidă

44

55

Slab acidă

66

77 Neutră

8 99 8 Slab alcalină

110

111

112

113

114

Puternic alcalină

Indicatorii de pH In scopul determinării pH-ului diferitelor soluţii incolore sau slab colorate, se utilizează indicatori de pH denumiti şi indicatori acido-bazici. Aceşti indicatori sunt substanţe de natura organică, şi anume, acizi sau baze organice foarte slabe care ȋşi modifică culoarea ȋn funcţie de concentraţia ionilor H+ sau OH-, respectiv de pH-ul unei soluţii. Indicatorii de pH acidobazici (Hind, IndOH) disociază după schemele: (1) Hind (culoare ȋn mediul acid) H+ + Ind- (culoare ȋn mediul bazic) (2) IndOH (culoare ȋn mediul bazic) OH- + Ind+ (culoare ȋn mediu acid) In ambele cazuri, moleculele nedisociate ale indicatorilor se deosebesc prin culoarea lor de ioni corespunzători. Prin adăugarea de volume mici din soluţia unui acid sau unei baze la o soluţie de indicator, se produce o schimbare (virarea) treptată a culorii soluţiei ȋntr-un interval de pH determinat, interval caracteristic pentru fiecare indicator. Astfel, fenolftaleina este un indicator care se comportă ca un acid slab, fiind incolor la pH