Füüsikaline keemia FK23 protokoll (0)

TTÜ Materjali- ja keskkonnatehnoloogia Instituut KYF0280 Füüsikaline keemia Üliõpilase nimi: Rebecca Pärtel Töö nr: FK8 SAHHAROOSI ENSÜÜMREAKTSIOONI KINEETILISTE PARAMEETRITE MÄÄRAMINE Siia tuleb sisestada  aparatuuri joonis.


TTÜ Materjali- ja keskkonnatehnoloogia Instituut KYF0280 Füüsikaline keemia Õpperühm: EANB31 Töö teostamise kuupäev: 21.10 SAHHAROOSI ENSÜÜMREAKTSIOONI KINEETILISTE PARAMEETRITE MÄÄRAMINE Siia tuleb sisestada  aparatuuri joonis.


Töö eesmärk (või töö ülesanne).  sahharoosi ensüümreaktsiooni kineetiliste konstantide Km ja vmax määramine Lineweaver-Burki 
koordinaatides ehitatud graafiku abil (1/v sõltuvana 1/S).  Teooria.  Sahharoosi inversioonireaktsiooni (hüdrolüüsi) produktideks on glükoos ja fruktoos: C12H22O11 + H2O  
invertaas C6H12O6 + C6H12O6 Reaktsioon kulgeb vesilahuses (kusjuures vee kontsentratsioon on tunduvalt 
suurem sahharoosi kontsentratsioonist) esimest järku reaktsioonina. Inversioonireaktsiooni kiirus on 
neutraalses keskkonnas väga väike, seetõttu kiirendatakse reaktsiooni katalüsaatorite – kas mineraalhapete  või (antud töös) ensüümkatalüsaatorite – abil. Reaktsiooni kiirust mõõdetakse lahust läbiva polariseeritud 
valguse polarisatsioonitasandi pöördenurga ajalise muutuse kaudu. Seda võimaldab suhkru ja tema 
lagunemisproduktide optiline aktiivsus. Sahharoos pöörab polarisatsioonitasandit paremale (eripööre [αeri] = αeri] = eri] =  66,550 ), tema inversiooniproduktide segu aga vasakule, kuna glükoos pöörab paremale (eripööre [αeri] = αeri] = eri] = 
52,50 ), fruktoos aga vasakule ([αeri] = αeri] = eri] = - 91,90 ). Seetõttu reaktsiooni kulgemisel polarisatsioonitasandi 
pöördenurk väheneb, muutub võrdseks nulliga ja seejärel negatiivseks. Reaktsiooni lõppemisele vastab 
konstantne negatiivne pöördenurga piirväärtus. Pöördenurk αeri] =  sõltub eripöördest [αeri] = αeri] = eri], lahusekihi paksusest  (toru pikkusest) l ja 2 vmax kontsentratsioonist c: αeri] =  = f([αeri] = αeri] = eri], l ,c). Polarisatsioonitasandi pöördenurka 
mõõdetakse polarimeetri abil.  Töövahendid.  polarimeeter KRÜSS, suhkrulahus, invertaasi lahus Töö käik.  Tegin vajaliku lahuse ja fikseerisin reaktsiooni algusaja. Panin lahuse katse torusse ja asetasin toru aparaati, iga 
teatud aja tagant vaatasin näitu ja panin selle kirja. Kõige alguses tegin katse puhta invertaasi lahusega, et  hiljem arvutustes teha kalibratsioon. Kõige viimase tulemuse saatis mulle laboritädi.


Töö eesmärk (või töö ülesanne).  sahharoosi ensüümreaktsiooni kineetiliste konstantide Km ja vmax määramine Lineweaver-Burki 
koordinaatides ehitatud graafiku abil (1/v sõltuvana 1/S).  Teooria.  Sahharoosi inversioonireaktsiooni (hüdrolüüsi) produktideks on glükoos ja fruktoos: C12H22O11 + H2O  
invertaas C6H12O6 + C6H12O6 Reaktsioon kulgeb vesilahuses (kusjuures vee kontsentratsioon on tunduvalt 
suurem sahharoosi kontsentratsioonist) esimest järku reaktsioonina. Inversioonireaktsiooni kiirus on 
neutraalses keskkonnas väga väike, seetõttu kiirendatakse reaktsiooni katalüsaatorite – kas mineraalhapete  või (antud töös) ensüümkatalüsaatorite – abil. Reaktsiooni kiirust mõõdetakse lahust läbiva polariseeritud 
valguse polarisatsioonitasandi pöördenurga ajalise muutuse kaudu. Seda võimaldab suhkru ja tema 
lagunemisproduktide optiline aktiivsus. Sahharoos pöörab polarisatsioonitasandit paremale (eripööre [αeri] = αeri] = eri] =  66,550 ), tema inversiooniproduktide segu aga vasakule, kuna glükoos pöörab paremale (eripööre [αeri] = αeri] = eri] = 
52,50 ), fruktoos aga vasakule ([αeri] = αeri] = eri] = - 91,90 ). Seetõttu reaktsiooni kulgemisel polarisatsioonitasandi 
pöördenurk väheneb, muutub võrdseks nulliga ja seejärel negatiivseks. Reaktsiooni lõppemisele vastab 
konstantne negatiivne pöördenurga piirväärtus. Pöördenurk αeri] =  sõltub eripöördest [αeri] = αeri] = eri], lahusekihi paksusest  (toru pikkusest) l ja 2 vmax kontsentratsioonist c: αeri] =  = f([αeri] = αeri] = eri], l ,c). Polarisatsioonitasandi pöördenurka 
mõõdetakse polarimeetri abil.  Töövahendid.  polarimeeter KRÜSS, suhkrulahus, invertaasi lahus Töö käik.  Tegin vajaliku lahuse ja fikseerisin reaktsiooni algusaja. Panin lahuse katse torusse ja asetasin toru aparaati, iga 
teatud aja tagant vaatasin näitu ja panin selle kirja. Kõige alguses tegin katse puhta invertaasi lahusega, et  hiljem arvutustes teha kalibratsioon. Kõige viimase tulemuse saatis mulle laboritädi.


Katse temperatuur: Suhkrulahuse konsentratsioon: Suhkrulahuse lähtepöördepunkt: Reaktsiooni alguse kellaaeg: Tabel 1 Katseandmete tabel: Jrk nr. Kellaaeg 1 10:41 0 1.62 2 10:43 2 1.45 3 10:45 4 1.33 4 10:47 6 1.22 5 10:49 8 1.09 6 10:51 10 0.98 7 10:56 15 0.71 8 11:01 20 0.48 9 11:06 25 0.29 10 11:10 30 0.14 11 11:16 35 -0.04 12 11:21 40 -0.07 13 11:26 45 -0.14 14 11:31 50 -0.2 15 11:41 60 -0.28 16 11:51 70 -0.32 17 12:01 80 -0.34 18 12:11 90 -0.4 19 12:21 100 -0.41 20 12:41 120 -0.43 21 10:30 1427 -0.46 1) 1.45 0.070 -0.46 0 2) t= 10 min 0.98 St= 0.042312 4.64E-05 3) 0.070 14.25 4.64E-05 2.15E+04 0.82 1.21951219512195 7.38E-05 1.36E+04 7.8106693743654E-05
0.048672186206358 Aeg reaktsiooni  algusest (min) Polameetri näit αeri] =  αeri] =  0= S 0= αeri] =  ∞= S ∞= αeri] =  10= v 0= S 0 1/S 0 v 0 1/v 0 v max= K m=


4) 4.6119318748483E-05
3.9053346871827E-05 0.056 0.099593845192533 1.1602267E-05 0.017375 2.0203438E-05 0.03475 3.2102973E-05 0.0695 4.0270221E-05 0.106 5.2184615E-05 0.212 6.0120788E-05 0.318 6.5068561E-05 0.424 v 0= v 0=Vmax/2= S 0= K m= 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 -9.99999999999995E-06 5.42101086242752E-20 1.00000000000001E-05 2E-05 3E-05 4E-05 5E-05 6E-05 7E-05 8E-05 9E-05 Chart Title 𝐾_𝑚 𝑣_0  " = " 𝑣_𝑚𝑎𝑥/ 2


23.1 2.40% 1.62 10:41   mol/l 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 pöördenurga muutumine sõltuvalt ajast min -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 0.000 0.006 0.012 0.018 0.024 0.030 0.036 0.042 0.048 0.054 0.060 0.066 0.072 f(x) = 0.036741067328006 x + 0.016900890970883 S=f(αeri] = ) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0.00E+00 5.00E+03 1.00E+04 1.50E+04 2.00E+04 2.50E+04 f(x) = 612.675407461798 x + 12802.970370304 Kiiruse pöördväärtuse sõltuvus konsentratsiooni pöördväärtusest 1/v0 Linear (1/v0)


0 2 4 6 8 10 12 14 16 0.00E+00 5.00E+03 1.00E+04 1.50E+04 2.00E+04 2.50E+04 f(x) = 612.675407461798 x + 12802.970370304 Kiiruse pöördväärtuse sõltuvus konsentratsiooni pöördväärtusest 1/v0 Linear (1/v0) 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 -9.99999999999995E-06 5.42101086242752E-20 1.00000000000001E-05 2E-05 3E-05 4E-05 5E-05 6E-05 7E-05 8E-05 9E-05 Chart Title 𝐾_𝑚 𝑣_
𝑚𝑎
𝑥


0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 pöördenurga muutumine sõltuvalt ajast min -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 0.000 0.006 0.012 0.018 0.024 0.030 0.036 0.042 0.048 0.054 0.060 0.066 0.072 f(x) = 0.036741067328006 x + 0.016900890970883 S=f(αeri] = ) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0.00E+00 5.00E+03 1.00E+04 1.50E+04 2.00E+04 2.50E+04 f(x) = 612.675407461798 x + 12802.970370304 Kiiruse pöördväärtuse sõltuvus konsentratsiooni pöördväärtusest 1/v0 Linear (1/v0)


0 2 4 6 8 10 12 14 16 0.00E+00 5.00E+03 1.00E+04 1.50E+04 2.00E+04 2.50E+04 f(x) = 612.675407461798 x + 12802.970370304 Kiiruse pöördväärtuse sõltuvus konsentratsiooni pöördväärtusest 1/v0 Linear (1/v0)


Järeldus 2.4% sahharoosilahuse reaktsiooni algkiiruseks sain 4,64*10^-5 mol/l*s  ning 
v,max tuli 7,81∗ 〖 10 〗 ^(−5)  𝑚𝑜𝑙/(𝑙∗𝑠) ja    Km = 0, 09M
Kirjandusliku allika põhjal: 
Km = 0.150 M 
 V max = 1 mM/min = 1.66*10^-5 mol/s


Järeldus 2.4% sahharoosilahuse reaktsiooni algkiiruseks sain 4,64*10^-5 mol/l*s  ning 
v,max tuli 7,81∗ 〖 10 〗 ^(−5)  𝑚𝑜𝑙/(𝑙∗𝑠) ja    Km = 0, 09M
Kirjandusliku allika põhjal: 
Km = 0.150 M 
 V max = 1 mM/min = 1.66*10^-5 mol/s


Siia tuleb lisada (skaneeritult või fotona) õppejõu poolt antud tööülesanne  ja õppejõu  poolt allkirjastatud originaalkatseandmete leht.




Siia tuleb lisada (skaneeritult või fotona) õppejõu poolt antud tööülesanne  ja õppejõu  poolt allkirjastatud originaalkatseandmete leht.

Document Outline

• Tiitelleht
• Teooria ja töö käik
• Arvutused, tabelid ja graafikud
• Järeldus
• Originaalkateseandmed