Окислительные процессы в организме возникают благодаря. Роль окислительно-восстановительных реакций в организме
Размер: px
Начинать показ со страницы:
Транскрипт
1 Биологическая роль окислительно-восстановительных реакций Особенностью биологических ОВР является их многостадийность. Они проходят через ряд промежуточных стадий с образованием множества кислородсодержащих продуктов, которые в конце концов окисляются до оксида углерода (IV) и воды. Окислительно-восстановительные реакции необходимы и для синтеза множества жизненно важных кислородсодержащих органических биомолекул (углеводы, жирные кислоты, гормоны). Отдельные стадии биологического окисления обратимы, что обеспечивает поддержание окислительно-восстановительного гомеостаза в организме. В их числе реакция С-гидроксилирования: R R Окисление углеводородов до спиртов осуществляется в организме ферментативным путем и является первой стадией выведения чужеродных органических веществ, в том числе и углеводородов, из организма. Чужеродные органические вещества называются ксенобиотиками. Эта реакция заключается в замене связи С Н на С ОН и служит для введения гидроксильной группы в состав биомолекулы. Образование гликолей из непредельных соединений является важной биохимической реакцией: , 2 В биосредах это превращение идет через промежуточную стадию окиси: которая далее присоединяет воду. Именно эти превращения объясняют сильную канцерогенную (от латинского cancer рак, genos род, происхождение) активность углеводородов, присутствующих в табачном дыме. Арены, попадая в живой организм, превращаются в карбоновые кислоты, а сам бензол подвергается медленному С-гидроксилированию с образованием фенола, обладающего биологическим действием.,
2 Бензол накапливается в организме, то есть является кумулятивным ядом. Спирты легко подвергаются окислению, в результате чего первичные спирты окисляются в альдегиды: R 2 R , а вторичные в кетоны: R R (Третичные спирты в мягких условиях не окисляются, а в жестких окисляются с разрывом углеродной цепи.) Эти процессы составляют промежуточную фазу окислительных клеточных процессов, происходящих под воздействием ферментов. Реакция обратима. При окислении первичной спиртовой группы глицерина образуется глицериновый альдегид: 2 - а при окислении вторичной диоксиацетон 2 - Окисление глицерина является также обратимым биохимическим превращением, связывающим между собой липиды и углеводы. В целом в живых организмах самые различные органические вещества (углеводы, спирты, альдегиды) обычно претерпевают ферментативное окисление до соответствующих карбоновых кислот: R 2 R
3 R R Иногда это имеет нежелательные последствия, например: превращение метанола под действием ферментов в формальдегид и муравьиную кислоту объясняет его токсическое действие; разрушительное действие алкоголя на организм тоже объясняется его ферментативным окислением в ацетальдегид; токсичность этиленгликоля обусловлена его окислением до токсичной щавелевой кислоты. Метаболизм органических биомолекул до карбоновых кислот общая биохимическая реакция. Ключевым соединением многостадийного процесса углеводного обмена является пировиноградная кислота: 3 окисляется: При клеточном дыхании в присутствии кислорода она в конечном итоге (аэробное окисление). В отсутствие кислорода она, под действием ферментов, восстанавливается в молочную кислоту: 3 Молочная кислота накапливается в мышцах при интенсивных физических нагрузках, связанных с большими затратами кислорода. За счет различных окислительно-восстановительных процессов организм получает 99% энергии. Окисление липидов сопровождается выделением 39 кдж энергии на 1 г жира, что более чем в 2 раза превышает тепловой эффект окисления углеводов или белков. Кроме того, при окислении 1 г жира, образуется до 1,4 г воды, что является существенным вкладом в поддержание общего водно-электролитного баланса в организме. 3
4 С помощью окислительно-восстановительных реакций в организме распадаются токсичные вещества, как образующиеся в ходе метаболизма, так и попавшие в него извне. Действие на организм многих токсичных веществ (озон, нитраты, оксиды азота и т.д.) вещества объясняется их сильными окислительными свойствами. Такие необратимо разрушают ферменты. Сильные окислители (перманганат калия, пероксид водорода, иод, хлорная известь и др.) используются в медицине и гигиенической практике как дезинфицирующие средства. Окислительно-восстановительные реакции в органической химии. (методические рекомендации) Огромное количество окислительно-восстановительных реакций протекает с участием органических веществ. Примерно 60% всех реакций, в которые вступают органические вещества, являются окислительно-восстановительными. Рассмотрим методику расстановки коэффициентов в уравнениях реакций с участием органических соединений. В органических соединениях можно или определить «среднюю» степень окисления для всех атомов углерода, или вычислить для каждого из атомов углерода в соединении отдельно. Например: 8/ С 3 Н Определить степень окисления углерода в соединении можно по формуле: с.о. (С) = m l, где m число связей данного атома углерода с гетероатомами (атомами кислорода, галогенов, азота, серы), а l число связей атомов данного атома углерода с водородом. Например, в молекуле метанола атом углерода имеет одну связь с кислородом и три связи с водородом: m = 1; l = 3, степень окисления углерода в метаноле равна 1 3 = 2. Рассмотрим переход: метан метанол метаналь муравьиная кислота оксид углерода (IV). Без применения понятия степень окисления нельзя с уверенностью сказать, являются ли реакции, с помощью которых осуществляется данный переход,
5 окислительно-восстановительными или нет. Вычислим степени окисления углерода в перечисленных веществах. Получим: Степень окисления атомов углерода возрастает окисление Рассмотрим несколько примеров ОВР с участием органических веществ. Реакция горения н-бутана. Схема реакции: С 4 Н 10 + О 2 СО 2 + Н 2 О Средняя величина степени окисления углерода в бутане: 10/4 = 2,5. Степень окисления углерода в оксиде углерода баланса: 2,5 +4 в-ль 4С 26е 4С 2 ок-е о-ль 2 + 4e 2 13 в-е (IV) равна +4. Составим схему электронного С учетом найденных коэффициентов, уравнение реакции горения н-бутана: Но можно рассуждать и по-другому. В молекуле н-бутана степени окисления атомов углерода различаются: СН 3 СН 2 СН 2 СН 3 В этом случае схема электронного баланса будет выглядеть следующим образом: С 14e ок-е 2С 12e 2 26e e 2 13 в-е Реакция окисления этилена раствором перманганата калия в нейтральной среде. Расставим коэффициенты в уравнении реакции методом электронного баланса. Схема реакции: = 2 + KMn Mn 2 + K 2 1
6 2 2e 2 3 ок-е Mn + 3e Mn 2 в-е Уравнение реакции: 3 2 = 2 + 2KMn Mn 2 + 2K Можно расставить коэффициенты в данном уравнении и методом полуреакций. Молекулы этилена окисляются в этой реакции с образованием молекул этиленгликоля, а перманганат-ионы восстанавливаются с образованием диоксида марганца. Схемы полуреакций: e 2 4 () Mn e Mn Суммарное электронно-ионное уравнение: Mn () 2 + 2Mn Mn () 2 + 2Mn реакции: Реакция окисления глюкозы перманганатом калия в кислой среде. Схема KMn S MnS 4 + K 2 S а) Метод электронного баланса. Первый вариант. Рассчитываем среднюю степень окисления углерода в глюкозе: e Mn +5e Mn 5 ок-е 24 в-е Второй вариант. Рассчитываем степени окисления каждого из атомов углерода в молекуле глюкозы: () 4 Схема электронного баланса усложняется: e e 4 5 ок-е e
7 24e Mn + 5e Mn 24 в-е б) Метод полуреакций e ок-е Mn e Mn Суммарное ионное уравнение: 24 в-е Mn Mn Mn Mn Молекулярное уравнение: KMn S MnS K 2 S
Окислительно-восстановительные реакции с участием органических веществ Рассмотрим наиболее типичные реакции окисления различных классов органических веществ. При этом будем иметь в виду, что реакция горения
Л. В. Куцапкина Окислительновосстановительные реакции в органической химии Подготовка к ЕГЭ 2016 УДК 82-3 ББК 84-4 К95 К95 Куцапкина Л. В. Окислительно-восстановительные реакции в органической химии:
План конспекта по теме Алканы (предельные или насыщенные углеводороды, парафины) Фамилия, имя, группа Алканы это выписать определение Гомологический ряд алканов: составьте таблицу первых десяти представителей
УДК 54 СПОСОБЫ РАССТАНОВКИ КОЭФФИЦИЕНТОВ В РЕАКЦИЯХ ОКИСЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ Мартынюк К. П. Руководитель: учитель Бурякова Г.А. химии МКОУ Невонская СОШ 6 ВВЕДЕНИЕ Актуальность проблемы. Одной из
Организация подготовки к ЕГЭ по химии: окислительно-восстановительные реакции с участием органических веществ Лидия Ивановна Асанова к.п.н., доцент кафедры естественнонаучного образования ГБОУ ДПО «Нижегородский
П\п Тема Урок I II III 9 класс, 2014-2015 учебный год, базовый уровень, химия Тема урока Колво часов Примерные сроки Знания, умения, навыки. Теория электролитической диссоциации (10 часов) 1 Электролиты
БИЛЕТЫ ПО ХИМИИ 10-11 КЛАСС. БИЛЕТ 1 1. Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева на основе представлений о строении атомов. Значение периоди- ческого закона для
АННОТАЦИЯ К РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЕ ДИСЦИПЛИНЫ «Химия» Автор-составитель: Рамзина А.Г. 1. Область применения программы: реализация среднего общего образования в пределах программы подготовки специалистов среднего
Задания В7 по химии 1. Фенол реагирует с 1) хлором 2) бутаном 3) серой 4) гидроксидом натрия 5) азотной кислотой 6) оксидом кремния (IV) Фенолы- кислородсодержащие органические соединения, в молекуле которых
Экзаменационные билеты по химии 10 класс Билет 1 1. Основные положения теории химического строения органических веществ А.М. Бутлерова. Химическое строение как порядок соединения и взаимного влияния атомов
О. В. Архангельская, И. А. Тюльков., МГУ. Трудная задача. Начнем по порядку. Для подбора коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакциях существуют два метода: электронного баланса электронно-ионного
1. К автотрофным организмам относят 1) мукор 2) дрожжи 3) пеницилл 4) хлореллу ТЕМА «Энергетический обмен» 2. В процессе пиноцитоза происходит поглощение 1) жидкости 2) газов 3) твердых веществ 4) комочков
Билет 1 1. Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева на основе представлений о строении атомов. Значение периодического закона для развития науки. 2. Предельные углеводороды,
Задания А15 по химии 1. Свежеосаждённый гидроксид меди(ii) реагирует с 1) этиленгликолем 2) метанолом 3) диметиловым эфиром 4) пропеном Свежеосаждённый гидроксид меди (II) реагирует многоатомными спиртами
Задания А16 по химии 1. Формальдегид не реагирует с Формальдегид это муравьиный альдегид, он же метаналь; 40%-й раствор формальдегида в воде называется формалин. По карбонильной группе идут реакции присоединения
Четверть 1 Органические вещества это вещества, содержащие углерод. Раздел химии, изучающий соединения углерода, называется органической химией. Вещества, имеющие одинаковый состав и одинаковую молекулярную
С п и р т ы R Функциональные г р у п п ы Функц. группа Класс органических веществ Гидроксил Карбонил Карбоксил C С п и р т ы и фенолы Альдегиды Кетоны C Карбоновые кислоты Пример 3 C C 2 C 2 3 C C C 3
Задания А19 по химии 1. Взаимодействие оксида натрия с водой относится к реакциям 1) соединения, необратимым 2) обмена, обратимым 3) соединения, обратимым 4) обмена, необратимым Оксид натрия - основный
Министерство образования и науки Российской Федерации ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ Раздел 1. Химический элемент Тема 1. Строение атомов. Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева. Современные представления о строении атомов.
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение г. Шахты Ростовской области «Средняя общеобразовательная школа 43 имени М.Н.Тарарина» АННОТАЦИИ К РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЕ ПО ХИМИИ В 8-11 КЛАССАХ Аннотация
ЗАДАНИЕ 3 Примеры решения задач Пример 1. При взаимодействии 100 мл раствора неизвестной соли с раствором нитрата серебра выпадает,87 г белого осадка, а при действии на то же количество раствора сульфата
I.Планируемые результаты освоения обучающимися основной образовательной программы основного общего образования по химии Выпускник научится: характеризовать основные методы познания: наблюдение, измерение,
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа 11» Рассмотрено на заседании педагогического совета Протокол от Согласовано Зам. директора по УВР М.Н.Шабурова
Пояснительная записка Цель: систематизировать и обобщить знания учащихся по химии, подготовить учащихся к ОГЭ по химии. Задачи: 1) продолжить формирование знаний учащихся по химии; 2) продолжить формирование
Банк заданий по химии 10 класс 1. С каждым из указанных веществ: хлороводород, водород, бромная вода будет реагировать пропан метан этан этилен 5) ацетилен 2. При выполнении задания из предложенного перечня
Пояснительная записка Изучение химии на ступени основного общего образования направлено на достижение следующих целей: освоение важнейших знаний об основных понятиях и законах химии, химической символике;
Муниципальное казенное образовательное учреждение "Сулевкентская средняя общеобразовательная школа" Отчет о мониторинговой работе Я_СДАМ_ЕГЭ_III_ЭТАП в 11 классе Химия 2017 г. Отчёт о диагностической работе:
Общие положения Вступительные испытания по химии для поступающих на обучение по программам бакалавриата и программам специалитета в СибГУ им. М.Ф. Решетнева представляют собой экзамен, проводимый в письменной
10 класс, химия,2014-2015г, базовый уровень п\п количество Дата проведения Тема урока Тема Урок часов План. факт. I Теоретические основы органической химии (3 часа) II III IV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ «РЕСПУБЛИКАНСКИЙ ЦЕНТР РАЗВИТИЯ ОБРАЗОВАНИЯ»
МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «МАСЛОВСКАЯ ШКОЛА» ДЖАНКОЙСКОГО РАЙОНА РЕСПУБЛИКИ КРЫМ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по химии 10-11 класс (базовый уровень) Срок реализации: 2016 2018 уч. г. Составитель:
НЕКОММЕРЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ «АССОЦИАЦИЯ МОСКОВСКИХ ВУЗОВ» ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МСХА
ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ЭКЗАМЕНОВ ПО ХИМИИ В САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ В 2009 ГОДУ 1. Предмет химии, ее задачи. Место химии среди естественных наук, взаимосвязь наук с химией.
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org) Пояснительная записка Изучение химии на ступени основного общего образования направлено на достижение следующих целей: освоение важнейших знаний об основных понятиях и
1. Планируемые результаты освоения курса химии 10 класса Тема1 Теоретические основы органической химии. В результате изучения темы «Теоретические основы органической химии» учащиеся должны Знать/понимать:
Содержание Предисловие редактора... 3 Введение... 5 Часть I. ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ХИМИИ Раздел 1. Основные понятия и законы химии 1.1. Определение и предмет химии...9 1.2. Первоначальные сведения о строении атомов.
Т ема: «Спирты» Карточка 1 1. Что такое функциональная группа? Приведите примеры различных функциональных групп. 2. Составьте формулы трёх изомеров вещества состава С 4 Н 10 О и дайте им названия. 3. Напишите
Химия 10 класс. Демонстрационный вариант 2 (45 минут) 1 Диагностическая тематическая работа 2 по подготовке к ЕГЭ по ХИМИИ по темам «Кислородсодержащие органические соединения: спирты, фенолы, альдегиды
Муниципальное общеобразовательное учреждение основная школа 8 города Фурманова Рассмотрено На заседании метод.совета /_С.В.Сокова_/ ФИО Протокол от 20 г. Согласовано Заместитель директора по УВР МОУ ООШ
ХИМИЯ Теория строения вещества Атом. Состав атомных ядер. Химический элемент. Постоянство состава вещества. Относительная атомная и относительная молекулярная масса. Закон сохранения массы, его значение
2 Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Перовская школа-гимназия» РАССМОТРЕНО СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ на заседании методического замдиректора по УВР Директор МБОУ объединения учителей «Перовская
Задания В6 по химии 1. Взаимодействие 2-метилпропана и брома при комнатной температуре на свету 1) относится к реакциям замещения 2) протекает по радикальному механизму 3) приводит к преимущественному
Особенности изучения химии на углублённом уровне Центр естественно-математического образования зав. редакцией химии Сладков Сергей Анатольевич ПРОПЕДЕВТИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ ХИМИИ 1. Более раннее изучения химии
Демоверсия работы по химии за курс 0 класса Часть А.. При выполнении задания из предложенного перечня ответов выберите два правильных и запишите цифры, под которыми они указаны. Для этанола верны следующие
Департамент здравоохранения города Москвы Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Департамента здравоохранения города Москвы «Медицинский колледж 2» ОДОБРЕН УТВЕРЖДАЮ Методическим
I.Требования к уровню подготовки учащихся Учащиеся в результате усвоения раздела должны знать/понимать: химическую символику: знаки химических элементов, формулы химических веществ и уравнения химических
Пояснительная записка Рабочая программа составлена на основе примерной программы основного общего образования и авторской программы Гара Н.Н для общеобразовательных учреждений к учебникам химии авторов
ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО органической ХИМИИ 10-11 класс Продолжительность: 50 минут Схема анализа диагностической работы Вопросы 1 2 3 22 % учащихся выполнивших задания 1 вариант 2 вариант
Задания В2 по химии 1. Установите соответствие между уравнением реакции и свойством азота, которое он проявляет в этой реакции. УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ А) В) СВОЙСТВО АЗОТА 1) окислитель 2) восстановитель 3)
Государственный Университет Медицины и Фармации им. Николая Тестемицану Аналитическая программа для вступительных экзаменов. Химия Введение Знания химии необходимы для выявления структур и свойств основных
ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ ПО ХИМИИ Программа по химии для поступающих в университет состоит из четырех частей. В первой части представлены основные теоретические понятия химии, которыми должен
Химия 1. Цель и задачи дисциплины Целью освоения дисциплины «Химия» является: освоение знаний о химической составляющей естественно-научной картины мира, важнейших химических понятиях, законах и теориях;
Билет 1. 1. Предмет органической химии. Сигма-связь, пи-связь. Гибридизация орбиталей. Первое, второе и третье валентные состояния атома углерода Билет 2. 1. Теория строения органических веществ Бутлерова
ПРОГРАММА. ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. (2 ч в неделю; всего 68 ч, из них 3 ч резервное время). ВВЕДЕНИЕ В ОРГАНИЧЕСКУЮ ХИМИЮ (5 ч) Предмет органической химии. Взаимосвязь неорганических и органических веществ.
Пояснительная записка Рабочая программа по химии составлена на основе: федерального компонента государственного образовательного стандарта среднего (полного) общего образования. М.: «Просвещение» 2004,
Класс, Содержание работы работы 7 класс Предмет химии. Вещества. 1 2 Физические и химические явления. 3 Государственное бюджетное учреждение дополнительного образования Псковской области «Псковский областной
ЗАДАНИЕ 3 Примеры решения задач Пример 1. Напишите все изомеры вторичных спиртов гексанола и назовите их по заместительной номенклатуре. 2 2 2 гексанол-2 2 2 2 гексанол-3 2 4-метилпентанол-2 2 3-метилпентанол-2
ЗАДАНИЯ для 2 этапа Олимпиады «Первые шаги в медицину» по химии ФИО КЛАСС ШКОЛА АДРЕС, ТЕЛЕФОН Вариант 1 (60 баллов) ЧАСТЬ 1 (12 балов) При выполнении заданий этой части в бланке ответов 1 под номером
Тематическое планирование на 2015-2016 уч год химия 10 класс Учебник О.С. Габриелян урока Дата Название раздела, темы урока(с указанием количества часов) Формируемые знания, умения, навыки. Способы деятельности
Ощелачивание организма имеет чрезвычайно важное значение в условиях, когда экология оставляет желать лучшего, наше питание не сбалансировано, и мы принимаем медикаменты. Ощелачивание организма в условиях идеального существования заложено в механизмах человека самой природой. Но в настоящее время мы так далеки от природы, что организм не справляется с нейтрализацией кислот и появляется фундамент для развития различных заболеваний.
Снижение рН в организме
Если показатель pH крови изменяется всего на 0,01 в сторону кислой среды, то происходит снижение насыщения крови кислородом на 40 процентов. В результате имунные клетки не выполняют в полной мере защитные функции, активность ферментов снижается, обменные процессы замедляются.
Значение кислотно-щелочного баланса (рН) крови здорового человека колеблется в очень узких пределах: от 7,35 до 7, 45. И даже незначительное изменение рН крови, выходящее за эти границы, может привести к болезням.
Если кровь, омывающая клетки организма, становится более кислой, то клетки вынуждены жертвовать собственными минеральными запасами для ее нейтрализации, что приводит к повышенной кислотности внутри самой клетки. В кислой среде активность большинства ферментов снижается. Вследствие этого нарушаются межклеточные взаимодействия. В кислой среде прекрасно размножаются раковые клетки.
Кислая среда мочи — идеальное условие для образования камней в почках, приводит к хроническому нарушению работы почек, к воспалительным заболеваниям и почечной недостаточности.
Кислая среда слюны уже в раннем возрасте "помогает” разрушить зубы, дает толчок развитию стоматита.
Таким образом, снижение рН в организме приводит к снижению иммунитета и появлению более чем 200 заболеваний. Если у одного человека проявляется несколько заболеваний одновременно, налицо явное падение рН крови. Естественно, что при восстановлении рН до нормы здоровье восстанавливается.
Еще в 1932 Отто Варбург получил Нобелевскую премию по химии за определение условий жизни злокачественных опухолей. Клетки опухолей (а также бактерии и патогенные микроорганизмы) великолепно развиваются при закислении крови, т.е. при падении рН ниже 7,2 - 7,3 единиц. При нормализации рН опухоли вначале прекращали рост, а затем рассасывались! Если рН крови в норме, чужеродные бактерии и микроорганизмы не имеют условий для размножения.
Продукты, которые мы употребляем в пищу, делятся на две группы: окисляющие и ощелачивающие организм. Ощелачиванию организма способствуют прежде всего овощи, фрукты и молоко. А наиболее сильным окислителем являются мясные и рыбные продукты.
Внимательно изучив разные продукты, вы сможете уверенно ответить себе на вопрос, какая пища у вас преобладает: окисляющая или ощелачивающая организм?
ПРОДУКТЫ, ОЩЕЛАЧИВАЮЩИЕ ОРГАНИЗМ
| Продукты | Коэффициент ощелачивания |
|---|---|
| сельдерей | 4 |
| огурцы свежие | 4 |
| салат | 4 |
| помидоры свежие | 4 |
| свекла свежая | 4 |
| морковь свежая | 4 |
| абрикосы сушеные | 4 |
| абрикосы свежие | 3 |
| арбузы | 3 |
| дыни | 3 |
| сливы | 3 |
| фрукты (почти все) | 3 |
| капуста белокочанная | 3 |
| цветная капуста | 3 |
| зелень одуванчика | 3 |
| редис | 3 |
| перцы | 3 |
| картофель | 3 |
| бобы свежие | 3 |
| овсяная крупа | 3 |
| молочная сыворотка | 3 |
| ягоды (всякие) | 2-3 |
| миндаль | 2 |
| лук | 2 |
| зеленый горошек | 2 |
| изюм | 2 |
| финики | 2 |
ПРОДУКТЫ, ОКИСЛЯЮЩИЕ ОРГАНИЗМ
КОРОТКИЙ СПИСОК ПРОДУКТОВ
На основе компьютерного анализа американскими учеными была составлена таблица кислотной нагрузки основных продуктов питания:
Кислотная нагрузка основных продуктов питания (в миллиэквивалентах на 240 килокалорий)
ОЩЕЛАЧИВАНИЕ ОРГАНИЗМА
Первый способ поддерживать нужный ph в организме употреблять правильную воду из расчета 30-33 милилитров на 1кг массы человека. С помощью очистителя вы можете приготовить такую воду в любых условиях.
Ощелачивание продуктов
Как сделать орехи, семена, каши и бобы полезнее.
Нужно знать, что большая часть бобовых, а также все зерновые, кроме гречки и проса, при обычном приготовлении повышают кислотность крови. Однако после замачивания или проращивания все бобовые и зернобобовые приобретают свойство оказывать ощела-чивающее действие. Употреблять их лучше в сыром виде как добавку к салатам. Предварительное замачивание повышает усваиваемость орехов и семян, т. к. способствует удалению из их оболочки веществ, подавляющих активность ферментов. Кроме того, замачивание зерна, бобовых, орехов и семян способствует расщеплению жиров до жирных кислот, белков - до аминокислот, а углеводов - до простых сахаров благодаря действию ферментов, что значительно облегчает нагрузку на пищеварительный тракт.
Несколько простых советов.
- Замачивайте все сырые орехи и семена за полчаса до еды.
- Замачивайте крупы перед варкой на 30 минут, затем воду сливайте, а кашу варите в свежей воде.
- Бобовые замачивайте на ночь. Можно дать им покипеть в течение минуты, затем оставить под закрытой крышкой на час, воду слить и доварить блюдо в свежей воде.
Все семена, зерновые и бобовые можно подготовить к варке заблаговременно. Для этого их замачивают в течение часа, затем обсушивают и хранят в темном месте.
Измерение уровня рН организма
В отличие от pH крови и лимфы pH слюны и мочи изменяется в зависимости от кислотной нагрузки и в связи с этим может служить для нас индикатором качества нашей пищи.
С помощью рН тест-полосок можно легко, быстро и точно определить уровень рН, не выходя из дома. Если уровень рН мочи колеблется в пределах 6,0 - 6,4 по утрам и 6,4 - 7,0 вечером, то ваш организм функционирует нормально. Для этой цели можно использовать индикаторные лакмусовые полоски, которые выпускают для школьных уроков химии и для диабетиков. Оптимальное измерение с 10 до 12 часов.
Рационально также знать уровень рН слюны, если в слюне отметка уровня рН остается между 6,4 - 6,8 в течение всего дня - это также свидетельствует о здоровье вашего организма. Результаты тестирования показывают активность ферментов пищеварительного тракта, особенно печени и желудка.
Что делать если pH слюны и мочи снижены по сравнению с нормой?
Увеличить содержание в рационе щелочных продуктов (см. таблицу),
- совершать регулярные пешие прогулки или использовать другие щадящие физические нагрузки.
- употреблять правильную воду из расчета 30-33 миллилитра на 1кг массы человека.
Это реакции, идущие с переносом электронов и изменением степени окисления элементов.
ОВП состоят из двух одновременно протекающих и противоположно направленных процессов - окисления и восстановления. Окисление - это процесс отдачи электронов, в ходе которого происходит увеличение степени окисления элементов. Восстановление - это процесс присоединения электронов, в ходе которого происходит уменьшение степени окисления элементов. Окислитель - это вещество, атом которого принимает электроны, тем самым уменьшая степень окисления. Восстановитель - это вещество, атом которого отдает электроны, тем самым увеличивая степень окисления. ОВП подразделяются на три типа.
1. Межмолекулярные , в которых окислитель и восстановитель находятся в разных молекулах, например:
2KMn +7 O 4 + 5KN +3 O 2 + 3H 2 SO 4 = 2Mn +2 SO 4 + 5KN +5 O 3 + K 2 SO 4 + 3H 2 O
окислитель - Mn +7 , восстановитель - N +3 .
2. Внутримолекулярные , в которых окислитель и восстановитель находятся в одной молекуле, но являются разными элементами, например:
2KCl +5 O 3 -2 = 2KCl -1 + 3O 4 0
окислитель - Cl +5 , восстановитель - O -2 .
3. Диспропорционирования (самоокисления - самовосстановления), в которых окислителем является один и тот же элемент в одной и той же степени окисления, например:
3Cl 2 0 + 6KOH = 5КСl -1 + KCl +5 O 3 + 3H 2 O
окислитель - Cl 0 , восстановитель - Cl 0 .
В ходе окислительно-восстановительных процессов между частями системы происходит перераспределение зарядов. Возникающая разность зарядов между частями системы носит название потенциал . Существует несколько видов потенциалов, связанных с прохождением различных процессов.
Одним из них является электродный потенциал , который возникает в том случае, когда пластинку металла погружают в раствор его соли (например, пластинку цинка в раствор сульфата цинка). При этом возможно прохождение двух процессов, которые определяются активностью металла и концентраций его катиона в растворе (рис.1).
Ме n+ + _ + Ме n+ _ + _
рис. 1 Виды электродных процессов
Первый процесс происходит в том случае, когда активность металла высока, а концентрация его катиона невелика. В этом случае (см. рис. 1) ионы металла, находящиеся в узлах кристаллической решетки металла, вследствие гидратации будут переходить в раствор, заряжая его положительно; электроны, входящие в состав «электронного газа» (особенности металлической связи) остаются на куске металла, придавая ему отрицательный заряд.
В случае низкой активности металла и высокой концентрации его катиона процесс может идти в другом направлении (см. рис. 2). Катионы металла могут перейти на пластинку, достраивая кристаллическую решетку металла и придавая ей положительный заряд; анионы соли остаются в растворе, заряжая его отрицательно. В обоих процессах между пластинкой металла и раствором его соли возникает разность зарядов, называемая электродным потенциалом Е . Независимо от механизма возникновения электродного потенциала, он определяется окислительно-восстановительным процессом, а его величина - уравнением Нернста :
Me Me n+ + ne -
Zn Zn 2+ + 2e -
где: Е - потенциал системы,
Т - абсолютная температура,
n - число электронов, участвующих в процессе,
R = 8,31 Дж/моль * К,
F = 96500 Кл/моль
[Ме п+ ] - равновесная концентрация соли данного металла.
Подставляя постоянные при 25 0 С, получим:
По величине стандартного электродного потенциала все металлы выстраиваются в электрохимический ряд напряжений.
Одним из основных является окислительно-восстановительный потенциал. Его возникновение связано с обратимостью окислительно-восстановительных процессов. Одно и то же вещество в зависимости от условий может находиться либо в окисленной (Oх), либо восстановленной (Red) форме. Между этими двумя формами идут процессы взаимного перехода, сопровождающиеся изменением заряда системы. Процесс взаимного перехода идет до тех пор, пока между двумя формами не установится равновесие:
Fe 2+ Fe 3+ + e
После установления равновесия в системе возникает избыточный заряд, называемый окислительно-восстановительным или редокс-потенциалом. Его величина определяется уравнением Нернста:
где: Е - потенциал системы,
Е 0 - стандартный потенциал системы, т.е. потенциал, определенный в стандартных условиях (Т=292 К, р=1 атм, = [Ох] = 1 моль/л)
, [Ох] - равновесные концентрации восстановленной и окисленной форм.
Любой окислительно-восстановительный процесс можно представить как взаимодействие двух редокс-систем - системы окислителя и системы восстановителя. Направление ОВП будет определяться величинами редокспотенциалов систем.
При этом можно выделить следующие закономерности:
1. Одна и та же редокс-система может являться как окислителем, так и восстановителем - это зависит от соотношения величин потенциалов;
2. Системы с более отрицательным потенциалом будут восстанавливать системы с более положительным потенциалом;
3. После прохождения ОВП потенциалы редокс-систем выравниваются.
Возникновение разности зарядов между частями системы может быть и не связано с прохождением ОВП. Так, в ходе процесса диффузии между частями раствора, вследствие различной подвижности ионов, возникает разность зарядов, называемая диффузным потенциалом . Диффузный потенциал существует недолго и исчезает по окончании процесса диффузии.
Если два раствора разделить полупроницаемой мембраной, то на сторонах мембраны возникает разность зарядов, называемая мембранным потенциалом . Возникновение мембранного потенциала связано с тем, что вследствие различного размера ионов они могут проходить или не проходить через мембрану.
В живых организмах, вследствие наличия многочисленных мембран, направленного транспорта веществ и прохождения различных ОВП между его частями, возникает разность зарядов, называемая биопотенциалами. По своей природе биопотенциалы могут быть диффузными, мембранными и редокспотенциалами. Биопотенциалы играют важнейшую роль в направленном транспорте веществ, работе мембранных систем, процессах биосинтеза, выделение и запасание энергии. Выделение и запасание организмом энергии тесно связано с процессами окисления и восстановления.
Кислотные отходы являются естественным побочным продуктом клеточного метаболизма. В человеческом теле более 60 триллионов клеток, со средним жизненным циклом 4 недели. В конце цикла каждая клетка делится на две генетически эквивалентные единицы. Тем не менее, только половина из вновь образованных клеток предназначены для дальнейшего развития. Остальная часть слабых, пострадавших и загрязненных клеток просто умирает. Другие же миллионы клеток становятся кислотными отходами.
Естественный процесс старения также берет свое — внутренняя среда организма имеет тенденцию окисляться с течением лет. Часто бывает так, что за 45 лет организм теряет способность избавиться от накопленных кислотных отходов и начинает хранить его в различных частях тела в последствии вызывая болезнь.
Рассматривая каждую болезнь, мы обязательно должны разбирать ее причины и следствия. Удивительное количество и разнообразие физических проблем и заболеваний могут быть вызваны окислением организма. Сегодня подавляющее большинство населения страдает от проблем вызванных подкислением — из-за особых привычек питания и образа жизни, даже не подозревая это. Давайте рассмотрим факторы окисления:
- Повышенное потребление кислотных продуктов.
Современный рацион содержит больше кислотных продуктов(ph ниже 7) поэтому наш, изначально щелочной организм, постепенно начинает окисляться.
- Напитки, которые мы пьем ежедневно, так же относятся к кислотным (Кофе, вода
без газа, чай, пиво и тд.)
- Снижение секреции (выделения) кислоты.
Во время физических упражнений, с потом выделяется большое кол-во кислот из организма, но в наше время у людей не всегда хватает времени для занятия спортом
Давайте рассмотрим питание — номер один из причин окисления организма. Все пищевые продукты обеспечивают необходимые питательные вещества и энергию, необходимые для развития и роста человеческого организма. Разница между хорошей и плохой пищей определяется относительным количеством опасных отходов,образующихся в результате его потребления. Имейте в виду, что щелочные вещества нейтрализуют кислотные отходы и очищают организм, а кислотные вещества приводят к окислению и загрязнению.
Одной из главных основ хорошего здоровья является кислотно-щелочной баланс. К сожалению, в продуктах,которые мы с Вами едим каждый день являются кислотными (Ph ниже 7). Щелочную пищу, такие как овощи, фрукты едят гораздо в меньших количествах. Давайте взглянем на употребляемых нами продуктов.
Из таблицы видно, что основная масса продуктов являются кислотными и имеют кислый ph, в следствии чего и происходит закисление организма, которое в дальнейшем вызывает различные заболевания. К примеру: в организме скопились кислотные отходы возле поджелудочной железы, а для их нейтрализации не хватает щелочных ионов кальция, человек заболевает диабетом. Конечно же не стоит целыми днями есть дыню, морковь, грушу(что относится к щелочи), а достаточно употреблять щелочную воду, которую можно получить с помощью , для поддержания Кислотно-щелочного баланса организма.
Давайте рассмотрим на конкретном примере, как влияет окисление организма на нашу кровь.
Картина крови здорового человека (Рис 1) Кровь при окислении организма (Рис 2)
На правом рисунке мы видим клетки крови, которые похожи на слипшиеся монеты – это эритроциты, но они не должны так выглядеть. Они должны быть разделены, свободно циркулировать в крови и распределять кислород. Но здесь этого не происходит. Кровь здесь на столько окислена, что клетки пытаются защититься от кислой среды. У этого человека нарушено распределение кислорода. Если вы обратите внимание то также увидите черные точки- это холестерин, который засоряет капилляры. Именно так возникают тромбы в сердце, в мозге.
На рисунке №1 мы видим уже изменившуюся картину спустя 20 минут после приема живой (щелочной воды). Эритроциты отделились, что означает ощелачивание крови. Они стали «транспортировать» кислород и стали чувствовать себя прекрасно.
Здоровые клетки нуждаются в щелочной среде. Фактические данные свидетельствуют о том, что избыточная кислотность является основной причиной всех болезней. Любое заболевание, от обычной простуды до рака, проявляется, когда тело становится не в состоянии справиться с накоплением кислотных отходов.
Есть много путей показать, что щелочная вода имеет значительное влияние на здоровье и функциональность человеческого организма. А сейчас давайте обобщим несколько вещей — так как это очень важно, чтобы минимизировать посещения к врачу:
- Это Ваш
- Температура
- Общее самочувствие
Эти 3 параметра – показатели вашего общего состояния. Потому что как только Вы начнете употреблять живую воду, или что либо другое, что способно скорректировать ваш pH в щелочную сторону – Вы станете чувствовать себя лучше, и Ваш организм почувствует себя намного лучше из-за детоксикации, очищения и регенерации. Что повлечет за собой уменьшение приема лекарств!
Вконтакте
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http :// www . allbest . ru /
Министерство здравоохранения Республики Беларусь
Учреждение образования
«Гомельский государственный медицинский университет»
Кафедра общей и биоорганической химии
Роль окислительно-восстановительных реакций в организме
Выполнил:
Купрейчик В. В.
Проверил:
Одинцова М. В.
Гомель 2016
Введение
1. Краткая история
2. ОВР в организме
3. ОВР в медицине и фармации
4. Окислительно-восстановительный потенциал
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Биологическое окисление имеет огромное значение для живых организмов. Большая часть энергии, необходимой для жизнедеятельности, образуется в результате окислительно-восстановительных реакций.
Окисление веществ может осуществляться следующими способами: а) отщеплением водорода от субстрата, который окисляется (процесс дегидрирования), б) отдачей субстратом электрона в) присоединением кислорода к субстрату. В живых клетках встречаются все перечисленные типы окислительных реакций, катализируемых соответствующими ферментами - ок-сидоредуктазамы. Процесс окисления происходит не изолированно, он связан с реакцией восстановления: одновременно происходят реакции присоединения водорода или электрона, т.е. осуществляются окислительно-восстановительные реакции. Окислением называют все химические реакции, при которых происходит отдача электронов, что сопровождается увеличением положительных валентностей. Но одновременно с окислением одного вещества должно происходить и восстановление, т.е. присоединения электронов в другое вещество.
Таким образом, биологическое окисление и восстановление - это ответные реакции переноса электронов, происходящих в живых организмах, а тканевое дыхание - такой вид биологического окисления, при котором акцептором электрона является молекулярный кислород.
1. Краткая история
Изучение процессов биологического окисления начал в XVIII в. А. Лавуазье. Он обратил внимание на наличие определенной тождественности процессов горения органических веществ вне организма и дыханием животных. Оказалось, что при дыхании, как и при горении, поглощается кислород и образуются CO2 и H2O, однако процесс «горения» в организме идет очень медленно, к тому же, без пламени.
После работ А. Лавуазье в науке в течение длительного времени господствовало мнение о тождестве явлений горения и медленного окисления питательных веществ в организме. Однако оставалось неясным, почему это особое медленное «горения» в организме происходит при необычных условиях. при определенной низкой температуры (36-37 ° C), без возникновения пламени (как это имеет место при горении) и в присутствии воды, содержание которой достигает в тканях 75-80% от общей массы и которая в обычных условиях горению мешает. Это указывало на то, что медленное окисление органических веществ в организме по своему механизму резко отличается от обычного горения в воздухе органических веществ (дерева, угля и т.д.), хотя конечными продуктами в обоих случаях CO2 и вода.
Причину такого своеобразного течения окислительных процессов в живых организмах ученые сначала пытались объяснить «активацией» кислорода в клетках организма.
Одна из первых теорий биологического окисления, связанных с «активацией» кислорода, была развита русским ученым О.М.Бахом (1897), который считал, что молекула кислорода способна действовать как окислитель органических веществ только после своей активации результате разрыва одного из н "связей в его молекуле (-OO-). Активация происходит, в частности, если в среде присутствуют соединения, которые легко окисляются (например, имеющих двойные связи), при участии ферментов оксигеназ.
Соединения легко окисляются, например, ненасыщенные жирные кислоты, взаимодействуя с кислородом, образуют пероксиды. В этих реакциях окисление параллельно с восстановлением. Таким образом О.М. Бах впервые сформулировал идею о сопряженность окислительно-восстановительных процессов при дыхании. Теория А.Н. Баха получила название «перекисной теории» активации кислорода.
Однако истинный механизм активации кислорода во время окисления различных субстратов дыхания оказался другим.
Значительную роль в развитии теории биологического окисления сыграли работы другого российского ученого - В.И. Палладина (1907). Он развил представление о дыхании как систему ферментативных процессов и особое значение придавал окислению субстратов путем отщепления водорода (процесс дегидрирования).
Изучая окисление субстратов в растениях, В.И. Палладин установил, что оно может происходить без кислорода, если в среде имеются вещества, способные присоединять отщепленным при окислении водород. Такими веществами могут быть пигменты или хромогены и другие вещества, которые выполняют функцию промежуточных переносчиков водорода. Присоединяя водород от субстратов при этом окисляются, хромогены восстанавливаются и становятся бесцветными. Таким образом, В.И. Палладин придавал большое значение процесса окисления как процесса дегидрирования, а также указывал на важную роль кислорода как акцептора водорода в процессах биологического окисления.
Исследования В.И. Палладина были подтверждены работами Г. Виланда, который установил на примере окисления альдегидов, что процесс дегидрирования субстратов является основным процессом, который лежит в основе биологического окисления, и кислород взаимодействует уже с активированными атомами водорода. Таким образом, была создана концепция окисления веществ путем их дегидрирования, которая стала называться теорией Пал-Ладина-Виланда. Большую роль в подтверждении этой теории сыграло открытие и изучение целого ряда ферментов-дегидрогеназ, катализирующих отщепление атомов водорода от различных субстратов.
В дальнейшем были изучены: связь дыхания с другими процессами обмена веществ, в том числе и с процессом фосфорилирования; свойства ферментов, катализирующих реакции биологического окисления; локализация этих ферментов в клетке; механизм аккумуляции и преобразования энергии и т.п..
Значительный вклад в изучение биологического окисления сделали О. Варбург, Д. Кейлин, Г. Кребс, П. Митчелл, Д. Грин, А. Ленинджер, Б. Чанс, Э. Рекер, В.О. Энгельгардт, В.А. Белицер, С.Е. Северин, В.П. Скулачев и др..
2. ОВР в организме
Окислительно-восстановительные реакции играют исключительную роль в обмене веществ и энергии, происходящем в организме человека и животных. Реакция окисления неотделима от реакции восстановления, и оба эти процесса необходимо рассматривать в неразрывном единстве. При любой окислительно-восстановительной реакции алгебраическая сумма степеней окисления атомов остается неизменной. Многие окислительно-восстановительные реакции сводятся только к взаимодействию окислителя и восстановителя. Но чаще всего, если реакция осуществляется в водной среде, на ход окислительно-восстановительного процесса оказывает большое влияние взаимодействие реагентов с ионами водорода и гидроксила воды, а также присутствующих в растворе кислот и щелочей. Иногда влияние среды на ход окислительно-восстановительного процесса столь велико, что некоторые реакции могут осуществляться только в кислой или щелочной среде. От кислотно-щелочного баланса среды зависит направление окислительно-восстановительной реакции, количество электронов, присоединяемых молекулой (ионом) окислителя и отдаваемых молекулой (ионом) восстановителя и т. д. Например, реакция между иодидами и иодатами с выделением элементов иода протекает только в присутствии сильных кислот, а в сильно щелочной среде при нагревании может протекать обратная реакция.
Обмен веществ, в котором окислительно-восстановительные процессы играют столь значительную роль, имеет две стороны: 1) пластическую, сводящуюся к синтезу сложных органических веществ, необходимых организму в качестве «строительных материалов» для обновления тканей и клеток, из веществ, которые поступают главным образом с пищей (это анаболические процессы, или процессы ассимиляции, требующие затрат энергии) -- 2) энергетическую, сводящуюся к распаду (окислению) сложных высокомолекулярных веществ, играющих роль биологического топлива, до более простых -- в оды, диоксида углерода и т. д. (это катаболические процессы, или процессы диссимиляции, сопровождающиеся освобождением энергии).
Окислительно-восстановительные реакции являются необходимыми звеньями в сложной цепи как анаболических, так и катаболических процессов, но их роль особенно велика как основных источников энергии для живого организма. Организмы, существующие в аэробных условиях (т. е. в окислительной атмосфере кислорода воздуха), получают эту энергию за счет процесса дыхания, в результате которого поступающие в организм питательные вещества в клетках и тканях окисляются до диоксида углерода, воды, аммиака, мочевины и других продуктов жизнедеятельности, характеризующихся сравнительно небольшими значениями энергии и высокими значениями энтропии (от греч. -- поворот, превращение -- это мера беспорядка системы, состоящей из многих элементов).
В основе процессов дыхания лежит окислительно-восстановительная реакция, при которой молекула диатомного кислорода образует две молекулы воды. В процессе внешнего дыхания кислород воздуха связывается с гемоглобином и в форме оксигемоглобина доставляется с потоком крови к капиллярам тканей. В процессе тканевого, или клеточного дыхания, ткани и клетки поглощают этот кислород, за счет которого осуществляется окисление поступивших в организм из внешней среды белков, жиров и углеводов. одновременно образующийся диоксид углерода с потоком венозной крови направляется в легкие и там, диффундируя через стенки альвеол, оказывается в составе выдыхаемого воздуха. Но в этих процессах биологического окисления субстратами, непосредственно подвергающихся действию кислорода, являются не те высокомолекулярные соединения, которые первоначально находились в составе пищи, а образовавшиеся в результате гидролитического расщепления в желудочно-пищевом тракте более простые, низкомолекулярные продукты.
На первой стадии диссимиляции в результате гидролиза сложные углеводы -- крахмал, сахароза, гликоген и другие при участии амилаз превращаются в глюкозу и другие моносахариды. Жиры при участии липаз превращаются в жирные кислоты и глицерин. Белки под действием протеолитических ферментов превращаются в низкомолекулярные пептиды и аминокислоты. На этой стадии освобождается энергия, составляющая не более 1% от общей химической энергии пищевых веществ. Часть продуктов, возникших на первой стадии диссимиляции, организм человека использует в качестве исходных веществ для анаболических реакций, связанных с получением материалов для застройки тканей и клеток, а также как запас химического топлива.
Другая часть продуктов гидролиза подвергается окислению, при котором наряду с диоксидом углерода, водой, аммиаком, мочевиной и т. д. образуются также продукты неполного окисления.
На второй стадии диссимиляции освобождается около 1/3 общего количества энергии, но еще не происходит аккумулирование выделившейся энергии путем образования высокоэргических веществ.
На третьей стадии диссимиляции происходит полное окисление всех образовавшихся во второй стадии промежуточных продуктов: воды, диоксида углерода, аммиака, мочевины и т. д. и освобождаются остальные 2/3 химической энергии, полученные организмом из пищевых веществ. Это сложный химический процесс, включающий десять последовательно протекающих реакций, каждая из которых катализируется соответствующим ферментом, называется циклом трикарбоновых кислот или циклом Кребса. Ферменты, необходимые для осуществления этих последовательных реакций, локализуются в мембранных структурных элементах клеток -- митохондриях. окисление тиосульфат антидот вода
На третьей стадии диссимиляции освобождается 40?60% энергии, которая используется организмом для синтеза высокоэргических веществ.
Таким образом, рассмотренные стадии диссимиляции в организме питательных веществ показывает, что энергоснабжение организма на 99% обеспечивается протеканием в нем окислительно-восстановительных процессов.
Кроме того, с помощью окислительно-восстановительных реакций в организме разрушаются некоторые токсические вещества, образующиеся в ходе метаболизма. Именно таким путем организм избавляется от вредного влияния промежуточных продуктов биохимического окисления.
3. ОВР в медицине и фармации
Сведения относительно окислительно-восстановительных свойств различных лекарственных препаратов позволяют решать вопросы о совместимости при одновременном их назначении больному, а также о допустимости их совместного хранения. С учетом этих данных становятся понятными несовместимость ряда лекарственных средств (например, таких как ио-дид калия и нитрит натрия, перманганат калия и тиосульфат натрия, пероксид водорода и ио-диды и т. д.).
Во многих случаях фармацевтические свойства медицинских препаратов находятся в непосредственной связи с их окислительно-восстановительными свойствами. Так, например, многие из антисептических, противомикробных и дезинфицирующих средств, (иод, перманганат калия, пероксид водорода, соли меди, серебра и ртути) являются в то же время и сильными окислителями.
Применение тиосульфата натрия в качестве универсального антидота (противоядия) основано на его способности участвовать в окислительно-восстановительных реакциях в роли как окислителя, так и восстановителя. В случае отравлений соединениями мышьяка, ртути и свинца, прием внутрь раствора тиосульфата натрия приводит к образованию труднорастворимых и потому практически неядовитых сульфатов. При отравлениях синильной кислотой или цианидами тиосульфат натрия дает возможность превратить эти токсичные вещества в менее ядовитые роданистые соединения. При отравлении галогенами и другими сильными окислителями антитоксическое действие триосульфата натрия обусловлено его умеренными восстановительными свойствами.
4. Окислительно-восстановительный потенциал
Говоря об окислительно-восстановительных процессах, нужно отметить, что во время окислительных или восстановительных реакций изменяется электрический потенциал окисляемого или восстанавливаемого вещества: одно вещество, отдавая свои электроны и заряжаясь положительно, окисляется, другое, приобретая электроны и заряжаясь отрицательно, -восстанавливается. Разность электрических потенциалов между ними есть окислительновосстановительный потенциал (ОВП).
Окислительно-восстановительный потенциал является мерой химической активности элементов или их соединений в обратимых химических процессах, связанных с изменением заряда ионов в растворах. Это означает, что ОВП, называемый также, редокс-потенциал (от английского RedOx -- Reduction/Oxidation), характеризует степень активности электронов в окислительно-восстановительных реакциях, т. е. в реакциях, связанных с присоединением или передачей электронов. При измерениях (в электрохимии) величина этой разности обозначается как Eh и выражается в милливольтах. Чем выше концентрация компонентов, способных к окислению, к концентрации компонентов, могущих восстанавливаться, тем выше показатель редокс-потенциала. Такие вещества, как кислород и хлор, стремятся к принятию электронов и имеют высокий электрический потенциал, следовательно, окислителем может быть не только кислород, но и другие вещества (в частности, хлор), а вещества типа водорода, наоборот, охотно отдают электроны и имеют низкий электрический потенциал. Наибольшей окислительной способностью обладает кислород, а восстановительной -- водород, но между ними располагаются и другие вещества, присутствующие в воде и менее интенсивно выполняющие роль либо окислителей, либо восстановителей.
Значение ОВП для каждой окислительно-восстановительной реакции может иметь как положительное, так и отрицательное значение.
Так, например, в природной воде значение Eh колеблется от -400 до +700 мВ, что определяется всей совокупностью происходящих в ней окислительных и восстановительных процессов. В условиях равновесия значение ОВП определенным образом характеризует водную среду, и его величина позволяет делать некоторые общие выводы о химическом составе воды.
В биохимии величины редокс-потенциала выражаются не в милливольтах, а в условных единицах rH (reduction Hydrogenii).
Шкала условных единиц rH содержит 42 деления.
«0» -- означает чистый водород,
«42» -- чистый кислород,
«28» -- нейтральная среда.
pH и rH тесно взаимосвязаны.
Окислительные процессы понижают показатель кислотно-щелочного равновесия (чем выше rH, тем ниже pH), восстановительные -- способствуют повышению pH. В свою очередь показатель pH влияет на величину rH.
В организме человека энергия, выделяемая в ходе окислительно-восстановительных реакций, расходуется на поддержание гомеостаза (относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма) и регенерацию клеток организма, т. е. на обеспечение процессов жизнедеятельности организма.
ОВП внутренней среды организма человека, измеренный на платиновом электроде относительно хлорсеребряного электрода сравнения, в норме всегда меньше нуля, т. е. имеет отрицательные значения, которые обычно находятся в пределах от -100 до -200 милливольт. ОВП питьевой воды, измеренный таким же способом практически всегда больше нуля, обычно находится в пределах от +100 до +400 мВ. Это справедливо практически для всех типов питьевой воды, той, которая течет из водопроводных кранов во всех городах мира, которая продается в стеклянных и пластиковых бутылках, которая получается после очистки в уста-
новках обратного осмоса и большинства разнообразных больших и малых водоочистительных систем.
Указанные различия ОВП внутренней среды организма человека и питьевой воды означают, что активность электронов во внутренней среде организма человека намного выше, чем активность электронов в питьевой воде.
Активность электронов является важнейшей характеристикой внутренней среды организма, поскольку напрямую связана с фундаментальными процессами жизнедеятельности.
Когда обычная питьевая вода проникает в ткани человеческого (или иного) организма, она отнимает электроны от клеток и тканей, которые состоят из воды на 80?90%. В результате этого биологические структуры организма (клеточные мембраны, органоиды клеток, нуклеиновые кислоты и другие) подвергаются окислительному разрушению. Так организм изнашивается, стареет, жизненно-важные органы теряют свою функцию. Но эти негативные процессы могут быть замедлены, если в организм с питьем и пищей поступает вода, обладающая свойствами внутренней среды организма, т. е. обладающая защитными и восстановительными свойствами.
Для того, чтобы организм оптимальным образом использовал в обменных процессах питьевую воду с положительным значением окислительно-восстановительного потенциала, ее ОВП должен соответствовать значению ОВП внутренней среды организма. Необходимое изменение ОВП воды в организме происходит за счет затраты электрической энергии клеточных мембран, т. е. энергии самого высокого уровня, энергии, которая фактически является конечным продуктом биохимической цепи трансформации питательных веществ.
Количество энергии, затрачиваемой организмом на достижение биосовместимости воды, пропорциональна ее количеству и разности ОВП воды и внутренней среды организма.
Если поступающая в организм питьевая вода имеет ОВП близкий к значению ОВП внутренней среды организма человека, то электрическая энергия клеточных мембран (жизненная энергия организма) не расходуется на коррекцию активности электронов воды и вода тотчас же усваивается, поскольку обладает биологической совместимостью по этому параметру. Если питьевая вода имеет ОВП более отрицательный, чем ОВП внутренней среды организма, то она подпитывает его этой энергией, которая используется клетками, как энергетический резерв антиокси-дантной защиты организма от неблагоприятного влияния внешней среды.
Заключение
Дыхание, усвоение углекислого газа растениями с выделением кислорода, обмен веществ и ряд других химических процессов в основе своей являются окислительно-восстановительными реакциями. Сжигание топлива в топках паровых котлов и двигателях внутреннего сгорания, электролитическое осаждение металлов, процессы, происходящие в гальванических элементах и аккумуляторах, включают реакции окисления-восстановления.
Получение элементарных веществ (железа, хрома, марганца, золота, серебра, серы, хлора, иода и т. д.) и ценных химических продуктов (аммиака, щелочей, азотной, серной и других кислот) основана на окислительно-восстановительных реакциях.
На окислении-восстановлении в аналитической химии основаны методы объемного анализа: перманганатометрия, йодометрия, броматометрия и другие, играющие важную роль при контролировании производственных процессов и выполнении научных исследований.
Таким образом, большинство химических процессов, протекающих в природе и осуществляемых человеком в его практической деятельности, представляют собой окислительно-восстановительные реакции. Эти реакции являются основными процессами, обеспечивающими жизнедеятельность любого организма и имеют огромное значение в теории и практике.
Глубокое знание сущности и закономерностей протекания химических реакций дает возможность управлять ими и использовать для синтеза новых веществ. Усвоение общих закономерностей протекания химических реакций необходимо для последующего изучения свойств неорганических и органических веществ, что важно для понимания процессов, происходящих в организме человека.
Список используемой литературы
1. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов. / Под ред. А.И. Ермакова. - М.: Интеграл-Пресс, 2002. - 728 с.
2. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. / Под ред. Ершова Ю.А. - 3-е изд., М.: Высш.шк., 2002. - 560
3. Энциклопедический словарь юного химика. / Сост. Крицман В.А., Станцо В.В. - 2-е изд. - М.: Педагогика, 1990. - 320 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Сущность и виды окисления - химических реакций присоединения кислорода или отнятия водорода. Ознакомление с методами восстановления металлов в водных и соляных растворах. Изучение основных положений теории окислительно-восстановительных реакций.
реферат , добавлен 03.10.2011
Определение водородного и гидроксильного показателей. Составление окислительно-восстановительных реакций и электронного баланса. Изменение степени окисления атомов реагирующих веществ. Качественные реакции на катионы различных аналитических групп.
практическая работа , добавлен 05.02.2012
Важнейшие окислители и восстановители. Cоставление уравнений окислительно-восстановительных реакций и подбор стехиометрических коэффициентов. Влияние различных факторов на протекание реакций. Окислительно-восстановительный эквивалент, сущность закона.
лекция , добавлен 22.04.2013
Методы окислительно-восстановительного титрования. Основные окислители и восстановители. Факторы, влияющие на окислительно-восстановительные реакции. Применение реакции окисления-восстановления в анализе лекарственных веществ. Растворы тиосульфата натрия.
презентация , добавлен 21.10.2013
Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса. Степень окисления как условный заряд атома элемента. Распространённые восстановители. Свободные неметаллы, переходящие в отрицательные ионы. Влияние концентрации.
презентация , добавлен 17.05.2014
Характеристика окислительных и восстановительных процессов. Правила определения степени окисления атомов химических элементов, терминология и правила определения функции соединения в ОВР. Методы составления уравнений: электронного баланса, полуреакций.
презентация , добавлен 20.03.2011
Важнейшие окислители и восстановители. Правила определения CO. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций и подбор стехиометрических коэффициентов. Влияние различных факторов на протекание ОВР. Электрохимический ряд напряжений металлов.
презентация , добавлен 11.08.2013
Отличительные признаки окислительно-восстановительных реакций. Схема стандартного водородного электрода. Уравнение Нернста. Теоретические кривые титрования. Определение точки эквивалентности. Окислительно-восстановительные индикаторы, перманганатометрия.
курсовая работа , добавлен 06.05.2011
Классификация окислительно-восстановительных реакций в органической и неорганической химии. Химические процессы, результат которых - образование веществ. Восстановление альдегидов в соответствующие спирты. Процессы термической диссоциации водного пара.
реферат , добавлен 04.11.2011
Положения теории окислительно-восстановительных реакций. Важнейшие окислители и восстановители. Кислородсодержащие соли элементов. Гидриды металлов. Метод электронного баланса. Особенности метода полуреакций. Частное уравнение восстановления ионов.