Биологическое значение окислительно-восстановительных процессов
Важными процессами в животных организмах являются реакции ферментативного окисления веществ – субстратов: углеводов, жиров, аминокислот. В результате этих процессов организмы получают большое количество энергии. Приблизительно 90% всей потребности взрослого мужчины в энергии покрывается за счет энергии, вырабатываемой в тканях при окислении углеводов и жиров. Остальную часть энерг~10% дает окислительное расщепление аминокислот.
В организме человека много редокс - систем, участвующих в биологическом окислении: НАД/НАДН+, ФАД/ФАД Н+, цитохромы и др. Системы с более низким окислительно - восстановительным потенциалом отдают электроны, с высоким – принимают. Электроны переносятся по дыхательной цепи ферментов постепенно с нарастанием ОВП.
В качестве переносчиков электронов в дыхательную цепь митохондрий входят различные белки, содержащие разнообразные функциональные группы, которые предназначены для переноса электронов. По мере продвижения по цепи от одного интермедиата к другому электроны теряют свободную энергию. На каждую пару электронов, переданных по дыхательной цепи кислороду, синтезируется три молекулы АТФ. Свободная энергия, высвобождающаяся при переносе двух электронов на кислород, составляет 220 кДж/моль.
Окислительно-восстановительные реакции лежат в основе методов оксидиметрии, которые применяют в клиническом анализе для определения мочевой кислоты в моче, сахара в крови, в санитарно-гигиенической практике - для определения окисляемости воды, содержание хлора в питьевой воде.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Какие реакции называются окислительно-восстановительными?
2. Что такое окислитель и восстановитель? Приведите примеры важнейших окислителей и восстановителей.
3. Перечислите факторы, определяющие окислительно-восстановительные свойства элементов.
4. Что является количественной характеристикой окислительно-восстановительной активности вещества?
5. Как рассчитывается молярная масса эквивалента окислителя или восстановителя в окислительно-восстановительных реакциях?
6. Что такое константа равновесия окислительно-восстановительной реакции, какие факторы на нее влияют.
7. Редокс - потенциал, факторы его определяющие.
8. Напишите уравнение Нернста, укажите все его величины.
9. Какова биологическая роль окислительно-восстановительных процессов?
Тесты для самоконтроля
1. Какие из перечисленных частиц могут служить восстановителем:
a) K2Cr2O7,
б) НCl,
в) KMnO4,
г) Н2SO4
2. В каком соединении хлор проявляет степень окисления +5:
а) HClO4,
б) Ca(ClO)2,
в) HClO3,
г) NaClO2
3. Как рассчитывается молярная масса эквивалента в реакциях окисления-восстановления.
а) Мэкв= Мвещества/кислотность
б) Мэкв= Мвещества/ число электронов, участвующих в реакции
в) Мэкв= Мвещества/ст.ок. Ме·число ат. Ме
г) Мэкв= Мвещества/основность.
4. В окислительно-восстановительных реакциях окислитель:
а) отдает электроны,
б) принимает электроны,
в) нет процесса приема и отдачи электронов,
г) нет правильного ответа.
5. Моль эквивалент К2Cr2O7 при использовании его в качестве окислителя в кислой среде рассчитывается по формуле:
а) М (К2Cr2O7)/ число принятых электронов,
б) М (К2Cr2O7)/ степень окисления ионаCr+6,
в) М (К2Cr2O7)/ число атомов металла в соединении.
6. Формула соединения, в котором хлор проявляет свою максимальную степень окисления:
а) HCl,
б) HClO2,
в) Cl2O7,
г) CCl4.
7. Какую роль в окислительно-восстановительных реакциях выполняет марганец, входящий в состав следующих соединений: K2MnO4, MnCl2, K2MnO3, KMnO4
а) окислительно-восстановительную двойственность,
б) восстановитель,
с) окислитель
8. Эквивалентую массу сульфата железа, вступающего в реакцию
10FeSO4 + 2КМnO4 + 8H2SO4 ® K2SO4 + 2MnSO4 + 5Fe2 (SO4)3 + 8H2O, рассчитывают по следующей формуле:
а) МЭ=2М;
б) МЭ=М/основность кислоты;
в) МЭ=М/2;
г) МЭ=М/1
Ответы к тестам
| Б | в | б | б | а | в | а | г |