Difracció de Rajos X en els cristalls
Autor: Eva del Álamo Fillat
Centre: ESCOLA PIA DE CALDES DE MONTB.
Document:
uvic_tdr_1.pdf
(14.25 MB)
ls objectius d’aquest treball són aprendre sobre el món de la cristal·lografia i saber com es pot identificar una substància i idear la fórmula química a partir d’un cristall.
En el treball s’expliquen tots els conceptes sobre els cristalls i les seves propietats. Tot seguit mostra i explica tot l’espectre electromagnètic, centrant-se ens els raigs X, per a adquirir uns conceptes bàsics sobre els diferents tipus d’ona, per a què serveixen i com interactuen amb la matèria. Tot seguit s’endinsa en una tècnica de caracterització anomenada «Difracció de raigs X en els cristalls». En aquest apartat s’explica en què consisteix aquesta tècnica, quants tipus de difraccions amb raigs X hi ha, la seva utilitat, com interpretar els resultats que s’obtenen amb aquesta tècnica i totes les aplicacions d’aquesta.
La part pràctica d’aquest treball de recerca es divideix en quatre objectius. El primer objectiu és la identificació de la molècula d’L-Àcid ascòrbic (Vitamina C), d’L-Arginina i d’L-Histidina per tècniques de difracció de pols amb raigs X. En aquest objectiu s’obtenen diferents resultats. Aquests són interpretats i se n’extreuen les conclusions pertinents. El segon objectiu consisteix en dur a terme una cristal·lització de les substàncies identificades anteriorment per agafar el millor cristall. Aquest objectiu mostra fotografies de cristal·litzacions de les tres substàncies amb diferents dissolvents fetes a nivell microscòpic. El cristall millor format es farà servir al tercer objectiu. En aquest últim es pretén fer un estudi de la molècula d’L-Àcid ascòrbic per altres tècniques de difracció (Difracció de monocristall amb raigs X). A partir dels resultats d’aquest objectiu (un mapa de densitats electròniques) s’extreu l’estructura química de la Vitamina C i a partir d’una comparació de l’estructura obtinguda amb la fórmula oficialment reconeguda de la Vitamina C, s’extreuen conclusions. Finalment, es du a terme el quart objectiu: buscar diferències entre la difracció de pols de tipus experimental del primer objectiu i la difracció de pols de tipus teòric o ideal de la mateixa substància. El procediment d’aquest és obtenir una difracció de pols de tipus ideal a partir de la estructura química de la molècula d’L-Àcid ascòrbic i comparar-la amb els resultats de la difracció de pols de tipus experimental obtinguda anteriorment a l’objectiu 1. A partir d’aquesta comparació s’observen les diferències entre els dos resultats i s’explica el motiu d’aquestes.
Les conclusions finals d’aquest treball són que aquest treball ha estat molt enriquidor perquè tot i que l'I.C.I.Q. m'hagi proporcionat
facilitats de gran ajuda a l'hora de fer aquest treball (disposició de les
màquines difractores de raigs X, entrevistes amb doctors en cristal·lografia i cert
material que dóna una ajuda visual a la part teòrica d'aquest treball), he hagut de
cercar la informació a través dels meus propis medis, ampliar-la i sobretot entendrela.
La dificultat en entendre la informació és que aquesta té un nivell de carrera
universitària i fins i tot, una part de la informació és pròpia de doctorat i jo no
disposava dels fonaments bàsics de la temàtica del treball. Per tant, aquest és un
treball que ha requerit obrir la ment cap a una quantitat de conceptes que, fins a la
realització d'aquest treball, eren desconeguts per a mi. Aquest fet ha implicat la
dedicació de l'equip docent de l'Institut i de la unitat de recerca de l'I.C.I.Q. i un
esforç per part meva.
A mesura que he anat profunditzant en el tema de la cristal·lografia, he après a fer
una pràctica redactada seguint el sistema establert en la publicació d'articles
científics, a recollir dades mentre els fenòmens anaven succeint, a interpretar
resultats obtinguts i a treballar respectant les altes mesures i protocols de seguretat
en un laboratori entre altres coses.
Realment l'esforç que implicava la temàtica escollida i el fet de posar totes les
meves ganes en aquest treball han valgut la pena perquè, a part d'adquirir molts
coneixements nous, m'enduc una experiència inoblidable.
En el treball s’expliquen tots els conceptes sobre els cristalls i les seves propietats. Tot seguit mostra i explica tot l’espectre electromagnètic, centrant-se ens els raigs X, per a adquirir uns conceptes bàsics sobre els diferents tipus d’ona, per a què serveixen i com interactuen amb la matèria. Tot seguit s’endinsa en una tècnica de caracterització anomenada «Difracció de raigs X en els cristalls». En aquest apartat s’explica en què consisteix aquesta tècnica, quants tipus de difraccions amb raigs X hi ha, la seva utilitat, com interpretar els resultats que s’obtenen amb aquesta tècnica i totes les aplicacions d’aquesta.
La part pràctica d’aquest treball de recerca es divideix en quatre objectius. El primer objectiu és la identificació de la molècula d’L-Àcid ascòrbic (Vitamina C), d’L-Arginina i d’L-Histidina per tècniques de difracció de pols amb raigs X. En aquest objectiu s’obtenen diferents resultats. Aquests són interpretats i se n’extreuen les conclusions pertinents. El segon objectiu consisteix en dur a terme una cristal·lització de les substàncies identificades anteriorment per agafar el millor cristall. Aquest objectiu mostra fotografies de cristal·litzacions de les tres substàncies amb diferents dissolvents fetes a nivell microscòpic. El cristall millor format es farà servir al tercer objectiu. En aquest últim es pretén fer un estudi de la molècula d’L-Àcid ascòrbic per altres tècniques de difracció (Difracció de monocristall amb raigs X). A partir dels resultats d’aquest objectiu (un mapa de densitats electròniques) s’extreu l’estructura química de la Vitamina C i a partir d’una comparació de l’estructura obtinguda amb la fórmula oficialment reconeguda de la Vitamina C, s’extreuen conclusions. Finalment, es du a terme el quart objectiu: buscar diferències entre la difracció de pols de tipus experimental del primer objectiu i la difracció de pols de tipus teòric o ideal de la mateixa substància. El procediment d’aquest és obtenir una difracció de pols de tipus ideal a partir de la estructura química de la molècula d’L-Àcid ascòrbic i comparar-la amb els resultats de la difracció de pols de tipus experimental obtinguda anteriorment a l’objectiu 1. A partir d’aquesta comparació s’observen les diferències entre els dos resultats i s’explica el motiu d’aquestes.
Les conclusions finals d’aquest treball són que aquest treball ha estat molt enriquidor perquè tot i que l'I.C.I.Q. m'hagi proporcionat
facilitats de gran ajuda a l'hora de fer aquest treball (disposició de les
màquines difractores de raigs X, entrevistes amb doctors en cristal·lografia i cert
material que dóna una ajuda visual a la part teòrica d'aquest treball), he hagut de
cercar la informació a través dels meus propis medis, ampliar-la i sobretot entendrela.
La dificultat en entendre la informació és que aquesta té un nivell de carrera
universitària i fins i tot, una part de la informació és pròpia de doctorat i jo no
disposava dels fonaments bàsics de la temàtica del treball. Per tant, aquest és un
treball que ha requerit obrir la ment cap a una quantitat de conceptes que, fins a la
realització d'aquest treball, eren desconeguts per a mi. Aquest fet ha implicat la
dedicació de l'equip docent de l'Institut i de la unitat de recerca de l'I.C.I.Q. i un
esforç per part meva.
A mesura que he anat profunditzant en el tema de la cristal·lografia, he après a fer
una pràctica redactada seguint el sistema establert en la publicació d'articles
científics, a recollir dades mentre els fenòmens anaven succeint, a interpretar
resultats obtinguts i a treballar respectant les altes mesures i protocols de seguretat
en un laboratori entre altres coses.
Realment l'esforç que implicava la temàtica escollida i el fet de posar totes les
meves ganes en aquest treball han valgut la pena perquè, a part d'adquirir molts
coneixements nous, m'enduc una experiència inoblidable.