Методы практической биохимии - Уильямс Б.
Скачать (прямая ссылка):
Полярографические волны характерны для тех веществ, которые могут окисляться или восстанавливаться на капельном ртутном электроде, образовывать соли со ртутью или являются поверхностноактивными. Это, с одной стороны, означает, что данным методом можно изучать самые разные вещества, а с другой — что могут возникать помехи, искажающие результаты. Вещества с близкими значениями потенциалов полуволны дают перекрывающиеся кривые. В связи с этим иногда заменяют электролит или перед полярографией проводят хроматографическое разделение веществ. Измерения обычно проводят в водных растворах при концентрациях около 10-4 М, и, следовательно, исследуемые вещества должны быть достаточно хорошо растворимы.
238 Часть 111. Аналитические методы
Рис. 7.10. Амперометрнческое титрование. Вещество X титруется веществом У; продукт XY нерастворим.
7.7.1. Амперометрическое титрование
Термин амперометрическое указывает на то, что в этой методике регистрируют изменение силы тока (ранее применяли термин поля-рометрическое титрование). По графику зависимости силы тока от количества титрующего вещества определяют конечную точку титрования. Применяемый для этого прибор может, как и в полярографии, иметь один индикаторный электрод, но иногда применяют два электрода. Лучше использовать капельный ртутный электрод, но можно работать и с платиновым или серебряным.
Примером амперометрического титрования является титрование вещества X веществом Y, когда оба они растворимы и обусловливают возникновение тока при определенном напряжении, а взаимодействуя, дают нерастворимое соединение XY. Общий вид получающейся .при этом зависимости представлен на рис. 7.10. Пунктирная линия соответствует одной из возможных экспериментальных кривых, а сплошная представляет собой зависимость, которую можно получить лишь в идеальных условиях. При эквивалентных количествах веществ X и Y сила тока очень незначительна, так как вследствие образования соединения XY в растворе остается очень мало свободных X a Y, обусловливающих ток. Примером амперометрического титрования в биологии является титрование SH-групп белков тиоловыми реагентами, содержащими тяжелые металлы.
Гл. 7. Потенциометрия, электрометрия и полярография 239
Платиновый Хиоследувмый \ Анод, образованный катод \ раствор | Ag-AgCl-KCl
Рис. 7.11. Элемент, образованный кислородным электродом и исследуемым
раствором.
7.8. Кислородный электрод
Принцип действия. Измерение содержания кислорода с помощью электродов основывается на вольтаметрии и полярографии. При электролитическом восстановлении кислорода образуется полярографическая волна, по которой и определяют его содержание. Для этих целей можно пользоваться капельным ртутным электродом, но чаще применяют платиновый. Обычно приложенное напряжение поддерживают постоянным и измеряют силу тока, которая зависит от концентрации кислорода. Когда платиновый или золотой электроды используют в сочетании с хлорсеребряным анодом (рис. 7.11), на аноде образуется четыре электрона, которые на катоде идут на восстановление молекулы кислорода.:
Анод 4Ag + 4С1- ---> 4AgCl + 4е~
Катод 4Н+ + 4е" + Оа ---> НаО
4Н+ + 4Ag-f- 4СГ + Оа --> 4AgCI + 2НаО
Если напряжение на электродах составляет (0,5—0,8) В, то сила тока, возникающего при этом, прямо пропорциональна концентрации кислорода в растворе.
7.8.1. Типы кислородных электродов
[ Кислородные электроды- очень разнообразны по конструкции, однако используются в основном три вида.
Открытый электрод состоит из платиновой или золотой проволоки, непосредственно погруженной в реакционную смесь. В некоторых конструкциях чувствительность увеличивают за счет использования колеблющихся или вращающихся электродов. Такие электроды особенно полезны для измерения очень быстрых изменений концентрации кислорода в процессе ферментативных реакций. Однако открытые электроды легко отравляются такими веществами, как феррицианид, цианид, аскорбиновая кислота и индофеноловые красители, которые часто применяются в экспериментах по изучению процессов дыхания»
Закрытый микроэлектрод состоит из платиновой проволоки, запаянной в стекло или эпоксидную смолу, так что в контакте с ис-
240 Часть III. Аналитические методы
Рис. 7.12. Электрод Рэнка (поперечное сечен не).
/ — пробка; 2 — термостатирующая рубашка; 3 — реакционный сосуд; 4 — ввод воды; 6 — вывод воды; 6 — мешалка; 7 — фланец; 8 — тефлоновая мембрана;
9 — кольцеобразный серебряный анод;
10 — платиновый катод; // — основание магнитной мешалки; 12 — к батарее и
самописцу; 13 — раствор КС1.
следуемым раствором, кото-рый помещают в воронкообразное углубление в конце стеклянного лли эпоксидного чехла, находится только самый кончик проволоки. Поскольку открытая поверхность электрода мала, поглощение им кислорода невелико, но вследствие особенностей конструкции ячейки электрод пригоден только для измерения фиксированных количеств кислорода (например, в крови или плазме).
