Kinetik og koblede differentialligninger

At studere nedbrydningen af et lægemiddel eksperimentelt og beskrive hastigheden af denne nedbrydning samt efterfølgende reaktionstrin vha. koblede 1. ordens differentialligninger.

Hvad går øvelsen ud på?

Viden om, hvor hurtigt et lægemiddel nedbrydes har naturligvis stor betydning for, hvilken dosis og hvilke doseringsintervaller der skal vælges ved medicinering.

Mange organiske og ikke mindst bioorganiske reaktioner er af typen koblede reaktioner (følgereaktioner, konsekutive reaktioner), hvor et stof (f.eks. fødevare eller lægemiddel) nedbrydes i flere trin.

Eksperimentelt undersøges det første trin i hydrolysen af acetylsalicylsyre (det aktive stof i det smertestillende lægemiddel ”Aspirin”).

Det etableres, at reaktionen ved fastholdt pH kan beskrives ved 1. ordens kinetik.

Endvidere studeres temperatur- og pH-afhængigheden af kinetikken. I den matematiske del af projektet udvides beskrivelsen til et efterfølgende 1. ordens reaktionstrin, dvs. et system af to koblede 1. ordens irreversible reaktionstrin. Denne model kan relativt simpelt løses og analyseres analytisk. 

Tilmeldingen til SRP-øvelser 2023 er lukket

Hvordan foregår øvelsen?

Ved øvelsen skal du fremstille opløsninger af acetylsalicylsyre. Du skal også måle koncentrationen af salicylsyre til forskellige tider vha. et spektrofotometer.

I laver øvelsen i grupper med 2 studerende, og hver gruppe foretager målingerne ved forskellige temperaturer. Undervejs udveksler I data med hinanden.

I analyserer data mht. reaktionsorden, aktiveringsenergi, etc. 

Hvilke faciliteter kommer du til at bruge?

DTU Kemis laboratorier.

 

Man kan give projektet en organisk kemi-vinkel ved fx at diskutere reaktionsmekanismen for hydrolyse af acetylsalicylsyre.

Man kan give projektet en biologisk vinkel ved at diskutere hvor/hvordan lægemidler nedbrydes og optages i kroppen. Herunder kan man beskrive kinetikken på organniveau vha. "kompartmentmodeller”, såkaldt farmakokinetik.

  • kl.. 9:00: Velkommen, gennemgang af øvelsen, holdopdeling
  • kl. ca. 9:30: Gruppe 1-3 arbejder i laboratoriet sammen med Betina. Gruppe 4-6 arbejder med dataanalyse af udleverede data
  • kl. 12-13 Frokost: Her er der mulighed for at købe frokost i DTU-kantinen
  • kl. 13.00 Gruppe 4-6 arbejder i laboratoriet sammen med Betina. Gruppe 1-3 arbejder med dataanalyse af udleverede data
  • kl. ca. 14:30 Der udveksles måledata mellem alle 6 grupper, som I kan arbejde videre med.

I forbindelse med spørgsmål til dataanalyse og den matematiske del af øvelsen vil Niels være til stede i lokale 207 i bygning 206.

Efter øvelsen behandles de indsamlede data og reaktionskinetikken beskrives matematisk. De indsamlede data, vil være det produkt eleverne kan tage med hjem.

Når du har tilmeldt dig, vil du få tilsendt den litteratur, du skal læse som forberedelse til øvelsen.

  • Biologi: Nedbrydningen af et lægemiddel er biologisk relevant.
  • Fysik: Den matematiske del af øvelsen beskriver også henfald af radioaktive isotoper.
  • Kemi: Reaktionskinetik, Lambert-Beers lov og eksperimentelle målinger i laboratoriet er alle kemisk relevante.
  • Matematik: Løsningen af koblede differentialligninger.
Kan kombineres med:
  • Kemi
  • Matematik
  • Kinetik
  • Koblede differentialligninger
  • Aspirin
  • Temperatur- og pH-afhængighed
  • Lambert-Beers lov
  • Medicinalkemi
  • Reaktionsorden

Tidspunkt og varighed

Øvelsen varer 1 dag og afholdes ad to omgange:

  • Torsdag den 2. februar kl. 9-15 
  • Torsdag den 9. februar kl. 9-15

Antal deltagere

12

Opfølgende møde

- hvor du kan du få hjælp til  din databehandling og stille spørgsmål:

  • Mandag den 13. februar kl. 13-14

Sprog

Dansk

Arrangør og adresse

DTU Chemistry
Lyngby Campus

Kontakt

Isabella Hochstenbach Fink-Jensen

Isabella Hochstenbach Fink-Jensen Studentermedhjælper Institut for Kemi