Робота 29

Визначення загальної робочої і неробочої адсорбційної поверхні кореневої системи рослин

Поглинання мінеральних елементів рослиною здійсню--ється активно і пасивно. На першому етапі відбувається адсор-бція елементів поверхнею кореневої системи. Загальна адсор-бційна поверхня кореневої системи складається з робочої і не-робочої поверхонь. Робочою вважають ту поверхню, яка ад-сорбує речовини з навколишнього середовища, а потім сорбує їх усередину клітин кореня. Неробочою вважають ту частину поверхні кореня, яка поглинає речовини, але не сорбує їх усередину. При зануренні коренів у будь-який розчин відбу-вається адсорбція молекул чи йонів з розчину у клітинні обо-лонки клітин, а також дифузія по уявному вільному простору (УВП) апопласта. УВП – це міжфібрилярні та міжцелюлярні пори в клітинних оболонках і міжклітинники, доступні для дифузії та йонообмінних процесів розчинених речовин. Якщо припустити, що поверхня кореня рівномірно покривається мономолекулярним шаром адсорбованої речовини, то можна визначити розміри адсорбуючої поверхні.

Відомо, що 1 мг метиленової синьки вкриває мономо-лекулярним шаром 1,1м² поверхні адсорбента. Кількість його, що адсорбується на поверхні кореневої системи з розчину, можна легко визначити фотоколориметрично за зміною концентрації цього розчину. Відомо також, що при двора-зовому 1,5 хв зануренні кореневої системи у 0,0002н розчин метиленової синьки відбувається адсорбційне насичення неактивної та активної поверхонь. Під час третього занурення метиленова синька поглинається тільки робочою поверхнею, яка раніше вже встигла десорбувати всередину клітини адсорбований барвник. Таким чином, кількість метиленової синьки, поглинутої при першому та другому зануреннях дає можливість обчислити площу загальної адсорбуючої поверхні. Третє занурення – площу робочої поглинаючої поверхні.

Мета роботи: обчислити площу загальної та робочої адсорбуючої поверхонь коренів.

Прилади і матеріали дослідження: фотоколориметр; бюретки з лійками (2 шт.); стакани хімічні скляні (3 шт.); чисті сухі колби на 25 мл (8 шт.); піпетка градуйована на 2-5 мл; мірний циліндр; маркер або склограф; фільтрувальний папір; 0,002 н розчин метиленової синьки (64 мг в 1 л дистильованої води); дистильована вода; 15-добові рослини з добре розвинутою кореневою системою.

Хід виконання роботи

1.Налити з бюретки в три стакани однакову кількість 0,0002н розчину метиленової синьки. Об’єм розчину в стакані має бути в 10 разів більшим від об’єму кореневої системи. Стакани пронумерувати. Записати об’єм налитого розчину в таблицю.

2.5-10 рослин зв’язують у пучок так, щоб кореневі шийки знаходилися на одному рівні, обережно підсушують корені фільтрувальним папером і послідовно занурюють до кореневої шийки в три стакани з розчином метиленової синьки на 1,5 хв у кожний. При цьому розчини слід перемішувати, обережно погойдуючи стакан і повертаючи корені рослин. При перенесенні коренів у черговий стакан їх обережно промокають фільтрувальним папером.

3.За допомогою ФЕК визначають концентрацію метиленової синьки в стаканах після перебування у них коренів. Як стандарт використовують вихідний розчин метиленової синьки, розведений у 10 разів.

4.Визначають оптичну густину розчинів (екстинкцію – Е) на ФЕК при довжині хвилі 680 нм. Кожен вимір здійснюють трикратно і визначають середнє арифметичне.

5.Концентрацію дослідних розчинів встановлюють за калібрувальною кривою.

6.Для побудови калібрувального графіка в сухих колбах готують серію (не менше чотирьох) розведень стандартного розчину і визначають їхню екстинкцію. На міліметровому папері рисують систему координат, відкладаючи по осі абсцис концентрацію розчину, а по осі ординат – екстинкцію, виміряну при 680 нм. Якщо розчини приготовані точно, то всі точки будуть лежати на одній прямій. Дані для побудови калібрувальної кривої заносять у таблицю 1:

Таблиця 1

7.Результати досліду заносять у таблицю 2:

Таблиця 2

8.Розраховують площу загальної та робочої поверхні кореня. Для цього множать об’єм розчину в стакані на його концентрацію до і після занурення в нього коренів. Отримують кількість метиленової синьки в розчині до і після занурення коренів, а за різницею отриманих величин – кількість барвника адсорбованого кореневою системою. Поглинання метиленової синьки в перших двох стаканах характеризує загальну адсорбуючу поверхню кореня, поглинання в третьому стакані – робочу поверхню. Помноживши кількість мг барвника, що поглинувся, на 1,1, отримують величину поверхні в м².

9.Отримані дані заносять у таблицю 3:

Таблиця 3

10.Висновки.