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Trama de trabajo

Dentro de la química , un diagrama de Job , también conocido como método de variación continua o método de Job , es un método utilizado en química analítica para determinar la estequiometría de un evento vinculante. El método lleva el nombre de Paul Job y también se utiliza en análisis instrumental y textos y artículos de investigación sobre equilibrio químico avanzado . Job publicó su método por primera vez en 1928, mientras estudiaba las asociaciones de iones en solución. [1] Al trazar la absorbancia UV de una solución de Tl(NO 3 )/NH 3 frente a la fracción molar de Tl(NO 3 ) , produjo un gráfico que proporcionó información sobre los complejos de equilibrio presentes en la solución.

Teoría

Un diagrama de trabajo simple que muestra cómo cambia una propiedad física (P) al cambiar la fracción molar del compuesto A (Χ A ).

En soluciones donde están presentes dos especies (es decir, especies A y especies B), una especie (A) puede unirse a la otra especie (B). En algunos casos, más de un A se unirá a un solo B. Una forma de determinar la cantidad de A que se une a B es mediante un gráfico de trabajo.

En este método, la suma de las concentraciones molares de los dos socios de unión (por ejemplo, una proteína y un ligando o un metal y un ligando) se mantiene constante, pero sus fracciones molares varían. Un observable que es proporcional a la formación de complejos (como la señal de absorción o la actividad enzimática) se representa frente a las fracciones molares de estos dos componentes.

χ A es la fracción molar del compuesto A y P es la propiedad física que se mide para comprender la formación de complejos. Esta propiedad suele ser la absorbancia de rayos UV. [2]

El máximo (o mínimo) en el gráfico corresponde a la estequiometría de las dos especies si se utilizan concentraciones suficientemente altas. [3] El gráfico también proporciona información para comprender la constante de equilibrio (K eq ) de la formación de complejos. Una curvatura mayor conduce a un equilibrio distribuido más uniformemente, mientras que una gráfica más triangular significa una Keq grande . [2] Además, después de determinar la constante de equilibrio, podemos determinar qué complejos (proporción de A y B) están presentes en la solución. [4] Además, el pico del gráfico de trabajo corresponde a la fracción molar de ligandos unidos a una molécula, lo cual es importante para estudiar la teoría del campo de ligandos . [5] Un trabajo temprano de I. Ostromisslensky describe esencialmente este enfoque. [6]

Requisitos

Hay varias condiciones que deben cumplirse para que el método de Job sea aplicable. [7] En primer lugar, la propiedad que se estudia debe variar en proporción directa a la concentración de la especie. En el caso de la espectroscopia UV-visible, por ejemplo, esto significa que el sistema debe cumplir la ley de Beer-Lambert . Además, la concentración total de los dos socios de unión, el pH y la fuerza iónica de la solución deben mantenerse en valores fijos durante todo el experimento.

Finalmente, debe haber sólo un complejo en solución que predomine sobre todos los demás en las condiciones del experimento. Este requisito significa que sólo los sistemas con constantes de asociación altas, o sistemas en los que sólo se puede formar una estequiometría, son adecuados para el análisis mediante gráfico de trabajo. Como tal, se ha desaconsejado el uso del diagrama de Job en química supramolecular . [8]

Referencias

  1. ^ Trabajo, Pablo (1928). "Formación y estabilidad de complejos inorgánicos en solución". Anales de Chimié . 10. 9 : 113–203.
  2. ^ ab Renny, JS; Tomasevich, LL; Tallmadge, EH; Collum, DB (2013). "Método de Variaciones Continuas: aplicaciones de gráficas de trabajo a las asociaciones moleculares en química organometálica". Angew Chem Int Ed Engl . 46 : 11998–2013.
  3. ^ Huang, CY (1982). Determinación de la estequiometría vinculante mediante el método de variación continua: el gráfico de trabajo . Métodos en enzimología. vol. 87, págs. 509–525.
  4. ^ Facchiano, A.; Ragone, R. (2003). "Modificación del método de Job para determinar la estequiometría de complejos proteína-proteína". Bioquímica Analítica . 313 (1): 170-172. doi :10.1016/s0003-2697(02)00562-6. PMID  12576074.
  5. ^ Hauser, A (2004). "Consideraciones teóricas del campo del ligando". Ciencia avanzada en polímeros . 233 : 49–58.
  6. ^ Ostromisslensky, Iwan (enero de 1911). "Über eine neue, auf dem Massenwirkungsgesetz fußende Analysenmethode einiger binären Verbindungen". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 44 (1): 268–273. doi :10.1002/cber.19110440141. ISSN  0365-9496.
  7. ^ MacCarthy, Patricio; Zachary D. Hill (febrero de 1986). "Enfoque novedoso del método de Job". Revista de Educación Química . 63 (2): 162-167. Código Bib : 1986JChEd..63..162H. doi :10.1021/ed063p162.
  8. ^ Brynn Hibbert, D.; Thordarson, Pall (25 de octubre de 2016). "La muerte de la trama de Job, transparencia, ciencia abierta y herramientas en línea, métodos de estimación de incertidumbre y otros desarrollos en el análisis de datos de química supramolecular". Química. Comunitario . 52 (87): 12792–12805. doi : 10.1039/c6cc03888c . ISSN  1364-548X. PMID  27779264.