Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: V magistrskem delu obravnavamo rotacijske in vibracijske prehode molekul. Molekulsko dinamiko bomo opisali z analitiˇcnimi metodami, zato se bomo omejili na dovolj preproste molekule z dobro definirano simetrijo. Pravilnost izraˇcunov bomo preverili z obiˇcajnimi raˇcunalniˇskimi orodji, ki se v kemiji uporabljajo za prikaz in opis molekulske dinamike. Namen magisterskega dela je bilo preveriti, do kam lahko pridemo z analitiˇcnim pristopom pri obravnavi infrardeˇce spektroskopije manjˇsih molekul z enostavnimi simetrijami. Izkazalo se je, da je to izredno zahteven postopek, kateri zahteva tako znanje kemije kot tudi teorije grup. V tem delu smo predstavili ter uporabili nastavke za izraˇcun najpomembnej ˇsih parametrov, kateri vplivajo na intenzitete v infrardeˇcem spektru, t.j. spinska statistiˇcna uteˇz za dane irreducibilne specije spinske valovne funkcije ter energije rotacij oz. vibracij ˇzeljene molekule. S pomoˇcjo ter dveh parametrov smo pri dani temperaturi zapisali Boltzmannovo enaˇcbo infrardeˇcega spektra ter s prikazali odsek le-tega. Primera vode ter CHF3 sta bila skrbno izbrana zaradi razliˇcnih simetrijskih lastnosti (asimetriˇcni vs. simetriˇcni rotor, 2 protona vs. 3 protoni itd.) ter zaradi relativne enostavnosti izraˇcunov. V zakljuˇcku smo predstavili ˇse dodatne aspekte analitiˇcne analize, katerim bi se lahko posluˇzili t.j. spremembe simetrije molekule ob substituciji tipa atoma, teˇzave z relativistiˇcnim nadaljevanjem ter karakterizacija elektronske valovne funkcije preko LCAO ansazt-a.
Ključne besede: Molekulska dinamika, vibracije in rotacije molekul, molekulska simetrija, infrardeˇca spektroskopija, resonanˇcne frekvence, raˇcunski program Gaussian
Objavljeno v DKUM: 20.05.2022; Ogledov: 749; Prenosov: 69
Celotno besedilo (3,98 MB)

Opis: Tanini so rastlinski sekundarni metaboliti, ki rastline ščitijo pred okoljskim stresom in rastlinojedimi živalmi. Industrijsko so pomembni za strojenje usnja, proučuje pa se tudi njihova zmožnost zaviranja rasti bakterij. Pri tem igrajo pomembno vlogo interakcije taninov z esencialnimi kovinskimi ioni. Delo smo začeli z izolacijo veskalina in kastalina iz kostanjevega ekstrakta Farmatan, čemur je sledila študija koordinacijskih spojin veskalina s Fe(II) ioni pri različnih vrednostih pH. Ločbo taninov smo izvedli s hitro (flash) tekočinsko kromatografijo, pri kateri smo uporabili stacionarni fazi Sephadex LH-20 ter C18. Mobilne faze, uporabljene pri kromatografiji na stacionarni fazi Sephadex LH-20, so bile voda, metanol in aceton, na stacionarni fazi C18 pa voda in acetonitril. Ločbo smo nadaljevali z uporabo preparativne tekočinske kromatografije visoke ločljivosti na stacionarni fazi C18, kjer smo kot eluente uporabili vodo in acetonitril. Med samim postopkom ločbe smo posamezne frakcije analizirali z uporabo tekočinske kromatografije visoke ločljivosti na stacionarni fazi C18 z eluentoma vodo in acetonitrilom. Topila smo po vsaki ločbi odstranjevali z uporabo rotacijskega uparjalnika in liofilizacijo. Na ta način smo izolirali veskalin in kastalin s 94- in 93-odstotno čistostjo. Sledila je študija interakcij veskalina z Fe(II) ioni. Tvorbo koordinacijskih spojin med veskalinom in Fe(II) pri različnih vrednostih pH smo proučevali z uporabo UV/Vis spektroskopije. Najprej smo izmerili spekter veskalina v 0,01 M HCl in v acetatnem pufru (pH = 5,5). Nato smo izmerili še absorpcijski spekter koordinacijske spojine med veskalinom in Fe(II) ioni. Za tem smo pripravili raztopine z različnim razmerjem veskalina in Fe(II) ionov ter izrisali Jobov diagram. Iz molskega razmerja med veskalinom in Fe(II) ioni smo določili stehiometrijsko razmerje koordinacijske spojine veskalina in Fe(II) ionov kot 1:2.
Ključne besede: Tanini, veskalin, izolacija, koordinacijska spojina, UV/Vis spektroskopija, Jobov diagram.
Objavljeno v DKUM: 22.09.2021; Ogledov: 914; Prenosov: 120
Celotno besedilo (4,09 MB)

Opis: Razvili smo elektrokemijsko celico, ki služi kot modelni biosenzor, ter kot aktivno komponento vsebuje kvasovke vrste Saccharomyces cerevisiae. Preizkušali smo različne postopke sestave elektrokemijskih celic. Pri postopku sestave elektrokemijske celice smo uporabili nerjavno jeklo, površina kovinske elektrode, pa je bila po potrebi modificirana s tanko plastjo volframovega trioksida. Na delovno elektrodo smo kot biološko komponento nanašali kvasovke Saccharomyces cerevisiae. Z modelnim biosenzorjem smo nato spremljali, kako se ob spreminjanju različnih parametrov, le-ta odziva na 10 % raztopino metanola. Za detekcijo smo uporabili metodo elektrokemijske impedančne spektroskopije (EIS), s katero smo merili frekvenčno odzivnost električnega toka in s tem pridobili podatke o plasti kvasovk na površinah elektrod, kot rezultat pa smo interpretirali Bodejeve in Nyquistove diagrame. Stabilnost naprave in pripravljenih plasti smo predhodno določevali z merjenjem potenciala odprtega tokokroga (OCP). Topografijo in sestavo elektrod smo dodatno preverjali s tehniko vrstične elektronske mikroskopije (SEM) in optično mikroskopijo. Ugotovili smo, da je pri izdelavi biosenzorja izrednega pomena debelina nanosa biološke komponente, postavitev in velikost elektrod ter izbira materiala. Dokazali smo, da so preiskani elektrokemijski biosenzorji učinkoviti pri detekciji metanola v vodnih raztopinah. Razviti modelni biosenzorji so cenovno ugodni in nam služijo kot študijski primer za razvoj kompleksnejših biosenzorjev, ki kot aktivno plast uporabljajo žive celice.
Ključne besede: biosenzor, elektrokemija, elektronska impedančna spektroskopija (EIS), kvasovke vrste Saccharomyces cerevisiae
Objavljeno v DKUM: 13.01.2021; Ogledov: 1280; Prenosov: 192
Celotno besedilo (4,99 MB)

Opis: V diplomskem delu smo proučevali vpliv pH-ja na tvorbo koordinacijske spojine, ki nastane pri reakciji galne kisline z železovimi(II) ioni. Z uporabo UV/Vis spektroskopije smo izmerili spekter, ki nastane pri tvorbi koordinacijske spojine, in preverili reverzibilnost reakcije. Z meritvijo absorbanc (λ = 560 nm, T = 25 °C) petih nizov vzorcev pri petih različnih pH-jih (3,52 – 5,50) smo konstruirali Jobov diagram, pri čemer so bile skupne koncentracije posameznih raztopin galne kisline in železovih(II) ionov enake 0,5 mmol/L. Na podlagi oblike krivulj smo pokazali, da je stehiometrija tvorjene koordinacijske spojine enaka 1:1. Pri reakciji se je pH vzorcev pri vseh nizih raztopin nekoliko znižal, kar nakazuje, da se pri reakciji sproščajo oksonijevi ioni. Eksperimentalno določenim točkam Jobovega diagrama smo globalno prilegali dva modela. Z modelom A smo predpostavili le, da v raztopini reagirata galna kislina in železovi(II) ioni, medtem ko je model B pri reakciji upošteval tudi protolitsko ravnotežje galne kisline. Z obema modeloma smo določili molarni absorpcijski koeficient in konstanto ravnotežja tvorbe koordinacijske spojine, s katero smo nato izračunali standardno reakcijsko Gibbsovo prosto energijo. Z modelom B, ki je predpostavil, da je reaktivna zvrst H2GA2-, smo izračunali še ravnotežne koncentracije posameznih zvrsti galne kisline, železovih(II) ionov in nastale koordinacijske spojine. Z njimi smo določili odvisnost ravnotežnih koncentracij (in deležev) posameznih zvrsti galne kisline od molskega deleža galne kisline in pH-ja raztopine. Podobno smo pokazali, koliko železa je pri različnih sestavah (in pH-jih) raztopine vezanega v koordinacijsko spojino.
Ključne besede: galna kislina, železovi(II) ioni, koordinacijska spojina, Jobov diagram, UV/Vis spektroskopija, modeliranje
Objavljeno v DKUM: 08.10.2020; Ogledov: 1303; Prenosov: 137
Celotno besedilo (2,97 MB)

Opis: V doktorski disertaciji so predstavljene nove metode za določevanje težkih kovin v sledovih. Kot alternativa živosrebrni elektrodi sta bili v zadnjem desetletju predstavljeni bizmutova in antimonova elektroda, mehanizem delovanja teh elektrod pa do sedaj še ni bil pojasnjen. V doktorskem delu je predstavljena študija delovanja elektrod pri različnih pogojih elektroanalize s tehniko elektrokemijske impedančne spektroskopije (EIS). Uporabili smo nemodificirano elektrodo iz steklastega ogljika (GCE) in modificirano elektrodo z različnimi in situ pripravljenimi prevlekami na njeni površini (prevleka iz bizmuta BiFGCE in prevleka iz antimona SbFGCE) za določanje Zn(II), Cd(II) in Pb(II). Metode smo pred EIS analizo delno validirali (meja zaznavnosti, meja določljivosti, linearnost, občutljivost, točnost, natančnost). Za pripravo BiFGCE smo uporabili dve različni koncentraciji 0,5 mg/L in 1,0 mg/L Bi(III) v elektrolitu 0,1 M acetatnem pufru, za pripravo SbFGCE pa 0,5 mg/L Sb(III) v elektrolitu 0,1 M acetatnem pufru ali 0,01 M HCl. Z EIS-analizami BiFGCE pri različnih potencialih smo ugotovili, da se prevleka, nastala pri določenem potencialu elektronalaganja, enako obnaša v svojem naravnem stanju, zato je primerna za elektroanalizo. Z uporabo modelov ekvivalentnih električnih vezij (EEC) smo pridobili parametre za opis delovanja BiFGCE. Ugotovili smo, da različni dodatki težkih kovin v raztopino z elektrolitom nimajo signifikantnega vpliva na delovanje BiFGCE oziroma na kapacitivnost in polarizacijsko upornost BiFGCE. Za različne sisteme smo uporabili različne EEC in ugotovili, da delovanje BiFGCE pri določanju težkih kovin pri različnih pogojih analize (na primer potencialih elektronalaganja) ni enaki proces. Ugotovili smo, da so sistemi z 1,0 mg/L Bi(III) pri različnih potencialih elektronalaganja kinetično in difuzijsko kontrolirani procesi, sistemi z 0,5 mg/L Bi(III) so kinetično in difuzijsko kontrolirani pri potencialih, bolj negativnih od –0,6 V, pri potencialu elektronalaganja –0,6 V in bolj pozitivnih potencialih pa gre za kinetično kontrolirane procese. S SbFGCE smo v 0,01 M HCl določali Cd(II) in Pb(II), v 0,1 M acetatnem pufru pa zraven le teh še Zn(II). Z metodo EIS smo preučevali delovanje SbFGCE. Ugotovili smo, da na delovanje oziroma polarizacijsko upornost SbFGCE v acetatnem pufru koncentracija dodanih analitov nima signifikantnega vpliva pri vseh različnih potencialih EIS-analize in v HCl pri potencialih EIS-analize enakih potencialom elektronalaganja. Z uporabo EEC modelov smo ugotovili, da so pri najbolj negativnih potencialih elektronalaganja (–1,1 V za SbFGCE v HCl in –1,2 V za SbFGCE v acetatnem pufru) sistemi pod kinetično kontroliranimi procesi ne glede na prisotnost in koncentracijo analitov. Zaradi dobrih analitskih lastnosti BiFGCE in SbFGCE smo razvili nove elektrode z različnimi kombinacijami bizmutove in antimonove prevleke na GCE (BiSbFGCE) ter skupno masno koncentracijo Bi(III) in Sb(III) 0,5 mg/L ali 1,0 mg/L. 22 različnih metod smo delno validirali za določanje Zn(II), Cd(II) in Pb(II) v 0,1 M acetatnem pufru. Ugotovili smo, da imajo določene metode širše linearno območje in boljšo občutljivost za določanje analitov v primerjavi z drugimi kombiniranimi BiSbFGCE ali samo BiFGCE ali SbFGCE. Večina metod je za določanje Cd(II) in Pb(II) v okviru izbranih kriterijev točnosti in natančnosti. Potem smo optimizirali še čas elektronalaganja prevleke na GCE in ponovno delno validirali izbrane metode z optimiziranim časom elektronalaganja. Z optimizacijo smo dosegli nižje meje zaznavnosti in določljivosti ter boljšo občutljivost za določanje analitov. Na GCE smo razvili tudi nov senzor za detekcijo vodikovega peroksida. Gre za nov pristop priprave tovrstnega senzorja. Na GCE smo nanesli nov material iz nanodelcev grafena (GNP) brez uporabe encimov. Z amperometrično analizo pripravljenega senzorja smo potrdili, da je redukcija H2O2 difuzijsko kontroliran proces in da je GNP/GCE selektivna za H2O2.
Ključne besede: anodna striping voltametrija, elektrokemijska impedančna spektroskopija, BiFGCE, SbFGCE, BiSbFGCE, GNP/GCE, vodikov peroksid, amperometrija
Objavljeno v DKUM: 18.10.2019; Ogledov: 2762; Prenosov: 360
Celotno besedilo (3,69 MB)