Střední odborná škola a Střední odborné učiliště Cesta brigádníků 693, Kralupy nad Vltavou Česká republika

Střední odborná škola a Střední odborné učiliště Cesta brigádníků 693, 278 01 Kralupy nad Vltavou Česká republika www.sosasoukralupy.cz

Laboratorní zpráva Název práce: Stanovení aktivity rostlinné katalázy

Jednotky učení Dvojklikem na políčko označte LU Unit Title 1 Separation and Mixing Substances 2 Material Constants – Determining Properties of Materials 3 Spectroscopic Analysis of Substances 4a Volumetric Analysis of Substances 4b Gravimetric Analysis of Substances 5 Chromatographic Separation and Analysis of Substances 6 Preparing of Inorganic and Organic substances 7 Synthesis methods 8a Isolation and Identification of Cells and Microorganisms 8b Isolation and Determination of Substances from Biological Material Vypracoval: Veronika Petrovická Vedoucí cvičení: Judita Dömötörová Datum: 14.3.2013 page 1 of 10


Stanovení aktivity rostlinné katalázy Pomůcky: třecí miska s tloučkem, odměrný válec, Erlenmeyerova baňka, byreta, titrační baňka, kádinka, nádoba na ledovou koupel, odměrná baňka, gáza, pipeta, hodinky, teploměr, led, kahan, trojnožka Chemikálie: zásobní roztok KMnO4 (c = O,O1mol/l) odměrný roztok KMnO4 (c = 0,001 mol/l) koncentrovaný peroxid vodíku (30%) 0,3-0,4% roztok H2O2 fosfátový tlumivý roztok pH = 7 H2SO4 (10% roztok) rostlinný vzorek destilovaná voda

Část 1- Příprava roztoků 1. Připravte 100 ml zásobního roztoku KMnO4 s koncentrací 0,01 mol/dm3. M (KMnO4) = 158,0339 g/mol m = c * Mr * V m = 0,01 * 158,0339 * 0,1 m = 0,15803 g KMnO4 2. Ředěním zásobního roztoku KMnO4 (c = 0,01 mol/dm3) připravte 250 ml OR s koncentrací 0,001 mol/dm3. c1 * V1 = c2 * V2 0,01 * V1 = 0,001 * 250 V1 = 25 ml KMnO4 3. Připravte 100 ml standardního C2H2O4 s koncentrací 0,0125 mol/dm3. K dispozici máte C2H2O4 * 2 H2O. M (C2H2O4) = 90,0349 g/mol M (C2H2O4 * 2 H2O) = 126,06546 g/mol m = c * Mr * V m = 126,06546 * 0,0125 * 0,1 m = 0,1575 g C2H2O4 * 2 H2O page 2 of 10


4. Vypočítejte přesnou koncentraci C2H204 z navážky C2H2O4 * 2 H2O. c = m / Mr * Ft * V 5. Připravte 100 ml roztoku kyseliny sírové s koncentrací 2 mol/dm3. K dispozici máte 96% kyselinu. M (H2SO4) = 98,078 g/mol ρ (H2SO4) = 1,8355 g/cm m = c * Mr * V m = 98,078 * 2 * 0,1 m = 19,61 g 100% H2SO4 m = 19,61 / 0,96 m = 20,43 g 96 % H2SO4 V=m/ρ V = 20,43 / 1,8355 = 11,13 ml 96 % H2SO4 6. Připravte 100 ml 10 % roztoku kyseliny sírové ředěním 96% roztoku. M (H2SO4) = 98,078 g/mol ρ (H2SO4-96%) = 1,8355 g/cm ρ (H2SO4-10%) = 1,0661 g/cm ρ (H2O) = 0,9982 g/cm

page 3 of 10


m = 100 * ρ m = 100 * 1,0661 m = 106,61 g celého roztoku m1 * W1 = m * W m1 * 0,96 = 106,61 * 0,1 m1 = 106,61 * 0,1 / 0,96 m1 = 11,10 g 96 % H2SO4 V=m/ρ V = 11,10 / 1,8355 V = 6,00 ml 96 % H2SO4 H2O 106,61 – 11,10 = 95,51 g H2O

7. Připravte fosfátový tlumivý roztok. Smíchejte 39 ml 0,2 M NaH2PO4 a 61ml 0,2 M Na2HPO4 a doplňte destilovanou vodou na 200 ml. Roztok 1: Připravte 50 ml roztoku NaH2PO4 s koncentrací 0,2 mol/dm3. K dispozici máte NaH2PO4 * 2 H2O. Roztok 2: Připravte 100 ml roztoku Na2HPO4 s koncentrací 0,2 mol/dm3. K dispozici máte Na2HPO4 * 2 H2O. M (NaH2PO4 * 2 H2O) = 156,01 g/mol M (Na2HPO4 * 2 H2O) = 358,14 g/mol

NaH2PO4 * 2 H2O m = c * Mr * V m = 156,01 * 0,2 * 0,05 m = 1,5601 g Na2HPO4 * 2 H2O m = c * Mr * V m = 358,14 * 0,2 * 0,1 m = 7,162 g

page 4 of 10


Část 2- Standardizace zásobního roztoku KMnO4 Princip: 5 H2C2O4 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4

2 MnSO4 + 10 CO2 + K2SO4 + 8 H2O

Postup: 1. Do titrační baňky jsem odpipetovala 20 ml standardního roztoku kyseliny šťavelové (c = 0,0125 mol/dm3). Přidala jsem 2 ml roztoku H2SO4 (c = 2,0 mol/dm3). 2. Obsah baňky jsem zahřála na 70°C. Při zahřívání titrovaného roztoku nad 90°C může nastat rozklad kyseliny šťavelové podle rovnice (COOH)2 H2O + CO2 + CO 3. Horký roztok jsem za stálého míchání titrovala po kapkách odměrným roztokem KMnO4 (s přibližnou koncentrací c = 0,01 mol/dm3) do postřehnutelného růžového zabarvení, které vydrželo cca 30 sekund. Roztok KMnO4 jsem na začátku přidávala pomalu a až když se roztok KMnO4 začal rychleji odbarvovat, titrovala jsem do postřehnutelného růžového zabarvení.

Titrace

V (KMnO4) (ml)

1

10,0

2

10,1

3

10,0

Průměr

10,03

c (KMnO4) = 2/5 * c (C2H2O4) * V (C2H2O4) / V (KMnO4) c = 2/5 * 0,0125 * 0,02 / 0,01003 c = 0,0099 mol/dm3

Závěr: Koncentrace OR je 0,0099 mol/dm3.

page 5 of 10


Část 3- Stanovení aktivity katalázy Princip: 5 H2O2 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4

2 MnSO4 + K2SO4 + 5 O2 + 8 H2O

Postup: 1. Ke 2 g vzorku jsem přidala 50 ml fosfátového tlumivého roztoku pH=7,0. Důkladně jsem rozmíchala a směs přefiltrovala přes 4 vrstvy gázy. 2. Do dvou Erlenmeyerových baněk jsem odměřila 2 ml rostlinného výluhu. Přidala jsem 20 ml fosfátového tlumivého roztoku a 26 ml destilované vody. Baňky jsem umístila do ledové koupele a jejich obsah jsem nechala vychladnout na teplotu 0-2°C. 3. Do titrační baňky jsem odměřila 10 ml 10% kyseliny sírové. Po dosáhnutí vhodné teploty jsem do jedné baňky přidala 2 ml roztoku substrátu (0,3-0,4 % peroxidu vodíku). 4. Ihned jsem odebrala 5 ml vzorku z reakční baňky v čase t = 0 a obsah pipety jsem rychle vypustila do titrační baňky s kyselinou. 5. Obsah titrační baňky jsem titrovala odměrným roztokem KMnO4 do slabě růžového zabarvení a zaznamenala jsem spotřebu. 6. Titrace jsem opakovala v 10 minutových intervalech odebráním 5 ml ze vzorku. Titrace jsem opakovala v intervalech 10-20-30-40-60-90 min. od přidání substrátu do reakční baňky. 7. Zapsala jsem spotřeby do tabulky a vypočítala množství peroxidu vodíku.

t (min)

Odběr v čase

V (KMnO4) (ml)

m (H2O2) (mg)

0

12:10

9,60

0,80736

10

12:20

4,20

0,35322

20

12:30

2,00

0,1682

page 6 of 10


30

12:40

0,90

0,07569

40

12:50

0,60

0,05046

60

13:10

0,50

0,04205

90

13:40

0,30

0,02523

m (H2O2) = 5/2 * c (KMnO4) * V (KMnO4) * M (H2O2) m = 5/2 * 0,00099 * 0,001 * 34,02 m = 8,41995 * 10 -5 g mg = 8,41995 * 10 -2 = 0,0841 * V (KMnO4) = 0,0841 * 9,60 = 0,80736 g H2O2

1 ml KMnO4 odpovídá 0,0841 mg 9,60 ml odpovídá 0,80736 mg 0,30 ml odpovídá 0,02523 mg

page 7 of 10


Schéma, obrázek, graf Schéma práce

page 8 of 10


m (H2O2) /(mg)

Aktivita katalázy 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

t (min)

Závěr: Čím byl čas delší od prvního titrovaného vzorku, tím klesala spotřeba při titraci.

Úkoly: 1. Enzymy jsou účinné biologické katalyzátory. Na základě tabulky vysvětlete jak působí katalyzátor na hodnotu aktivační energie.

Katalyzátor snižuje energetickou bariéru na průběhu reakce. 2. Vysvětlete, co označení katalázy - E.C. 1.11.1.6. Klasifikace enzymů se provádí podle Enzyme Commission IUBMB do 6 skupin. Každému enzymu se přiděluje tzv. číslo EC nomenklatury pro podrobnější klasifikaci. E.C. 1.11.1.6. →kataláza H2O2:H2O2 oxidoreduktasa, CAT

page 9 of 10


3. Definujte číslo přeměny enzymu. Hodnota je 4 * 107. Znamená to, že 1 mol katalázy přemění 40 miliónů molů substrátu (H2O2) na produkt za sekundu 4. Popište tvar křivky m(H2O2, nezreag.)=f(t) a na základě ní změnu rychlosti rozkladu peroxidu vodíku působením katalázy. Exponenciála 5. Čtení s porozuměním v cizím jazyce. Přečtěte si text z učebnice Biochemistry (Campbell Farrell) s názvem „Enzyme Lets Enjoy Champagne“. a) vysvětlete význam anhydrázy CO2 se váže s vodou b)vysvětlete proč lékaři, kteří vystoupili na vrch, cítili jako by pivo bylo vyšuměné Protože léčivo co použily obsahovalo carbonhydáty a ty jsou zodpovědný za to jak vnímáme chuť sycených nápojů. 6. Definujte manganometrii jako analytickou metodu. Popiště i autokatalýzu manganatou solí. Manganometrie je založena na titraci OR KMnO4 v kyselém prostředí, kdy má silně oxidační vlastnosti. Vznikající MnSO4 funguje jako katalyzátor. 7. Uveďte rovnice standardizace KMnO4 v úplném a iontovém tvaru. MnO4- + 8H- + 5e- →Mn2+ + 4H2O 2KMnO4 + 5(COOH)2 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + C2SO4 + 10CO2 + 8H20 8. Vysvětlete princip indikace bodu ekvivalence v manganometrii. Projeví se barevnou změnou MnSO4 z bezbarvé barvy do růžové na jednu kapku 9. Uveďte rovnici redukce manganistanu v kyselém prostředí a vyhledejte příslušný redoxní potenciál E°(aox/ared). EEV=EVE0 + RT/zF*ln*aox/ared MnO4- + 8H- + 5e- →Mn2+ + 4H2O E°=(MnO4-|Mn2+)=1,507 V

page 10 of 10

Střední odborná škola a Střední odborné učiliště Cesta brigádníků 693, Kralupy nad Vltavou Česká republika

Recommend Documents