Metody analizy fizykochemicznej związków kompleksowych"

Transkrypt

1 Metody analizy fizykochemicznej związków kompleksowych" Aleksandra Dąbrowska (4 h) Wykład 1: Spektroskopia IR i UV-Vis w analizie chemicznej związków chemicznych Wprowadzenie metoda analityczna; sygnał analityczny; chemiczna analiza instrumentalna; zalety i wady metod instrumentalnych; tradycyjny podział metod instrumentalnych; etapy postępowania analitycznego; wybór odpowiedniej metody instrumentalnej; metody absorpcyjne; Wykład 1: Spektroskopia IR i UV-Vis w analizie chemicznej związków chemicznych Spektroskopia IR widmo IR; rodzaje drgań cząsteczkowych; obszar grup funkcyjnych; obszar daktyloskopowy; oddziaływania sprzężone; efekt sprzężenia; drgania symetryczne i asymetryczne; moment dipolowy a absorpcja promieniowania; przykłady zastosowania spektroskopii IR do rozwiązywania widm związków nieorganicznych i kompleksowych; Wykład 2: Spektroskopia IR i UV-Vis w analizie chemicznej związków chemicznych Spektroskopia absorpcyjna w zakresie nadfioletu i światła widzialnego rodzaje przejść elektronowych; chromofory i auksochromy; przesunięcie bato- i hipsochromowe; efekt hiper- i hipochromowy; rola rozpuszczalnika; wpływ ph; natura przejść elektronowych w odniesieniu do teorii pola ligandów; Przykłady zastosowań spektroskopii UV-Vis Aleksandra Dąbrowska(4 h) Wykład 3: Zastosowanie spektroskopii UV-Vis do wyznaczania wartości stałych trwałości i stałych kwasowo-zasadowych prostych kompleksów jednordzeniowych. Elementy chemii związków kompleksowych jednordzeniowych. Równowagi tworzenia kompleksów jednordzeniowych. Wyznaczanie stałych trwałości i kwasowozasadowych kompleksów jednordzeniowych metodami spektrofotometrycznymi (metoda Joba; metoda Bjerruma; metoda zmian ciągłych; metoda stosunku molowego; miareczkowanie ph-metryczno-spektrofotometryczne, wyprowadzenie równania

2 Hendresona-Hasselbacha). Przykłady. Wykład 4: Zastosowanie potencjometrii do wyznaczania wartości stałych równowag reakcji kompleksowania. Elementy chemii związków kompleksowych jedno- i wielordzeniowych. Równowagi tworzenia kompleksów jedno- i wielordzeniowych. Wyznaczanie stałych trwałości kompleksów jednordzeniowych metodami potencjometrycznymi (metody bezpośrednie; metody oparte na pomiarach ph). Przykłady. Joanna Makowska (4 h) Wykład 5: Zastosowanie metod chemii teoretycznej do przewidywania krzywych miareczkowania. Przedmiotem dwugodzinnego wykładu będzie omówienie teoretycznych metod umożliwiających badanie wpływu wartości ph oraz rodzaju rozpuszczalnika na konformację modelowych peptydów oraz próba znalezienia jak najlepszego sposobu do przewidywania przebiegu krzywych miareczkowania potencjometrycznego oraz wyznaczania stałych pka dla układów peptydowych. 1. Wprowadzenie na temat struktury peptydów i białek z opisem występujących w nich równowag kwasowo-zasadowych. 2. Wyjaśnienie roli ph w stabilizacji polipeptydów i białek na przykładzie badań konformacyjnych peptydów opartych o sekwencję oligoalaniny w zależności od ph środowiska. 3. Uwzględnienie ph w obliczeniach konformacyjnych; 4. Uwzględnienie stopnia jonizacji grup bocznych w obliczeniach; a) metoda oparta o model solwatacyjny Poissona-Boltzmanna; b) metoda oparta o dynamikę molekularną i model solwatacyjny Generalized- Borna. 5. Obliczanie teoretycznych krzywych potencjometrycznych dla wybranych sekwencji peptydowych przy zastosowaniu metody wykorzystującej model solwatacyjny oparty o równanie Poissona-Boltzmanna. Porównanie uzyskanych wyników z eksperymentem (wyniki eksperymentalne z miareczkowania potencjometrycznego).

3 Wykład 6: Badanie przemian fazowych w związkach biologicznie czynnych przy użyciu różnicowej kalorymetrii skaningowej. Przedmiotem dwugodzinnego wykładu będzie omówienie różnicowej kalorymetrii skaningowej jako metody wykorzystywanej w analizie przemian termicznych układów biologicznych, np. białek, kwasów nukleinowych, kompleksów biologicznie czynnych, w celu określenia: temperatury topnienia biomakrocząsteczek, parametrów termodynamicznych związanych z procesem denaturacji, jak również wpływu mutacji punktowych na stabilność białek oraz ich pochodnych. 1. Metoda pomiaru DSC 2. Zastosowanie praktyczne eksperymentu DSC 3. Pojemność cieplna białek 4. Termiczne rozfałdowanie białka 5. Specyfika termicznych przemian konformacyjnych w wybranych układach biologicznych 6. Charakterystyka DSC termicznej przemiany pomiędzy stanem natywnym i denaturowanym na przykładzie wybranego białka (interpretacja wyników). 7. Analiza matematyczna krzywych DSC (interpretacja wyników). Dariusz Wyrzykowski (4 h) Wykład 7: Zastosowanie metod analizy termicznej w badaniu związków chemicznych - aspekty teoretyczne i praktyczne. 1. Definicje nazw i skrótów stosowanych w analizie termicznej. 2. Podział metod termoanalitycznych. 3. Termograwimetria, różnicowa analiza termiczna, różnicowa kalorymetria skaningowa schematy układów pomiarowych, idea pomiaru, interpretacja wyników. 4. Metody analizy termicznej połączone z analizą produktów gazowych. Detekcja produktów gazowych za pomocą spektroskopii w podczerwieni oraz spektrometrii masowej. 5. Badania rozkładów termicznych związków koordynacyjnych. 6. Zastosowanie metod analizy termicznej do badania materiałów budowlanych, produktów żywnościowych oraz substancji farmaceutycznych.

4 Wykład 8: Badania trwałości termodynamicznej związków kompleksowych metodą izotermicznego miareczkowania kalorymetrycznego. 1. Kalorymetria. Efekty energetyczne towarzyszące przebiegowi procesów fizycznych i chemicznych. 2. Izotermiczny kalorymetr miareczkowy schemat budowy i zasada pomiaru. 3. Parametry termodynamiczne reakcji kompleksowania. 4. Przygotowanie próbek. Sposób przeprowadzenia eksperymentu. 5. Interpretacja wyników miareczkowania kalorymetrycznego. 6. Przykłady zastosowań metody miareczkowania kalorymetrycznego do badania trwałości związków kompleksowych w roztworach. Lech Chmurzyński (4 h) Wykład 9: Podstawy potencjometrii Podstawy teoretyczne metody. Potencjał elektrodowy. Elektrody pomiarowe i odniesienia. Równanie Nernsta. Układ pomiarowy. Standaryzacja układu pomiarowego. Metody pomiarowe aparatura. Wskaźniki kwasowo-zasadowe. Wykład 10: Zastosowanie metody potencjometrycznej do wyznaczania wartości stałych równowag w roztworach Podstawy metody. Standaryzacja układu pomiarowego.. Potencjometria w środowiskach niewodnych. Dagmara Jacewicz (4 h) Wykład 11: Wstęp do kinetyki chemicznej 1. Krótkie wprowadzenie przypominające podstawowe pojęcia takie jak: szybkość reakcji, równanie kinetyczne, stała szybkości reakcji, rzędowość a cząsteczkowość reakcji, okres półtrwania 2. Kinetyka reakcji rzędu zerowego wraz wyprowadzeniami 3. Kinetyka reakcji rzędu pierwszego wraz wyprowadzeniami 4. Kinetyka reakcji rzędu drugiego wraz wyprowadzeniami 5. Metody wyznaczania rzędu reakcji: metoda graficzna, całkowa Ostwalda i Zawidzkiego oraz różnicowa van t Hoffa 6. Reakcje złożone: równoległe, sprzężone, następcze, odwracalne 7. Teoria zderzeń aktywnych 8. Teoria kompleksu aktywnego

5 Wykład 11: Wybrane kinetyczne metody określania mechanizmów reakcji chemicznej metody spektrofotometryczne Metody przepływowe metoda zatrzymanego przepływu stopped-flow, metoda ciągłego przepływu continous-flow, metoda przerywanego przepływu quenchedflow, problem jednoznaczności interpretowanych wyników; analiza wyników otrzymanych z zależności absorbancji w funkcji czasu. Wykład 12: Metodyka analizy danych kinetycznych uzyskanych w wyniku pomiarów spektrofotometrycznych Analiza globalna, analiza oparta na SVD (singular value decomposition rozkład na pojedyncze wartości), analiza sekwencyjna. Reakcja wychwytu i gazów: CO2, NO2 i SO2 przez związki koordynacyjne chromu(iii) i kobaltu(iii) zawierających biologicznie czynne ligandy organiczne, reakcja hydrolizy kwasowej związków koordynacyjnych chromu(iii) i kobaltu(iii), reakcja izomeryzacji w związkach kompleksowych metali przejściowych, reakcje enzymatyczne. Mariusz Makowski (4 h) Wykład 13: TEST zaliczający Wykład 14: Wiązanie wodorowe - natura wiązania wodorowego, ogólna charakterystyka wiązania wodorowego wraz z występowaniem (związki nieorganiczne i organiczne) - modele wiązania wodorowego - polarność wiązania wodorowego - symetria wiązania wodorowego a kształt krzywej energii potencjalnej w stanie podstawowym i w stanach wzbudzonych - wpływ wiązania wodorowego na właściwości fizyczne - widma w podczerwieni z wiązaniem wodorowym - wiązanie wodorowe w świetle wybranych technik pomiarowych (spektroskopia w podczerwieni, 1H-NMR, spektroskopia UV i UV-VIS, potencjometria, konduktometria, metody obliczeniowe, kalorymetria,badania dielektryczne, badania dyfrakcyjne)

6