پاورپوینت هیدرودینامیک (اصول و کلیات) (pptx) 25 اسلاید
دسته بندی : پاورپوینت
نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد اسلاید: 25 اسلاید
قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :
هیدرودینامیک
اصول و کلیات
1
هیدرودینامیک
پویایی آب: حرکت آب
در محلول
در سطح مولکولی که حضور مولکولهای دیگر بر آن اثر میکند
نحوه‌ی حرکت مولکولها در محلول و نحوه‌ی تاثیر آنها بر حرکت حلال اساس روش‌هایی است که می‌توانند برای مطالعه‌ی ساختار و خصوصیات ماکرومولکول‌ها به کار روند.
2
چگالی و حجم مولکولی
حرکت مولکولها در سیال وابسنه است به:
اندازه
شکل
جرم مولکول
به علاوه خصوصیات خصوصیات فیزیکی حلال پیرامونی
محلول‌های آبی پروتئین‌ها و اسیدهای نوکلئیک در شرایط یکسان چگالتر از آب خالص هستند.
رفتار ماکرومولکول‌ها به گونهای است که چگالی آنها بالاتر از آب است که این اساس روش‌های ابرسانتریفیوژ است که به توصیفشان خواهیم پرداخت.
3
اصول و مبانی
مخلوط: مجموعه‌ای از اجزا، 1: حلال 2: ماکرومولکول
1n و 2n ، تعداد مول هر جزء در مخلوط و
حجم مولال جزئی هر جزء است.
قانون کلی: کمیت‌های مقداری (Extensive) در حال تعادل را می‌توان به صورت مجموع کمیت‌های مولال یا ویژهی هر جزء در مخلوط نوشت.
4
حجم ویژه جزئی
با استدلال مشابه اگر از جرم هر جزء بر حسب گرم استفاده کنیم، gi، می‌توانیم حجم ویژهی جزئی،
را به صورت زیر تعریف کنیم:
که در آن Mi جرم مولکولی نسبی جزء i ام است.
چگالی، r ، یا جرم به ازای واحد حجم، عبارت خواهد بود از:
5
حجم کلی
حجم کلی (الزاما) مجموع حجم‌های مجزا (خالص) دو جزء نیست. دلایل این پدیده عبارتند از:
اگر اندازه مولکولهای حل شونده و حلال متفاوت باشد، فضاهای خالی بین اجزای خالص وجود خواهد داشت که به هنگام اختلاط پر می‌شوند.
مولکولهای حل شونده ممکن است ساختار حلال در مجاورتشان را تحت تاثیر قرار دهند (اثر حلالیت/هیدراتاسیون) که این پدیده چگالی کلی محلول را متاثر میکند.
مثلا، گروه‌های باردار یا یون‌ها در محلول ساختار هیدروژنی معمول آب را بر هم زده باعث بسته‌بندی متراکم‌تر مولکولهای حلال در پوسته آب‌پوشی آنها می‌شود. گروه‌های غیرقطبی اثر عکس داشته، چرا که مولکولهای آب تمایل به تشکیل خوشه‌هایی با خصلت ”یخ-مانند“ بیشتر برای جادادن گروه آب‌گریز دارند.
6
حجم مولی جزئی مشاهده شده برای ماکرومولکول‌ها
برای پروتئینهای کروی (گلوبولار) بستگی دارد به:
میزان تا خوردگی پروتئین طبیعی
میزان فضاهای خالی درون ساختار
اثرات هیدراتاسیون ناشی از برهمکنش با حلال در سطح
7
مسئله 1
چگالی محلولی متشکل از mg 5 پروتئین با حجم جزئی ویژهی 1-g 3cm 0/725 در 3 cm1/000 آب چقدر است ؟ چگالی آب خالص در C ° 25 (r0) برابر 3-cm g 0/99705 است.
بر مبنای چگالی جرم 3cm 1/0 حلال خالص (آب) برابر g 0/99705 =1g خواهد بود.
برای پروتئین
و
برای محلولهایی با این رقت منطقی است فرض کنیم حجم ویژه جزئی برای حلال (آب) در مخلوط مشابه مایع خالص است. در نتیجه حجم کلی مخلوط عبارت خواهد بود از:
بنابر این:
که 0/14% چگالتر از آب خالص خواهد بود .
8
اندازهگیری چگالی سیال و حجم‌های جزئی
روش‌های کلاسیک
پیکنومتر (بالن چگالی ویژه) یا هیدرومتر
معایب: برای محلول‌های رقیق ماکرومولکول‌های زیستی دقت کافی ندارند.
دانسیمتر لوله در حال ارتعاش (پار)
روشی دقیق و آسان برای تعیین چگالی محلول و در نتیجه حجم‌های مولال/ویژه جزئی
اصول: بسامد تشدیدی (n) هر نوسانگر هماهنگ (هارمونیک) متناسب با 0/5(k/M) خواهد بود که در آن M جرم موثر سامانه و k ثابت نیروی بازگشتی برای نوسانگر است.
لوله‌ی موئینه کوارتز که در دو انتها بست زده شده و مانند دیاپازون (چنگال کوک) ارتعاش میکند. هنگامی که لوله با محلولهایی با چگالی متفاوت پر شود، بسامد تشدیدی (فرکانس رزونانسی) لوله‌ی در حال ارتعاش تغییر میکند با دقت بالا از لحاظ الکترونیکی قابل اندازهگیری است.
دوره (تناوب) این نوسانات n/1 t =با ریشه دوم چگالی مایع متناسب است یا برای دو سیال با چگالی مختلف خواهیم داشت:
که در آن k’ ثابت کالیبراسیون بوده و از طریق سیالات استاندارد با چگالی مشخص قابل تعیین است.
9
