Kas ir sulfāta nokrišņi?

Ķīmiskās reakcijas izpaužas dažādos veidos. Viens no ķīmiskās reakcijas piemēriem ir šķīdināšana, ko parasti piedzīvo, pievienojot cukuru kafijai. Nokrišņus var uzskatīt par pretējo, jo no šķīduma veidojas cietas vielas un “nogulsnējas” šķīdumā. Tas notiek, ja traukā tiek apvienoti divi dažādi šķīstoši šķīdumi, lai izveidotu vielu, kas nešķīst. Ķīmiskajā reakcijā viela netiek zaudēta, drīzāk reaktīvāka ķīmiska viela izspiež mazāk reaģējošu un atstāj cietu vielu kā šīs reakcijas blakusproduktu.

Lai pareizi saprastu sulfātu nogulsnēšanos, ir jāsaprot, kas patiesībā notiek atomu līmenī šķīdināšanas reakcijas laikā. Pievienojot ūdenim cukuru, cukura molekulas savienojas ar ūdens molekulām, kuru skaits vienmēr ir ierobežots. Galu galā, ja cilvēkam būtu jāturpina pievienot ūdenim cukuru, šķīdums būtu pilnībā piesātināts, kas nozīmē, ka nepaliktu neviena ūdens molekula, kas varētu savienoties ar cukura molekulām un likt tām izšķīst. Tas nozīmē, ka cukurs, kas pievienots pēc šī punkta, nešķīst un vienkārši nosēdīsies krūzes apakšā.

Sulfātu nogulsnēšanas laikā būtībā notiek tas pats, izņemot to, ka bez sulfāta sāls ir vēl viens savienojums, kas cīnās par vietu ar ūdens molekulām. Reaktīvāki materiāli var izspiest saites, ko veido mazāk reaģējošas. Tas nozīmē, ka sāls, kas proteīnu ekstrahēšanas laikā parasti ir amonija sulfāts, ieņem proteīna vietu šķīdumā, un olbaltumviela sacietē kā cukurs tases apakšā. Tā kā proteīns jau bija izšķīdis ūdenī, šķiet, ka tas veidojas no nekā un nogulsnējas traukā kā cieta viela.

Vienkāršākā metode, ko izmanto proteīnu ekstrahēšanai šādā veidā, tiek saukta par “izsālīšanu”. Tā būtībā ir tāda pati kā iepriekš aprakstītā reakcija, jo šķīdumam tiek pievienots pārmērīgs sāls daudzums, lai izraisītu proteīna sacietēšanu. Tiek izmantota arī otra sulfāta izgulsnēšanas metode, kurā olbaltumvielas ekstrahē, izmantojot koncentrētu amonija sulfāta šķīdumu, un pēc tam pievieno aukstus amonija sulfāta šķīdumus, lai izolētu olbaltumvielas, kas nedaudz šķīst lielākās koncentrācijās. Auksto šķīdumu koncentrācija pakāpeniski samazinās, un visu šķīdumu lēnām uzsilda, lai kristalizētos olbaltumvielas.