Avtor: Tamara Radošević f, Gimnazija Novo mesto Mentor: prof. Barbara Bajc Šerovič Datum



Yüklə 46,83 Kb.
tarix02.03.2018
ölçüsü46,83 Kb.
#28761

Laboratorijsko delo Delovanje enostavnih katalizatorjev

Delovanje enostavnih katalizatorjev

Avtor: Tamara Radošević 4.f, Gimnazija Novo mesto

Mentor: prof. Barbara Bajc Šerovič

Datum: 4. 12. 2006

Uvod

Katalizatorji so snovi, ki z nižanjem aktivacijske energije pospešijo kemijske reakcije in se pri tem kemično ne spremenijo. Katalizatorje srečamo v velikih industrijskih obratih kjer jih snovem dodajajo, da bi pri nižjih temperaturah dosegli enak učinek reakcije in bi s tem prihranili z energijo. Katalizatorji so prisotni tudi v človeškem telesu, kjer imajo enako funkcijo. Najpomembnejša vloge encimov v telesu je razkroj organizmu škodljivih snovi v neškodljive. Sicer pa se za katalizatorje v živih organizmih uporabljata imeni biokatalizator in encim.




Namen vaje

  • Spoznati razlike in podobnosti v delovanju anorganskega katalizatorja in encima

  • Spoznati dejavnike, ki vplivajo na delovanje encimov (pH, temperatura, velikost delcev)

  • Razumeti pomen encimov v živih celicah

  • Spoznati encim katalazo in njeno vlogo v celicah



Materiali

  • Erlenmajerica

  • Manganov dioksid v prahu

  • Sveža 3% raztopina vodikovega peroksida

  • Destilirana voda

  • Koščki svežih jeter in krompirja

  • Epruvete

  • Termometer

  • Držalo za epruveto

  • Kopel z vrelo vodo

  • Ledena kopel

  • Kopel sobne temperature

  • Steklena paličica

  • Kremenčev pesek

  • Univerzalni indikatorske papir

  • Nož

  • Raztopina natrijevega hidroksida

  • Raztopina klorovodikove kisline

  • Terilnica in pestilo

  • Lesene trske

  • Vžigalice

  • Gumijaste cevke

  • Gorilnik


Postopek

  1. Razkroj H«O« s segrevanjem (brez katalizatorja)

Epruveto, v katero smo nalili 5ml 3% raztopine H2O2, smo segrevali, tako da se je vodikov peroksid začel razkrajati v produkte razgradnje, od katerih je eden plin. S tlečo trsko smo ugotovili kateri plin je nastal.


  1. Delovanje katalizatorja in delovanje encima

Raztopino H2O2 smo nalili v dve epruveti (približno do višine 2cm), v eno smo dodali malo peska v drugo pa približno enako manganovega oksida.


  1. Učinek encima

V dve čisti epruveti smo nalili enako količino H2O2. V eno smo dodali za riževo zrno velik košček jeter v drugo pa enako velik košček krompirja.


  1. Ponovna uporaba encima

Tekočino iz epruvete z jetri iz prejšnjega poskusa smo razdelili v dve čisti epruveti. Tudi jetra smo razdelili in dali v vsako epruveto en košček. V prvo epruveto smo dodali še košček svežih jeter v drugo pa smo dolili še 1ml svežega H2O2.


  1. Vpliv velikosti delcev na delovanje encima

Nekaj koščkov jeter smo zmečkali s kremenčevim peskom in jih dali v epruveto. Ravno tako smo naredili s koščki krompirja in jih dali v drugo epruveto. V obe epruveti smo nato dodali še po 2ml H2O2.


  1. Vpliv temperature na delovanje encima

Prekuhana zmečkana jetra smo dali v epruveto in nato dodali 1ml H2O2. V dve epruveti smo dali H2O2 in eno ohlajali v ledeni kopeli drugo pa segreli v topli kopeli (37°C). Potem smo v obe epruveti dodali košček jeter.


  1. Vpliv pH na delovanje encima

V tri čiste epruvete smo dali malo z kremenčevim peskom zmečkanih jeter. V prvo epruveto smo dodali 2ml destilirane vode, v drugo 2ml NaOH in v tretjo 2ml HCl. Zapisali smo pH vsake epruvete ter nato v vsako dodali še 2ml H2O2.


  1. Produkti reakcije

Plitvo posodo smo napolnili do treh četrtin. Z vodo smo napolnili tudi dve epruveti in ju postavili v plitvo posodo. Jetra zmečkana z kremenčevim peskom smo dali v erlenmajerico in dolili 100 ml H2O2. po petih sekundah smo zamašili erlenmajerico z zamaškom, na katerega je pritrjena cevka. Drugi konec cevke smo vtaknili pod vodo v ustje epruvete. Zbrali smo dve epruveti plina.


  1. Dokaz produktov reakcije

Vzeli smo prvo epruveto in jo obrnili z ustjem navzdol. K ustju smo približali gorečo vžigalico. Drugo epruveto smo obrnili z ustjem navzdol. V ustje smo vtaknili tlečo trsko.
Pri poskusih smo hitrost reakcije označili takole:

0 = ni reakcije

1 = počasna reakcija

2 = zmerna reakcija

3 = hitra reakcija

4 = zelo hitra reakcija



Rezultati

1. Razkroj H2O2 s segrevanjem (brez katalizatorja)

V epruveti v kateri je bila raztopina H2O2 je nastal kisik kot produkt razkroja, kar smo ugotovili s tlečo trsko. Reakcija 2 H2O2  H2O + O2


2. delovanje katalizatorja in delovanje encima

Epruveta

Dodane snovi

Hitrost reakcije

1

H2O2 + pesek

0

2

H2O2 + MnO2

4

Tabela 1: Učinek katalizatorja
3. Učinek encima

Epruveta

Dodane snovi

Hitrost reakcije

1

H2O2 + krompir

2

2

H2O2 + jetra

3

Tabela 2: Učinek encima
4. ponovna uporaba encima

Epruveta

Dodane snovi

Hitrost reakcije

1

H2O2 + jetra + nova jetra

0

2

H2O2 + jetra + MnO2

3

Tabela 3: Ponovna uporaba encima
5. vpliv velikosti delčkov

Epruveta

Dodane snovi

Hitrost reakcije

1

jetra + pesek + H2O2

4

2

krompir + pesek + H2O2

2

Tabela 4: Vpliv velikosti delcev

6. Vpliv temperature

Epruveta

Dodane snovi

Temperatura

Hitrost reakcije

1

vrela jetra + H2O2

100oC

0

2

H2O2 + jetra

37oC

4

3

H2O2 + jetra

0oC

2

Tabela 5: Vpliv temperature

7. Vpliv pH

Epruveta

Dodane snovi

PH

Hitrost reakcije

1

Jetra + pesek + destilirana voda + H2O2

7

3

2

Jetra + pesek + NaOH + H2O2

14

2

3

Jetra + pesek + HCl + H2O2

1

0

Tabela 6: Vpliv pH
8. Produkti reakcije

Ko smo tlečo trsko približali navzgor obrnjeni epruveti, je le ta zagorela. S tem smo dokazali kisik. Z gorečo vžigalico in navzdol obrnjeno epruveto pa smo dokazali vodik.

Diskusija

Pri vaji smo opazovali delovanje encima katalaze, ki pospešuje razkroj vodikovega peroksida. Njeno delovanje smo primerjale z delovanjem nebeljakovnskih katalizatorjev in ugotovili v kakšnih razmerah deluje.

Opazili smo, da se da vodikov peroksid razgraditi tudi z nebeljakovinskimi katalizatorji – uporabili smo MnO2. Reakcija je bila burna, sprostilo se je tudi več zunanje energije – toplote, kar pa ni primerno za naše celice, zato ta reakcija v telesnih celicah ne poteka. Ko smo MnO2 dodali pesku, reakcija ni potekla.

H2O2 dodamo krompirju in pri tem zaznamo počasnejšo reakcijo, kot pa če ga dodamo jetrom. To nam kaže na to, da krompir vsebuje nekaj encima katalaze, vendar manj kot pa jetra. Podobne razlike bi lahko opazili tudi med celicami naših tkiv. Jetra so zelo aktivna.

S ponovnim dodajanjem H2O2 smo dokazali, da se encim res ne uniči in še vedno deluje.

Dokazali smo tudi, da pri zmečkanih jetrih poteče hitrejša reakcija kot pa pri enaki količini jeter v enem koščku. Reagirajo samo encimi na površini. Encimi v notranjosti ne bi prišli do substrata. S tem, ko zdrobimo jetra, povečamo površino na kateri reagira katalaza.

Vpliv temperature smo opazovali v poskusu 6. Ugotovili smo, da je encim občutljiv na temperaturo. Reakcija z vrelimi jetri ni potekla, reakcija z mrzlimi jetri pa je bila počasna. Pri telesni temperaturi poteče najhitrejša reakcija.

Opazovali smo tudi vpliv pH na delovanje encima. Opazili smo, da reakcija poteče od nevtralnega (pH = 7) do bazičnega (pH = 14). V kislem okolju (pH = 1) reakcija ne poteče.



Zaključek

Encimi so za nas življenjskega pomena, saj brez njih ne bi mogle poteči reakcije snovi, ki nastajajo med metabolizmom v našem telesu, npr. razpad H2O2, saj je za razpad vodikovega peroksida potrebna zelo visoka temperatura, kakršne naše telo ne bi moglo prenesti. Encimi pa zmanjšajo aktivacijsko energijo.

Ugotovili smo, da se drugače strupeni H2O2 s pomočjo encima katalaze spremeni v neškodljive elemente, ki jih človeško telo potrebuje in sicer H2O in O2.

Katalizatorji sodelujejo v reakciji, vendar se pri tem ne spreminjajo in ne porabljajo. Kar vidimo v postopku 4, ko smo ponovno uporabili encim in je spet potekla reakcija, ko smo dodali svež H2O2. Molekula katalizatorja se veže na reagirajočo molekulo in tako zniža njeno aktivacijsko energijo, da se reakcija lahko začne. Takoj zatem se katalizatorska molekula sprosti in poveže z naslednjo reagirajočo molekulo. Katalizatorji vplivajo na hitrost reakcij.

Videli smo, da anorganski katalizator in encim pospešujeta reakcije, vendar je reakcija pri anorganskem katalizatorju potekla hitreje. Encim je katalizator živih bitij zato ga imenujemo tudi biokatalizator.

Ugotovili smo, da si brez katalizatorjev ne moremo predstavljati življenja, saj bi drugače potrebovali preveč energije in naše celice bi morale biti dosti bolj odporne na temperature, in snovi, ki nastajajo pri metabolizmu.



Encimi v živih organizmih so sestavljeni iz beljakovinskega in nebeljakovinskega dela. To pomeni da pri segrevanju nad 45 stopinj Celzija zakrknejo in prenehajo delovati. Encimi so najbolj dejavni pri sobnih temperaturah in pri temperaturah ki je značilna za živali s stalno telesno temperaturo. Pri ohlajanju se njihovo delovanje upočasni. Na njihovo delovanje deluje tudi pH okolja, v katerem delujejo.
Literatura:

  • Pevec, S. (1999). BIOLGIJA – Laboratorijsko delo. Ljubljana: DZS

  • Drašler, J. et al. (2005). BIOLOGIJA – Navodila za laboratorijsko delo. Ljubljana: DZS

  • Stušek, P. et al. (2001). Biologija 1 – Celica. Ljubljana: DZS



Yüklə 46,83 Kb.

Dostları ilə paylaş:




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə