Fjodorova Biokeemia praktikumi arvestustöö (0)

/mnt/docs/docshtmltemp/186103/Backup



Sissejuhatus  Tahkete ainete segude analüüsil on sageli sobivaks meetodiks vedelikes lahustuva(te) komponentide 
väljalahustamine. Seejuures määratakse kas komponentide sisaldus vedelas lahuses või määratakse 
vedelikes lahustumatute ainete kogus.   Nii näiteks määratakse toiduainetes jt. materjalides rasvu viimaste väljalahustamises 
(ekstraheerimises) vastavate lahustitega (dietüüleeter, bensiin jne). Asfaltbetoonis (must teekate) ning 
paljudes katusekatte materjalides määratakse bituumeni sisaldus viimase väljalahustumisega bensiinis.   Analoogselt käesoleva tööga saab määrata soola sisaldust tänavate ja teede “soolatamise” segudes 
lume- ja jäätõrjeks. Erinevus on ainult selles, et käesolevas töös määratakse NaCl sisaldus 
moodustunud vesilahuses, soolatamissegudes tuleb aga määrata vees lahustumatu osa kogus. 
Põhjuseks on see, et NaCl sisaldus määratakse moodustunud lahuse tiheduse järgi, mida ei saa aga 
kasutada soolatamissegude korral (kvartsliiv või kiviliiv on segatud soolade seguga). Lahuse tihedust 
saab aga kasutada ühe aine lahuse korral.   Lahus on kahest või enamast komponendist (lahustunud ained, lahusti) koosnev homogeenne 
süsteem. Kui üks aine lahustub teises, jaotuvad lahustunud aine osakesed (aatomid, molekulid või 
ioonid) ühtlaselt kogu lahusti mahus.   Lahusti — mittevesilahuste korral aine, mida on lahuses rohkem ja/või mis ei muuda oma 
agregaatolekut (vesilahuste korral alati vesi).   60% etanooli + 40% atsetooni        lahustiks etanool   98%-ne väävelhappelahus               lahustiks vesi   Lahustuvus — aine omadus lahustuda mingis lahustis — puhta aine mass, mis lahustub antud 
temperatuuril 100 grammis lahustis. Tahkete ainete ja vedelike lahustuvus temperatuuri tõusuga 
üldjuhul suureneb, gaaside lahustuvus aga väheneb. Lahusti osakeste eemaldamisel lahusest jääb alles 
sama lahustunud aine.   Kasutatavamad lahuse koostise väljendusviisid on järgmised:   1.  Massiprotsent (ehk protsendilisus) (C%)    
Lahuse protsendiline koostis näitab lahustunud aine massisajas massiosas lahuses:  
  C%  =  𝑙𝑎ℎ𝑢𝑠𝑡𝑢𝑛𝑢𝑑 𝑎𝑖𝑛𝑒 𝑚𝑎𝑠𝑠  [𝑔]×100% 𝑙𝑎ℎ𝑢𝑠𝑒 𝑚𝑎𝑠𝑠[𝑔]  =  𝑚𝑎𝑖𝑛𝑒×100% 𝑚𝑙𝑎ℎ𝑢𝑠  ,  %             (4.1)   
Lahuse massi ja mahtu seob lahuse tihedus. Lahuse tihedus näitab lahuse ühe ruumalaühiku 
massi 
  ρ 𝑙𝑎ℎ𝑢𝑠= 𝑚𝑙𝑎ℎ𝑢𝑠 𝑉𝑙𝑎ℎ𝑢𝑠  ,     [ 𝑔 𝑐𝑚3 ]   
Lahustunud aine massi leidmiseks saab valemitest 4.1 ja 4.2 tuletada seose  
  𝑚𝑎𝑖𝑛𝑒 = 𝑚𝑙𝑎ℎ𝑢𝑠 ×  𝐶% 100%  =  𝑉𝑙𝑎ℎ𝑢𝑠 ×  ρ 𝑙𝑎ℎ𝑢𝑠   × 𝐶% 100%                (4.3)    2.  Molaarne kontsentratsioon (ehk molaarsus) ( 𝑐𝑚)    
Molaarne kontsentratsioon näitab lahustunud aine moolide arvu ühes liitris lahuses  


𝑐𝑚 =  𝑛𝑎𝑖𝑛𝑒  𝑉𝑎𝑖𝑛𝑒    ,  [ 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑚3 ]                                                        (4.4)  𝑛𝑎𝑖𝑛𝑒 =  𝑚𝑎𝑖𝑛𝑒 [𝑔] 𝑀𝑎𝑖𝑛𝑒  [ 𝑔 𝑚𝑜𝑙 ⁄ ]  =  𝑉 0,𝑔𝑎𝑎𝑠  [𝑑𝑚3]  22,4 [𝑑𝑚 3 𝑚𝑜𝑙 ⁄ ]   ,   [ 𝑚𝑜𝑙]            (4.5)   
Avaldame ka nendest valemitest lahustunud aine massi lahuses  
  𝑚𝑎𝑖𝑛𝑒 = 𝑉𝑎𝑖𝑛𝑒 ×  𝑐𝑚 × 𝑀𝑎𝑖𝑛𝑒                                         (4.6)    3.  Molaalne kontsentratsioon (ehk molaalsus) ( 𝑐𝑚)   
Molaalne kontsentratsioon näitab lahustunud aine moolide arvu ühes kilogrammis lahustis  
  𝑐𝑚=   𝑛𝑎𝑖𝑛𝑒  𝑚𝑙𝑎ℎ𝑢𝑠𝑡𝑖     ,      [ 𝑚𝑜𝑙 𝑘𝑔 ]                                                      (4.7)  4.  Moolimurd ( 𝐶𝑥)    
Moolimurd näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõikide lahustunud ainete 
moolide arvu summasse. Kui lahus koosneb lahustist ja vaid ühest lahustunud ainest, siis     𝐶𝑥 =  𝑛𝑎𝑖𝑛𝑒 𝑛𝑎𝑖𝑛𝑒+ 𝑛𝑙𝑎ℎ𝑢𝑠𝑡𝑖                                                                    (4.8)    5.  Normaalne kontsentratsioon (ehk normaalsus) ( 𝐶𝑁 )    
Normaalne kontsentratsioon näitab lahustunud aine gramm-ekvivalentide arvu ühes liitris 
lahuses  
  𝐶𝑁  =  𝑒𝑘𝑣𝑎𝑖𝑛𝑒  𝑉𝑙𝑎ℎ𝑢𝑠    ,   [ 𝑔−𝑒𝑘𝑣 𝑑𝑚3 ]                                                                              (4.9)  𝑒𝑘𝑣𝑎𝑖𝑛𝑒=  𝑚𝑎𝑖𝑛𝑒 [𝑔] 𝐸𝑎𝑖𝑛𝑒[ 𝑔 𝑔 ⁄ −𝑒𝑘𝑣]   ,[ 𝑔 − 𝑒𝑘𝑣]                                                             (4.10)  Ekvivalentmass  𝐸𝑎𝑖𝑛𝑒 on aine mass, mis keemilistes reaktsioonides vastab 1,008 massiühikule  vesinikule või 8,0 massiiühikule hapnikule. Ekvivalentmass sõltub nii ainest kui konkreetsest  reaktsioonist ja sisaldab sisuliselt moolvahekorrale vastavat informatsiooni.     Ekvivalentmasse  saab arvutada järgmiselt:   𝐸ℎ𝑎𝑝𝑒=  𝑀ℎ𝑎𝑝𝑒 ℎ𝑎𝑝𝑝𝑒 𝑎𝑙𝑢𝑠𝑒𝑙𝑖𝑠𝑢𝑠          , [g/g − ekv]                                                                (4.11)  𝐸ℎ𝑎𝑝𝑒 =  𝑀ℎ𝑎𝑝𝑒 ℎü𝑑𝑟𝑜𝑘𝑠𝑖𝑖𝑑𝑟üℎ𝑚𝑎𝑑𝑒 𝑎𝑟𝑣 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑘𝑢𝑙𝑙𝑖𝑠      ,    [g/g − ekv]                                 (4.12)  𝐸𝑠𝑜𝑜𝑙=  𝑀𝑠𝑜𝑜𝑙 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙𝑙𝑖 𝑜𝑘𝑠ü𝑑𝑎𝑡𝑠𝑖𝑜𝑜𝑛𝑖𝑎𝑠𝑡𝑒 × 𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙𝑙𝑖 𝑎𝑎𝑡𝑜𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑎𝑟𝑣 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑘𝑢𝑙𝑖𝑠     [g/g − ekv]      (4.13)     


Lahuse massiprotsendi ja molaarse kontsentratsiooni omavaheline seos(  𝐶𝑀↔ 𝐶% )   Kasutatakse kombinatsiooni valemitest 4.3 ja 4.10. Kuna lahustunud aine mass (  𝑚𝑎𝑖𝑛𝑒 ) on sellisel  teisendamisel muutumatu suurus, saab valemite paremad pooled võrdsustada:   1000  ×   ρ 𝑙𝑎ℎ𝑢𝑠 × 𝐶%  100%    = 1  × 𝐶𝑀 × 𝑀𝑎𝑖𝑛𝑒                                                          (4.14)    Valemist 4.14 saab leida kas  𝐶𝑀 või 𝐶%, kui kõik ülejäänud suurused on olemas. Lahuse maht 1000  cm3 (ehk 1 d  𝑑𝑚3 ) antakse ette.     Töö lühikirjeldus   Keedusoola protsendilise sisalduse leidmiseks lahustatakse kaalutud segu vees ja filtreeritakse. 
Filtraadi tiheduse kaudu leitakse tabelist NaCl protsendiline sisaldus. Teades filtraadi massi ja 
protsendilist sisaldust, arvutatakse keedusoola mass. Saadud andmetest arvutatakse keedusoola 
protsendiline sisaldus algsegus.     Eesmärk   Lahuse valmistamine tahketest ainetest, ainete eraldamine segust, kasutades nende erinevat 
lahustuvust, keedusoola protsendilisuse määramine liiva–soola segus.     Kasutatavad ained   Tahke naatriumkloriid segus liivaga, kuivatatud 105 ◦C juures konstantse kaaluni.     Töövahendid   Keeduklaas, klaaspulk, lehter, kooniline kolb, mõõtesilinder (250  𝑐𝑚3 ), areomeeter, filterpaber ja  tehnilised kaalud.    Töö käik   1.  Kaaluda kuiva keeduklaasi 5 ... 9 g liiva ja soolasegu (täpsusega 0,01 g). Lahustada eelnevalt  keeduklaasi kaalutud liiva-soola segus sisalduv NaCl. Selleks lisada segule  ∼50  𝑐𝑚3 destilleeritud vett. Lahust segada klaaspulgaga ja seejärel filtreerida. Kuna NaCl 
lahustuvus temperatuurist peaaegu ei olene, siis pole lahustuvuse tõstmiseks lahust vaja 
soojendada. Paljude ainete puhul on soojendamine aga vajalik nii lahustuvuse suurendamiseks 
kui lahustumisprotsessi kiirendamiseks.  
 
Filtreerimiseks murda filterpaber keskelt kokku ja siis veel üks kord keskelt kokku. Et 
filterpaber liibuks ühtlaselt lehtri seintele, selleks rebida tal üks nurk ära . 
 
Filterpaber asetada lehtrisse, niisutada destilleeritud veega ja suruda tihedalt vastu lehtri seina. 
Filtrimisel jätta võimalikult palju lahustumatut jääki keeduklaasi. Lahust valada filtrile mööda 


klaaspulka. Valamisel hoitakse keeduklaasi tila vastu klaaspulka nii, et ükski lahuse piisk ei 
voolaks mööda keeduklaasi seina alla. Klaaspulk peab olema veidi kaldu ega tohi puutuda 
vastu filtri põhja, mis võib kergesti puruneda. Jälgida, et klaaspulk oleks kogu aeg lahuses 
mitte laual. Lehtri alla asetatakse kooniline kolb selliselt, et lehtri äravoolutoru pikem serv 
oleks vastu koonilise kolbi seina. Viimane tagab filtraadi pideva voolamise mööda koonilise 
kolbi seina ning on välditud lahuse pisema piisa kaotsiminek.  Korraga täidetakse filtrist 34 
ning klaaspulk tõstetakse kohe keeduklaasi tagasi. 
  2.  NaCl täielikuks väljapesemiseks liivast lisada keeduklaasis olevale jäägile uuesti 50  𝑐𝑚3   destilleeritud vett ja filtreerida läbi sama filterpaberi koonilisse kolbi. Korrata katset veel üks 
kord. Lõpuks pesta filter, et viia kogu lahustunud sool lahusesse. Selleks täita filter 
destilleeritud veega, lastes ta lõpuni tühjaks tilkuda. Liiv keeduklaasist loputada kraaniveega 
liivakogumisnõusse. 
  3.  Selge filtraat valada koonilisest kolbist mõõtesilindrisse ja seejärel täita mõõtesilinder 250  c 𝑐𝑚3 -ni destilleeritud veega. Lahust mõõtesilindris segada hoolikalt. Selleks valada lahus  korraks uuesti koonilisse kolbi ja seejärel mõõtesilindrisse tagasi. 
 
  4.  Areomeetri abil määrata lahuse tihedus. Jälgida, et mõõtmisel areomeeter ei puutuks vastu  mõõtesilindri seina. Peale mõõtmist pesta areomeeter kraaniveega, loputada destilleeritud 
veega ning kindlasti kuivatada .                                 


Kokkuvõte  Minu katse tulemusena on keedusoola protsendilisuse määramine liiva–soola segus 75 % .Sellist  võib 
järeldada , et katse ei tulnud hästi välja , kui soovitatakse . Leppitud keedusoola protsendilisuse 
määramine liiva–soola segus on 70 % ,  lõppvastus pole nii lähedane . Seega tuli minu suhteline 
süstemaatiline viga 7,1 % .  Töös tekkinud ebatäpsusi võis põhjustada mõõtmisveod  ja arvutusveod . Samuti liivas võiks olla 
rohkem  soola kogus  , kui on eeldatud  Antud laboratoorse töö läbiviimisel veendusin veel kord , et k´hoolikus on väga oluline, et eiilmuks 
ebatäpsusi. Samuti omandasin , et on väga tähtis läbi lugeda tähelepanelikult teksti.