Биологийн исэлдэлт
Байгаль орчин муу, бидний хооллолт тэнцвэргүй, эм ууж байгаа нөхцөлд биеийг шүлтжүүлэх нь маш чухал юм. Тохиромжтой оршин тогтнох нөхцөлд бие махбодийг шүлтжүүлэх нь хүний механизмд байгалиас заяасан байдаг. Гэвч одоогийн байдлаар бид байгалиасаа маш хол байгаа тул бие нь хүчлийг саармагжуулах ажлыг даван туулж чадахгүй бөгөөд янз бүрийн өвчин үүсэх үндэс суурь болж байна.
Бие дэхь рН буурсан
Хэрэв цусны рН нь хүчиллэг орчинд 0.01-ээр өөрчлөгдвөл цусны хүчилтөрөгчийн ханалт 40 хувиар буурдаг. Үүний үр дүнд дархлааны эсүүд хамгаалалтын функцийг бүрэн гүйцэтгэдэггүй, ферментийн үйл ажиллагаа буурч, бодисын солилцооны үйл явц удааширдаг.
Эрүүл хүний цусны хүчил шүлтийн тэнцвэр (рН) нь маш нарийн хязгаарт хэлбэлздэг: 7.35-аас 7.45 хүртэл Цусны рН нь эдгээр хязгаараас хэтэрсэн ч гэсэн өвчин үүсгэдэг.
Хэрэв биеийн эсийг угааж байгаа цус илүү хүчиллэг болбол эсүүд саармагжуулахын тулд өөрийн эрдэс баялгийн нөөцийг золиослоход хүргэдэг бөгөөд энэ нь эсийн доторх хүчиллэгийг нэмэгдүүлдэг. Хүчиллэг орчинд ихэнх ферментийн идэвхжил буурдаг. Үүний үр дүнд эс хоорондын харилцан үйлчлэл тасалддаг. Хорт хавдрын эсүүд хүчиллэг орчинд үрждэг.
Шээсний хүчиллэг орчин нь бөөрний чулуу үүсэхэд хамгийн тохиромжтой нөхцөл бөгөөд бөөрний үйл ажиллагааг архагшуулах, үрэвсэлт өвчин, бөөрний дутагдалд хүргэдэг.
Шүлсний хүчиллэг орчин нь бага наснаасаа шүдийг устгахад "тусалж", стоматит үүсэхэд түлхэц өгдөг.
Тиймээс бие махбод дахь рН буурах нь дархлаа буурч, 200 гаруй өвчин үүсэхэд хүргэдэг. Хэрэв нэг хүн нэгэн зэрэг хэд хэдэн өвчтэй бол цусны рН тодорхой буурдаг. Мэдээжийн хэрэг, рН хэвийн хэмжээнд эргэж ирэхэд эрүүл мэнд сэргэдэг.
1932 онд Отто Варбург хорт хавдрын амьдралын нөхцлийг тодорхойлсон химийн чиглэлээр Нобелийн шагнал хүртжээ. Хавдрын эсүүд (мөн бактери ба эмгэг төрүүлэгч бичил биетүүд) цусыг хүчиллэгжүүлэх үед маш сайн хөгждөг, i.e. рН 7.2-7.3 нэгжээс доош унах үед. РН-ийг хэвийн болгоход хавдар эхлээд ургахаа больж, дараа нь шингэсэн! Хэрэв цусны рН хэвийн бол гадны бактери, бичил биетүүд нөхөн үржихүйн нөхцөл байхгүй.
Бидний идэж буй хоолыг бие махбодийг исэлдүүлэх, шүлтжүүлэх гэсэн хоёр бүлэгт хуваадаг. Биеийн шүлтжилтийг хүнсний ногоо, жимс жимсгэнэ, сүүгээр голчлон дэмждэг. Мөн хамгийн хүчтэй исэлдүүлэгч бодис бол мах, загасны бүтээгдэхүүн юм.
Төрөл бүрийн хоолыг сайтар судалсны дараа та ямар хоол хүнс давамгайлж байна вэ: биеийг исэлдүүлэх үү эсвэл шүлтжүүлэх үү гэсэн асуултанд итгэлтэйгээр хариулж чадна.
САРИХ БҮТЭЭГДЭХҮҮН
| Бүтээгдэхүүн | Шүлтжүүлэх хүчин зүйл |
|---|---|
| селөдерей | 4 |
| шинэ өргөст хэмх | 4 |
| салат | 4 |
| шинэ улаан лооль | 4 |
| шинэхэн манжин | 4 |
| шинэ лууван | 4 |
| хатаасан чангаанз | 4 |
| шинэхэн чангаанз | 3 |
| тарвас | 3 |
| амтат гуа | 3 |
| чавга | 3 |
| жимс (бараг бүх) | 3 |
| Цагаан байцаа | 3 |
| цэцэгт байцаа | 3 |
| Dandelion ногоонууд | 3 |
| улаан лууван | 3 |
| чинжүү | 3 |
| төмс | 3 |
| шинэ шош | 3 |
| овъёосны үр тариа | 3 |
| сүүний ийлдэс | 3 |
| жимс (бүх төрлийн) | 2-3 |
| бүйлс | 2 |
| сонгино | 2 |
| ногоон вандуй | 2 |
| үзэм | 2 |
| огноо | 2 |
ИСЛДҮҮЛЭГЧ БҮТЭЭГДЭХҮҮН
БҮТЭЭГДЭХҮҮНИЙ ТОВЧООН ЖАГСААЛТ
Компьютерийн шинжилгээний үндсэн дээр Америкийн эрдэмтэд үндсэн хүнсний бүтээгдэхүүний хүчиллэг байдлын хүснэгтийг гаргажээ.
Үндсэн хүнсний бүтээгдэхүүний хүчиллэг ачаалал (240 килокалорид миллиэквивалентаар)
БИЕИЙН ТУШААЛ
Бие дэх хүссэн рН-ийг хадгалах эхний арга бол биеийн жингийн 1 кг тутамд 30-33 миллилитр усыг зөв хэрэглэх явдал юм. Цэвэршүүлэгчийн тусламжтайгаар та ямар ч нөхцөлд ийм усыг бэлтгэх боломжтой.
Бүтээгдэхүүнийг шүлтжүүлэх
Самар, үр, үр тариа, шошыг хэрхэн эрүүл болгох вэ.
Ихэнх буурцагт ургамал, түүнчлэн Сагаган, шар будаагаас бусад бүх үр тариа нь хэвийн хоол хийх явцад цусны хүчиллэгийг нэмэгдүүлдэг гэдгийг та мэдэх хэрэгтэй. Гэсэн хэдий ч, дэвтээсэн эсвэл нахиалдаг бол бүх буурцагт ургамал, буурцагт ургамал шүлтлэгжүүлэх нөлөөг олж авдаг. Тэд салатанд нэмэлт болгон түүхий хэлбэрээр хэрэглэхэд илүү тохиромжтой. Урьдчилан нэвт норгох нь самар, үрийг шингээх чадварыг нэмэгдүүлдэг, учир нь энэ нь ферментийн үйл ажиллагааг дарангуйлдаг бодисыг бүрхүүлээс нь зайлуулахад тусалдаг. Түүнчлэн үр тариа, буурцагт ургамал, самар, үрийг дэвтээснээр ферментийн үйлчлэлээр өөх тосыг өөхний хүчил, уургийг амин хүчил, нүүрс усыг энгийн сахар болгон задалж, хоол боловсруулах замын ачааллыг ихээхэн хөнгөвчилдөг.
Хэд хэдэн энгийн зөвлөгөө.
- Бүх түүхий самар, үрийг хоол идэхээс хагас цагийн өмнө дэвтээнэ.
- Хоол хийхээсээ өмнө үр тариагаа 30 минутын турш дэвтээнэ, дараа нь усыг зайлуулж, будаагаа цэвэр усаар чанана.
- Буурцагт ургамлыг шөнө дэвтээнэ. Та тэдгээрийг нэг минут буцалгаж, нэг цагийн турш хаалттай таган дор үлдээж, усыг зайлуулж, цэвэр усаар хооллоорой.
Бүх үр, үр тариа, буурцагт ургамлыг хоол хийхэд урьдчилан бэлтгэж болно. Үүнийг хийхийн тулд тэдгээрийг нэг цагийн турш дэвтээнэ, дараа нь хатааж, харанхуй газар хадгална.
Биеийн рН-ийг хэмжих
Цус, лимфийн рН-ээс ялгаатай нь шүлс, шээсний рН нь хүчиллэгээс хамаарч өөрчлөгддөг тул бидний хоол хүнсний чанарыг илтгэдэг.
РН-ийн туршилтын туузны тусламжтайгаар та гэрээсээ гаралгүйгээр рН-ийн түвшинг хялбар, хурдан бөгөөд үнэн зөв тодорхойлох боломжтой. Хэрэв таны шээсний рН өглөө 6.0 - 6.4, орой 6.4 - 7.0 хооронд байвал таны бие хэвийн ажиллаж байна гэсэн үг. Энэ зорилгоор та сургуулийн химийн хичээл, чихрийн шижин өвчтэй хүмүүст зориулж үйлдвэрлэсэн заагч лакмус туузыг ашиглаж болно. Өглөөний 10 цагаас 12 цаг хүртэл хамгийн оновчтой хэмжилт.
Шүлс дэх рН өдрийн турш 6.4-6.8 хооронд байвал шүлсний рН-ийн түвшинг мэдэх нь оновчтой бөгөөд энэ нь таны биеийн эрүүл мэндийг илтгэнэ. Шинжилгээний үр дүн нь хоол боловсруулах зам, ялангуяа элэг, ходоодны ферментийн үйл ажиллагааг харуулж байна.
Шүлс, шээсний рН хэвийн хэмжээнээс доогуур байвал яах вэ?
Хоолны дэглэм дэх шүлтлэг хүнсний агууламжийг нэмэгдүүлэх (хүснэгтийг үз),
- тогтмол алхаж эсвэл бусад хөнгөн дасгал хөдөлгөөн хийх.
- Хүний жингийн 1 кг тутамд 30-33 миллилитрээр зөв ус хэрэглэнэ.
Амьсгал ба бодисын солилцоо, задрал, исгэх, фотосинтез, амьд организмын мэдрэлийн үйл ажиллагаа нь улаан эсийн урвалтай холбоотой байдаг. Түлшний шаталт, металлын зэврэлт, электролиз, металлурги гэх мэт редокс процессууд байдаг. Урвалж буй молекулуудыг бүрдүүлдэг атомуудын исэлдэлтийн төлөв өөрчлөгдөхөд тохиолддог урвалыг редокс урвал гэж нэрлэдэг. Исэлдэлт ба бууралтын процессууд нэгэн зэрэг явагддаг: хэрэв урвалд оролцож буй нэг элемент исэлдэж байвал нөгөөг нь багасгах шаардлагатай. Исэлдүүлэгч бодис нь электроныг хүлээн авч исэлдэлтийн төлөвийг бууруулдаг элемент агуулсан бодис юм. Урвалын үр дүнд исэлдүүлэгч бодис багасдаг. Тэгэхээр урвалд 2Fe +3 Cl - 3 + 2K + I - -> I 2 0 + 2Fe +2 Cl 2 - + 2K + Cl -. Бууруулах бодис - электрон хандивлаж, исэлдэлтийн төлөвийг нэмэгдүүлдэг элемент агуулсан бодис. Урвалын үр дүнд бууруулагч бодис исэлддэг. Санал болгож буй урвалын бууруулагч бодис нь I - ион юм. Эсийн цахилгаан энергийн эх үүсвэр нь зэсийг цайраар нүүлгэх химийн урвал юм: Zn + Cu 2+ + Cu. Изобарик-изотермийн потенциалын алдагдалтай тэнцэх цайрын исэлдэлтийн ажлыг шилжүүлсэн цахилгааны үржвэрээр e-ийн утгаар илэрхийлж болно. г.хуудас: A = - dG 0 = n EF, энд n нь катионы цэнэг; Э- h. гэх мэт. элемент ба F-Фарадей дугаар. Нөгөө талаас урвалын изотермийн тэгшитгэлийн дагуу. Редокс потенциал нь хүн, амьтны физиологид чухал ач холбогдолтой. Ховор системүүдийн тоонд төмрийн болон төмрийн төмөр агуулсан гем / гемати, цитохром зэрэг цус, эдэд ийм системүүд орно; аскорбины хүчил (витамин С) исэлдсэн болон бууруулсан хэлбэрээр; глутатион, цистин-цистеин, сукцин ба фумарины хүчил гэх мэт систем. Биологийн исэлдэлтийн хамгийн чухал үйл явц, тухайлбал исэлдсэн субстратаас электрон ба протоныг хүчилтөрөгч рүү шилжүүлэх, завсрын зөөвөрлөгчийн хатуу тодорхойлогдсон цувралыг ашиглан эдэд явагддаг. ферментүүд нь бас исэлдэлтийн процессын гинжин хэлхээ юм ... Энэ гинжин хэлхээний холбоос бүр нь тодорхой исэлдэлтийн потенциалаар тодорхойлогддог нэг юмуу өөр исэлдэлтийн системд тохирдог.
Редокс урвалын чиглэлийг урвалж үүсэх чөлөөт энергийн стандарт утга, исэлдэлтийн потенциалын утгуудаар тодорхойлох.
Төрөл бүрийн амин чухал үйл явц нь бие махбодид бодисын солилцоонд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг цахилгаан химийн процессууд дагалддаг. Бие дэхь электрохимийн өөрчлөлтийг хоёр үндсэн бүлэгт хувааж болно: электрон дамжуулалт, редокс потенциал үүсэхтэй холбоотой үйл явц; ионуудыг шилжүүлэх (тэдгээрийн цэнэгийг өөрчлөхгүйгээр) болон биоэлектрик потенциал үүсэхтэй холбоотой үйл явц. Эдгээр үйл явцын үр дүнд янз бүрийн физиологийн төлөв байдалд байгаа эд эсийн янз бүрийн давхаргын хооронд боломжит ялгаа үүсдэг. Эдгээр нь исэлдэлтийн биохимийн процессын янз бүрийн эрчимтэй холбоотой байдаг. Үүнд, жишээлбэл, навчны гэрэлтсэн болон гэрэлтүүлэггүй хэсгүүдийн хооронд үүссэн фотосинтезийн потенциалууд, гэрэлтсэн хэсэг нь гэрэлтээгүй хэсгийнхтэй харьцуулахад эерэг цэнэгтэй болж хувирдаг. Бие дэх эхний бүлгийн исэлдэлтийн процессыг гурван төрөлд хуваана: 1. Хүчилтөрөгч ба устөрөгчийн атомын оролцоогүйгээр бодисуудын хооронд шууд электрон шилжих, жишээлбэл, цитохром дахь электрон дамжуулалт: цитохром (Fe 3+) + e - > цитохром (Fe 2+ ) ба цитохром оксидазын фермент дэх электрон дамжуулалт: цитохром оксидаза (Cu 2+) + e -> цитохром оксидаза (Cu 1+). 2. Хүчилтөрөгчийн атом ба оксидазын ферментийн оролцоотой холбоотой исэлдүүлэгч, жишээлбэл, субстратын альдегидийн бүлгийг хүчиллэг болгон исэлдүүлэх: RСОН + O ó RСООН. 3.рН-хамааралтай, дегидрогеназа фермент (E) ба кофермент (Co) -ийн оролцоотойгоор үүсдэг фермент-коэнзим-субстратын идэвхжүүлсэн цогцолбор (E-Co-5), субстратаас электрон, устөрөгчийн катионуудыг холбож, түүний исэлдэлтийг үүсгэдэг коэнзим нь хоёр электрон, нэг протоныг холбодог никотинамид-аденин-нуклеотид (NAD +) юм: S-2H - 2e + NAD * ó S + NADH + H +, флавин-аденины динуклеотид (FAD) хоёр электрон, хоёр протон: S - 2H - 2e + FAD óS + FADH 2, мөн хоёр электрон, хоёр протоныг холбодог ubiquinone буюу коэнзим Q (CoO): S-2H - 2e + CoQ ó S + CoQH 2.
Фотосинтез.
Фотосинтез бол биосферийн цорын ганц процесс бөгөөд түүний чөлөөт энерги нь гадны эх үүсвэрээс болж нэмэгддэг. Фотосинтезийн бүтээгдэхүүнд хуримтлагдсан энерги нь хүн төрөлхтний эрчим хүчний гол эх үүсвэр юм. Дэлхий дээр жил бүр фотосинтезийн үр дүнд 150 тэрбум тонн органик бодис үүсч, 200 сая тонн орчим чөлөөт хүчилтөрөгч ялгардаг. Фотосинтезд оролцдог хүчилтөрөгч, нүүрстөрөгч болон бусад элементүүдийн мөчлөг нь дэлхий дээрх амьдралд шаардлагатай агаар мандлын одоогийн найрлагыг хадгалж байдаг. Фотосинтез нь CO2-ийн концентрацийг нэмэгдүүлэхээс сэргийлж, "хүлэмжийн нөлөө" гэж нэрлэгддэг дэлхийн хэт халалтаас сэргийлдэг. Ногоон ургамлууд нь бусад бүх гетеротроф организмын шууд болон шууд бус хүнсний үндэс болдог тул фотосинтез нь манай гараг дээрх бүх амьд биетүүдийн хүнсний хэрэгцээг хангадаг. Тэрээр хөдөө аж ахуй, ойн аж ахуйн хамгийн чухал үндэс суурь юм. Навчны гадаргуугийн квадрат метр нь нэг цагийн дотор нэг грамм элсэн чихэр үүсгэдэг; Энэ нь бүх үйлдвэрүүд ойролцоогоор тооцоолсноор жилд 100-200 тэрбум тонн С-ыг агаар мандлаас зайлуулдаг гэсэн үг юм. Ногоон ургамал нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийг ашиглаж, элсэн чихэр үүсгэх чадвартай төдийгүй азотын нэгдэл, хүхрийн нэгдлүүдийг бие махбодийг бүрдүүлдэг бодис болгон хувиргах чадвартай. Үндэс системээр дамжуулан ургамал хөрсний усанд ууссан нитратын ионуудыг хүлээн авч, эсүүддээ бүх уургийн нэгдлүүдийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг болох амин хүчил болгон боловсруулдаг. Өөх тосны бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь бодисын солилцоо, энергийн процесст үүссэн нэгдлүүдээс үүсдэг. Өөх тос нь өөх тосны хүчил, глицеринээс үүсдэг бөгөөд тэдгээр нь ургамал, голчлон хадгалах бодис болдог. Хөдөө аж ахуй, хүнсний үйлдвэрт үр, өөх тос, тосны үйлдвэрлэл чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Фотосинтезийн үйл явцыг илэрхийлэх урвалын тэгшитгэл:
CO 2 + H 2 O = C 6 H 12 O 6 + O 2
Шатаах
Хэрэв бид хөлдсөн эсвэл хоол хийхийг хүсч байвал гал асаадаг. Шаталтын урвал нь бас исэлдэлтийн урвал юм.
C + O 2 = CO 2
Химийн халаагуурын тусламжтайгаар та галгүй ч гэсэн дулаацаж чадна гэдгийг та мэдэх үү. Жишээлбэл, энэ нь: төмрийн (Fe) эсвэл хөнгөн цагааны (Al) хутганы зэсийн давстай (жишээлбэл, CuCl 2) бүрэн хуурай хольцыг нэлээд удаан хадгалах боломжтой бөгөөд ус нэмэхэд тэр даруй температур нэмэгддэг. урвалын улмаас бараг 100 ° C:
Fe + CuCl 2 = FeCl 2 + Cu.
Энэ тохиолдолд зэсийн хлорид CuCl 2 нь төмрийн хлорид FeCl 2 болж хувирдаг халаалтын дэвсгэр нь арав орчим цагийн турш дулаанаа хадгалдаг.
Амьсгалах
Амьсгал нь ихэнх амьд организмын хувьд ердийн зүйл бөгөөд энэ нь амьдралаас салшгүй холбоотой юм. Амьсгалах нь хүний биед исэлдүүлэх үйл явцыг оновчтой түвшинд байлгах цогц тасралтгүй үйл явц юм. Амьсгалах явцад уушигны амьсгал, цусаар хий дамжуулах, эдийн амьсгалах гэсэн гурван холбоосыг ялгах нь заншилтай байдаг.
Агаар мандлын даралт 760 мм м.у.б. Урлаг. амьсгалын үйл явц хэвийн байна. Агаар мандлын даралт буурснаар, өөрөөр хэлбэл өндөр ууланд авирах үед онгоцонд нисэх үед агаар дахь хүчилтөрөгчийн агууламж буурдаг. Бие махбодид хүчилтөрөгч дутагдсаны улмаас (гипокси) хүн өндрийн өвчний шинж тэмдэг илэрдэг: амьсгалах, судасны цохилт ихсэх, толгой өвдөх, нүд нь анивчих, дотор муухайрах зэрэг шинж тэмдгүүд илэрдэг. Хэрэв тэр үед хүн шаардлагатай хэмжээгээр хүчилтөрөгч авахгүй бол ухаан алдаж болно. Тиймээс онгоцонд нисэх үед хүчилтөрөгчийг агаарт нэмэлтээр нийлүүлдэг.
Уулын оршин суугчид ийм нөхцөлд амьдралд дасан зохицдог. Цусан дахь эритроцитуудын агууламж нэмэгдэж, энэ нь агаарын хүчилтөрөгчийг их хэмжээгээр шингээхэд хувь нэмэр оруулдаг. Агаар мандлын хэвийн даралтын нөхцөлд амьдардаг хүмүүс өндөр ууланд авирах шаардлагатай бол тэр даруй өндөрт гарах ёсгүй, харин аажмаар бие махбодид дасан зохицох боломжийг олгоно.
Уушигны амьсгал нь бие ба хүрээлэн буй агаар мандлын хоорондох хийн солилцоо юм. Энэ нь агаар мандлын болон цулцангийн агаарын хоорондох хийн солилцоо, цулцангийн агаар ба цус хоорондын хийн солилцоо гэсэн хоёр үе шатанд хуваагддаг.
Эд эсийн амьсгалыг мөн хоёр үе шатанд хуваадаг. Эхний үе шат нь цус ба эд эсийн хоорондох хийн солилцоо, хоёр дахь нь эсүүд хүчилтөрөгчийн хэрэглээ, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг ялгаруулахтай холбоотой юм. Амьсгалын мөчлөг нь амьсгалах, амьсгалах, амьсгалаа зогсоохоос бүрдэнэ. Амьсгалах нь ихэвчлэн амьсгалахаас богино байдаг. Амьсгалах / амьсгалах оновчтой харьцаа нь 1/2 байна.
Нийтдээ амьсгалын үйл явцыг дараахь томъёогоор илэрхийлж болно.
C 6 H 12 O 6 + O 2 = CO 2 + H 2 O + Q
Ялзрах
Ялзрах үйл явцын ачаар байгаль дахь бодисын эргэлт явагддаг. Органик бодисыг органик бус болгон хувиргах ялзрах бактери нь амьдралын мөчлөгийг эхлүүлдэг бололтой. Гэхдээ үүнтэй зэрэгцэн ялзрах нь бичил биетний ферментийн нөлөөн дор органик азот агуулсан нэгдлүүд, голчлон уургийн бодисыг устгах үйл явц юм; нь байгаль дахь бодисын эргэлтийн чухал үе шатуудын нэг юм. Эвдрэлийн үр дүнд хамгийн энгийн бодисууд нь нарийн төвөгтэй органик нэгдлүүдээс үүсдэг - аммиак, нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус, хүхэрт устөрөгч, фосфор, азот, азот, хүхрийн хүчлүүд нь амьд байгальд шинэ синтез (неогенез) -ийн эхлэл болдог. нарийн төвөгтэй органик нэгдлүүдийн . Мах, загас задрахад хортой шинж чанартай птомайнууд (кадаверин, нейрон, холин гэх мэт) үүсдэг. Хүний биед ялзрах үйл явц нь голчлон бүдүүн гэдсэнд явагддаг бөгөөд тэнд ялзарч буй нянгийн амьдрах хамгийн тохиромжтой нөхцөл байдаг. Гэдэс дэх уургийн ялзралын үед үүссэн хорт нэгдлүүд нь элэг рүү цусаар орж, саармагжуулдаг. Хүний гэдэс дотор ялзрах үйл явцын эрч хүч бага байдаг боловч хэд хэдэн эмгэгийн нөхцөлд гэдэсний хөндийгөөр цус, янз бүрийн эксудат ялгарах, эсвэл гэдэсний түгжрэл дагалддаг бөгөөд энэ нь эндоген үүсэхэд хүргэдэг. хордлого. Шарханд ялзрах халдвар үүсэх аюултай.
Анагаах ухаан ба исэлдэлтийн урвал
Редокс урвал нь организмын задралын үе шат, шарх эдгэрэх, өвчний эдгэрэлтийн үе шатанд идэвхтэй явагддаг. Та хамгийн энгийн исэлдэлтийн урвалуудын нэгийг ажиглаад зогсохгүй амьдралдаа дор хаяж нэг удаа хийж болно!
H 2 O 2 = H 2 O + O 2
Устөрөгчийн хэт исэл нь анагаах ухаан болон ахуйн зориулалтаар өргөн хэрэглэгддэг алдартай бодис юм. Ялангуяа устөрөгчийн хэт ислийг ариутгагч бодис болгон ашиглахыг зөвлөж байна. Пероксидын үйлдэл нь амьд эдэд хүрэхэд хурдан задарч эхэлдэгтэй холбоотой юм. Үүний зэрэгцээ молекулын хүчилтөрөгч ялгардаг бөгөөд энэ нь янз бүрийн эсийн органик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн исэлдэлтэд хувь нэмэр оруулдаг. Хэт исэл задрахад хүчилтөрөгч маш хүчтэй ялгардаг тул уусмал нь хөөсөрдөг. Үүссэн хөөс нь эдэд хүрэхэд гэмтэл, шархыг механикаар цэвэрлэхэд тусалдаг. Хөөстэй хамт хог хаягдал, бичил биетэн, үхсэн эд эсийн тоосонцор, идээт ялгадас гэх мэт шархыг арилгадаг. Устөрөгчийн хэт ислийн уусмал нь хөөсөрч буй тромбус үүсэхийг дэмжих чадвартай бөгөөд бага зэрэг цус алдалтаар гемостатик нөлөөтэй байдаг.
Цайруулах, халдваргүйжүүлэх зорилгоор устөрөгчийн хэт исэл, хлор, хлор, цайруулагч, шохой гэх мэт алдартай бодисуудын исэлдүүлэх шинж чанарыг ашигладаг.
Бүтээгдэхүүний гадаргуугаас амархан устдаг аливаа бодисыг исэлдүүлэх шаардлагатай бол устөрөгчийн хэт ислийг хэрэглэнэ. Энэ нь торго, өд, үслэг эдлэлийг цайруулахад хэрэглэгддэг. Түүний тусламжтайгаар хуучин зургуудыг сэргээдэг. Бие махбодид хор хөнөөлгүй тул устөрөгчийн хэт ислийг хүнсний үйлдвэрт хиам үйлдвэрлэхэд шоколад, сорви, бүрхүүлийг цайруулахад ашигладаг.
Хүчтэй исэлдүүлэгч бодис болох хлорыг цэвэр усыг ариутгах, бохир усыг халдваргүйжүүлэхэд ашигладаг. Хлор нь олон өнгийг устгадаг бөгөөд энэ нь цаас, даавууг цайруулахад ашиглах үндэс болдог. Хлор буюу цайруулагч шохой нь өдөр тутмын амьдралд болон үйлдвэрлэлийн хэмжээнд хамгийн түгээмэл исэлдүүлэгчдийн нэг юм.
Зэврэлт
Металлын зэврэлт нь метал (хайлш) ба орчин хоорондын физик-химийн болон химийн харилцан үйлчлэл бөгөөд метал (хайлш), орчин эсвэл тэдгээрийг агуулсан техникийн системийн үйл ажиллагааны шинж чанар муудахад хүргэдэг.
Зэврэлт нь метал ба орчны хоорондох интерфэйс дээр үүсдэг хүрээлэн буй орчны бодисуудтай химийн урвалын улмаас үүсдэг. Ихэнхдээ энэ нь металлын исэлдэлт, жишээлбэл, агаар мандлын хүчилтөрөгч эсвэл металлтай харьцдаг уусмалд агуулагдах хүчил юм. Ялангуяа төмрийг оролцуулаад устөрөгчийн зүүн талд хэд хэдэн хүчдэлд (цуврал үйл ажиллагаа) байрладаг металлууд үүнд өртөмтгий байдаг.
Олон металууд, түүний дотор нэлээд идэвхтэй (жишээлбэл, хөнгөн цагаан) зэврэлтэнд өртөх үед металлуудтай сайн наалддаг өтгөн исэлдүүлэгч хальсаар хучигдсан байдаг бөгөөд энэ нь исэлдүүлэгч бодисыг гүн давхаргад нэвтрүүлэхийг зөвшөөрдөггүй тул металыг зэврэлтээс хамгаалдаг. Энэ хальсыг арилгахад метал нь агаар дахь чийг, хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчилж эхэлдэг.
Хэвийн нөхцөлд хөнгөн цагаан нь агаар, усанд тэсвэртэй, тэр ч байтугай буцалгахад тэсвэртэй боловч хөнгөн цагааны гадаргуу дээр мөнгөн ус түрхвэл үүссэн амальгам нь ислийн хальсыг устгадаг.
Al + H 2 O + O 2 = Al (OH) 3
Зарим харьцангуй бага реактив металлууд зэврэлтэнд өртдөг. Чийглэг агаарт үндсэн давсны хольц үүссэний үр дүнд зэсийн гадаргуу нь ногоон өнгөтэй бүрээстэй (патина) бүрхэгдсэн байдаг.
Металлын зэврэлт нь тэдгээрийн шингэн хайлсан метал (натри, хар тугалга, висмут) дахь уусалтыг, ялангуяа цөмийн реакторуудад хөргөлтийн бодис болгон ашигладаг.
Зэврэлт нь электролитийн орчинд хамгийн их тохиолддог. Зарим технологийн процесст металууд хайлсан электролиттэй харьцдаг. Гэсэн хэдий ч ихэвчлэн зэврэлт нь электролитийн уусмалд тохиолддог. Металлыг шингэнд бүрэн дүрэх шаардлагагүй. Электролитийн уусмалууд нь металл гадаргуу дээр нимгэн хальс хэлбэртэй байж болно. Тэд ихэвчлэн метал (хөрс, бетон гэх мэт) хүрээлэн буй орчинд нэвчдэг.
Москвагийн метроны гүүр, Ленинские горы станцын барилгын ажлын явцад бетоныг хөлдөхгүйн тулд их хэмжээний натрийн хлоридыг бетонд нэмсэн. Уг станцыг хамгийн богино хугацаанд (ердөө 15 сар) барьж, 1959 оны 1-р сарын 12-нд ашиглалтад оруулсан боловч бетонд натрийн хлорид агуулагдаж байсан нь ган арматурыг эвдэх шалтгаан болжээ. Төмөр бетон бүтээцийн 60% нь зэврэлттэй байгаа нь тогтоогдсон тул станцыг сэргээн засварлахаар хааж, бараг 10 жил үргэлжилсэн. Зөвхөн 2002 оны 1-р сарын 14-нд "Воробьевый Горы" гэсэн нэрийг хүлээн авсан метроны гүүр, станц дахин нээгдэв.
Зам, явган хүний замын цас, мөсийг арилгахын тулд давс (ихэвчлэн натри эсвэл кальцийн хлорид) ашиглах нь металлын эвдрэлийг хурдасгадаг. Тээврийн хэрэгсэл, газар доорхи харилцаа холбоо ноцтойгоор хохирч байна. Зөвхөн АНУ-д цас, мөстэй тэмцэхэд давс ашигласнаар хөдөлгүүрийн зэврэлтээс болж жилд ойролцоогоор 2 тэрбум долларын алдагдал, зам, газар доорхи хурдны зам, гүүрний нэмэлт засварт 0.5 тэрбум долларын хохирол учирдаг гэсэн тооцоо бий.
Электролитийн орчинд зэврэлт нь зөвхөн хүчилтөрөгч, ус, хүчлийн металлын үйлчлэлээс гадна цахилгаан химийн процессоос үүсдэг.
Цахилгаан химийн зэврэлт нь илүү идэвхтэй металуудыг хурдан устгахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь янз бүрийн механизм, төхөөрөмжид баруун талд байрлах цахилгаан химийн цуврал хүчдэлд байрлах бага идэвхтэй металлуудтай харьцдаг. Далайн усанд ажилладаг төмөр эсвэл хөнгөн цагаан байгууламжид зэс эсвэл гуулин эд ангиудыг ашиглах нь зэврэлтийг ихээхэн нэмэгдүүлэх болно. Төмөр бүрээсийг зэс таваар бэхэлсэн хөлөг онгоц сүйрч, үерт автсан тохиолдол мэдэгдэж байна.
Тус тусад нь хөнгөн цагаан, титан нь далайн усанд тэсвэртэй боловч нэг бүтээгдэхүүнд, жишээлбэл, усан доорх гэрэл зургийн хайрцагт хүрэлцэх юм бол хөнгөн цагаан нь маш хурдан нурж, хайрцаг нь гоождог.
Цахилгаан химийн зэврэлтийн нэг шалтгаан нь цахилгаан хэлхээнээс гүйдлийн нэг хэсэг нь хөрс эсвэл усан уусмал руу урсаж, метал хийц дээр унасантай холбоотой гарч ирдэг тэнэмэл гүйдэл юм. Эдгээр байгууламжаас гүйдэл гарах газруудад металлын уусалт хөрс эсвэл усанд дахин эхэлдэг. Гэнэтийн гүйдлийн нөлөөн дор металыг устгах ийм бүсүүд нь ялангуяа газрын цахилгаан тээврийн (трамвайн шугам, цахилгаан зүтгүүртэй төмөр замын тээвэр) хэсэгт ихэвчлэн ажиглагддаг. Эдгээр гүйдэл нь хэд хэдэн ампер хүртэл өндөр байж болох тул зэврэлт ихтэй байдаг. Жишээлбэл, 1 А гүйдэл нэг жил өнгөрөхөд 9.1 кг төмөр, 10.7 кг цайр, 33.4 кг хар тугалга уусна.
Зэврэлтээс зөвхөн идэвхгүй орчинд, жишээлбэл, аргоны уур амьсгалд бүрэн урьдчилан сэргийлэх боломжтой боловч ихэнх тохиолдолд бүтэц, механизмыг ажиллуулах явцад ийм орчинг бий болгох боломжгүй юм. Практикт, орчны идэмхий чанарыг багасгахын тулд тэд үүнээс хамгийн идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг зайлуулахыг хичээдэг, жишээлбэл, усан уусмал, металуудтай харьцах хөрсний хүчиллэгийг бууруулдаг. Төмөр ба түүний хайлш, зэс, гууль, цайр, хар тугалга зэрэг зэврэлттэй тэмцэх аргуудын нэг бол усан уусмалаас хүчилтөрөгч, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг зайлуулах явдал юм. Эрчим хүчний үйлдвэр болон технологийн зарим салбарт усыг хлоридоос чөлөөлдөг бөгөөд энэ нь орон нутгийн зэврэлтийг өдөөдөг. Хөрсний хүчиллэгийг бууруулахын тулд шохойжилтыг хийдэг.
Агаар мандлын түрэмгий байдал нь чийгшилээс ихээхэн хамаардаг. Аливаа металлын хувьд тодорхой чухал харьцангуй чийгшил байдаг бөгөөд түүнээс доош агаар мандлын зэврэлтэнд өртдөггүй.
Зэврэлтээс хамгаалах аргуудын нэг нь зэврэлтэнд тэсвэртэй шинэ материалыг бий болгоход суурилдаг. Цайр, хөнгөн цагаан, хром бүхий хямд төмрийн хайлшийг гадаргуугийн хайлшийг ихэвчлэн ашигладаг.
Зэврэлтийг удаашруулахын тулд металл гадаргуу дээр лак, будаг, эрдэс тос, тосыг хэрэглэнэ. Газар доорх байгууламжууд нь битум эсвэл полиэтиленийн зузаан давхаргаар хучигдсан байдаг.
Зэврэлттэй тэмцэх хамгийн үр дүнтэй аргуудын нэг бол цахилгаан химийн хамгаалалт юм. Өрөмдлөгийн тавцан, гагнасан металл суурь, газар доорх шугам хоолойг хамгаалахын тулд тэдгээрийг гадны эрчим хүчний эх үүсвэрт катод хэлбэрээр холбодог. Туслах идэвхгүй электродуудыг анод болгон ашигладаг.
Хүчдэлийн цувааны зүүн талд байрлах нэг металлыг нөгөө, илүү идэвхтэй металлаар хамгаалах нь боломжит зөрүү үүсгэхгүйгээр үр дүнтэй байдаг. Илүү идэвхтэй металл (жишээлбэл, төмрийн гадаргуу дээрх цайр) нь идэвхгүй металыг устгахаас хамгаалдаг.
Зэврэлтийн хор хөнөөлийн талаар хүн бүр мэддэг боловч түүний ач холбогдлыг дутуу үнэлж болохгүй. Төмрийг зэврэх замаар ган болгон хувиргах аргыг эрт дээр үеэс мэддэг байсан. Нийтдээ зэврэх үйл явцыг тэгшитгэлээр илэрхийлж болно.
Fe + H 2 O + O 2 = Fe (OH) 3
Кавказ дахь Черкесүүд туузан төмрийг газарт булж, 10-15 жилийн дараа ухаж түүгээр сэлэм хийж, дайсны бамбай болох винтовын торыг ч огтолж чаддаг байв. Малталсны дараа зэвэрсэн төмрийг органик бодисуудтай хамт хуурамчаар нь халааж, хуурамчаар хийж, дараа нь усаар хөргөж, хатууруулсан.
Электролиз
Алтадсан эдлэл нь маш үзэсгэлэнтэй байдаг тул объектын алтадмал нь эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан. Өмнө нь электролиз ба электролизийг зохион бүтээгээгүй үед метал бүтээгдэхүүнийг ийм байдлаар алтаддаг байсан: тэдгээрт алтны зуурмагийн амальгам (түүний мөнгөн устай хайлш) түрхсэн; дараа нь улаан халуун гэрэлтсэн; Үүний зэрэгцээ мөнгөн ус ууршсан боловч алт үлдсэн. Гэвч мөнгөн усны уур нь маш хортой, тухайлбал, Санкт-Петербург дахь Гэгээн Исаакийн сүмийн бөмбөгөрийг алтадмалжуулах үеэр 60 ажилчин мөнгөн усанд хордож нас баржээ.
Пиротехникийн хэрэгсэл
Редокс урвалыг мөн цэргийн зориулалтаар ашигладаг. Эдгээрийг зэвсэг, хясаа, дохионы пуужин, шатаах хольц үйлдвэрлэх, галд тэсвэртэй материал, тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэх гэх мэт ажилд ашигладаг. Гэхдээ пиротехникийн үүднээс авч үзвэл исэлдэлтийн урвал нь зөвхөн хор хөнөөлтэй үүрэг даалгаврыг биелүүлэхээс гадна бидний амьдралд гэрэл гэгээ, гоо үзэсгэлэнг авчирдаг. Энэ тохиолдолд бид салютыг хэлж байна.
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + H 2 O
© 2015-2019 сайт
Бүх эрх нь тэдний зохиогчид хамаарна. Энэ сайт нь зохиогчийн эрхийг шаарддаггүй, гэхдээ үнэгүй ашиглах боломжийг олгодог.
Хуудсыг үүсгэсэн огноо: 2016-04-11
63. Исэлдэх урвалууд. Бие махбод дахь исэлдэлтийн процессын үүрэг. Redox боломж. Ненерсийн тэгшитгэл.
Амьсгал ба бодисын солилцоо, задрал, исгэх, фотосинтез, амьд организмын мэдрэлийн үйл ажиллагаа нь улаан эсийн урвалтай холбоотой байдаг. Түлшний шаталт, металлын зэврэлт, электролиз, металлурги гэх мэт редокс процессууд байдаг. Урвалж буй молекулуудыг бүрдүүлдэг атомуудын исэлдэлтийн төлөв өөрчлөгдөхөд тохиолддог урвалыг редокс урвал гэж нэрлэдэг. Исэлдэлт ба бууралтын процессууд нэгэн зэрэг явагддаг: хэрэв урвалд оролцож буй нэг элемент исэлдэж байвал нөгөөг нь багасгах шаардлагатай. Исэлдүүлэгч бодис нь электроныг хүлээн авч исэлдэлтийн төлөвийг бууруулдаг элемент агуулсан бодис юм. Урвалын үр дүнд исэлдүүлэгч бодис багасдаг. Тэгэхээр урвалд 2Fe +3 Cl - 3 + 2K + I - -> I 2 0 + 2Fe +2 Cl 2 - + 2K + Cl -. Бууруулах бодис - электрон хандивлаж, исэлдэлтийн төлөвийг нэмэгдүүлдэг элемент агуулсан бодис. Урвалын үр дүнд бууруулагч бодис исэлддэг. Санал болгож буй урвалын бууруулагч бодис нь I - ион юм. Эсийн цахилгаан энергийн эх үүсвэр нь зэсийг цайраар нүүлгэх химийн урвал юм: Zn + Cu 2+ + Cu. Изобарик-изотермийн потенциалын алдагдалтай тэнцэх цайрын исэлдэлтийн ажлыг шилжүүлсэн цахилгааны үржвэрээр e-ийн утгаар илэрхийлж болно. г.хуудас: A = - dG 0 = n EF, энд n нь катионы цэнэг; Э- h. гэх мэт. элемент ба Ф- Фарадей дугаар. Нөгөө талаас урвалын изотермийн тэгшитгэлийн дагуу. Редокс потенциал нь хүн, амьтны физиологид чухал ач холбогдолтой. Ховор системүүдийн тоонд төмрийн болон төмрийн төмөр агуулсан гем / гемати, цитохром зэрэг цус, эдэд ийм системүүд орно; аскорбины хүчил (витамин С) исэлдсэн болон бууруулсан хэлбэрээр; глутатион, цистин-цистеин, сукцин ба фумарины хүчил гэх мэт систем. Биологийн исэлдэлтийн хамгийн чухал үйл явц, тухайлбал исэлдсэн субстратаас электрон ба протоныг хүчилтөрөгч рүү шилжүүлэх, завсрын зөөвөрлөгчийн хатуу тодорхойлогдсон цувралыг ашиглан эдэд явагддаг. ферментүүд нь бас исэлдэлтийн процессын гинжин хэлхээ юм ... Энэ гинжин хэлхээний холбоос бүр нь тодорхой исэлдэлтийн потенциалаар тодорхойлогддог нэг юмуу өөр исэлдэлтийн системд тохирдог.
65. Урвалж үүсэх чөлөөт энергийн стандарт утгууд ба исэлдэлтийн потенциалын утгуудаар исэлдэлтийн урвалын чиглэлийг тодорхойлох.
Төрөл бүрийн амин чухал үйл явц нь бие махбодид бодисын солилцоонд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг цахилгаан химийн процессууд дагалддаг. Бие дэхь электрохимийн өөрчлөлтийг хоёр үндсэн бүлэгт хувааж болно: электрон дамжуулалт, редокс потенциал үүсэхтэй холбоотой үйл явц; ионуудыг шилжүүлэх (тэдгээрийн цэнэгийг өөрчлөхгүйгээр) болон биоэлектрик потенциал үүсэхтэй холбоотой үйл явц. Эдгээр үйл явцын үр дүнд янз бүрийн физиологийн төлөв байдалд байгаа эд эсийн янз бүрийн давхаргын хооронд боломжит ялгаа үүсдэг. Эдгээр нь исэлдэлтийн биохимийн процессын янз бүрийн эрчимтэй холбоотой байдаг. Үүнд, жишээлбэл, навчны гэрэлтсэн болон гэрэлтүүлэггүй хэсгүүдийн хооронд үүссэн фотосинтезийн потенциалууд, гэрэлтсэн хэсэг нь гэрэлтээгүй хэсгийнхтэй харьцуулахад эерэг цэнэгтэй болж хувирдаг. Бие дэх эхний бүлгийн исэлдэлтийн процессыг гурван төрөлд хуваана: 1. Хүчилтөрөгч ба устөрөгчийн атомын оролцоогүйгээр бодисуудын хооронд шууд электрон шилжих, жишээлбэл, цитохром дахь электрон дамжуулалт: цитохром (Fe 3+) + e - > цитохром (Fe 2+ ) ба цитохром оксидазын фермент дэх электрон дамжуулалт: цитохром оксидаза (Cu 2+) + e -> цитохром оксидаза (Cu 1+). 2. Хүчилтөрөгчийн атом ба оксидазын ферментийн оролцоотой холбоотой исэлдэлт, жишээлбэл, субстратын альдегидийн бүлгийг хүчиллэг болгон исэлдүүлэх: RСОН + O RСООН. 3.рН-хамааралтай, дегидрогеназа фермент (E) ба кофермент (Co) -ийн оролцоотойгоор үүсдэг фермент-коэнзим-субстратын идэвхжүүлсэн цогцолбор (E-Co-5), субстратаас электрон, устөрөгчийн катионуудыг холбож, түүний исэлдэлтийг үүсгэдэг коэнзим нь хоёр электрон, нэг протоныг холбодог никотинамид-аденин-нуклеотид (NAD +) юм: S-2H - 2e + NAD * S + NADH + H +, флавин-аденины динуклеотид (FAD) хоёр электрон, хоёр протон: S - 2H - 2e + FAD S + FADH 2, мөн хоёр электрон, хоёр протоныг холбодог ubiquinone буюу коэнзим Q (CoO): S-2H - 2e + CoQ S + CoQH 2.
Ерөнхий хими: сурах бичиг / A. V. Жолнин; ed. В.А.Попкова, А.В.Жолнина. - 2012 .-- 400 х .: өвчтэй.
Бүлэг 8. БУУРУУЛАХ-БУУРУУЛАХ урвал, үйл явц
Бүлэг 8. БУУРУУЛАХ-БУУРУУЛАХ урвал, үйл явц
Амьдрал бол исэлдэлтийн процессуудын тасралтгүй хэлхээ юм.
А.-Л. Лавуазье
8.1. ИСДЭЛТ-БУУЛГАХ ҮЙЛДВЭРИЙН БИОЛОГИЙН ҮНЭ
Бодисын солилцоо, амьсгалах, задрах, исгэх, фотосинтез зэрэг нь үндсэндээ исэлдэлтийн процессууд юм. Аэробик бодисын солилцооны хувьд гол исэлдүүлэгч нь молекулын хүчилтөрөгч, бууруулагч нь хүнсний органик бодис юм. Организмын амин чухал үйл ажиллагаа нь исэлдэлтийн урвал дээр суурилдаг гэсэн үзүүлэлт нь эрхтэн, эд эсийн био цахилгаан потенциал юм. Биопотенциалууд нь биохимийн үйл явцын чиглэл, гүн, эрчмийн чанарын болон тоон шинж чанар юм. Иймээс эрхтэн, эд эсийн биопотенциалын бүртгэлийг эмнэлзүйн практикт тэдгээрийн үйл ажиллагааг судлах, ялангуяа зүрх судасны өвчнийг оношлоход электрокардиограмм, булчингийн биопотенциалыг хэмжихэд цахилгаан миограмм авах зэрэг өргөн хэрэглэгддэг. Тархины потенциалыг бүртгэх - энцефалографи нь мэдрэлийн тогтолцооны эмгэгийн эмгэгийн талаар дүгнэлт хийх боломжийг олгодог. Эсийн амин чухал үйл ажиллагааны эрчим хүчний эх үүсвэр нь ионы тэгш бус байдал үүссэний улмаас 80 мВ-тай тэнцэх мембраны потенциал юм. мембраны хоёр талд катион ба анионуудын тэгш бус хуваарилалт. Мембраны потенциал нь ион юм.Олон цөмийн цогцолборуудад электрон ба протоныг бөөмс хооронд шилжүүлэхтэй холбоотой процессууд явагддаг.
урвалд орж буй хэсгүүдийн исэлдэлтийн төлөвийн өөрчлөлт болон исэлдэлтийн потенциалын илрэлээр өдөөгддөг. Редокс потенциал нь электрон шинж чанартай байдаг.Эдгээр үйл явц нь эргэлт буцалтгүй, мөчлөгтэй бөгөөд олон чухал физиологийн процессуудын үндэс болдог. Михаэлис амьдрал дахь исэлдэлтийн үйл явцын чухал үүргийг тэмдэглэв: "Амьд организмд тохиолддог редокс үйл явц нь зөвхөн анхаарал татахуйц, танигдахуйц бус, биологийн болон философийн хувьд амьдралын хамгийн чухал зүйлүүдийн ангилалд багтдаг. харах."
8.2. ЭССЕНС
ИСДЭЛТ-БУУЛГАХ ҮЙЛ ЯВЦ
1913 онд Л.В. Писаржевский редокс үйл явцын цахим онолыг гаргаж ирсэн бөгөөд одоогоор нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн. Энэ төрлийн урвал нь урвалд орж буй бодисын атомуудын хоорондох электрон нягтын дахин хуваарилалтаас (электронуудын шилжилт) явагддаг бөгөөд энэ нь исэлдэлтийн төлөвийн өөрчлөлтөөр илэрдэг.
Урвалж буй бодисыг бүрдүүлдэг атомуудын исэлдэлтийн төлөв тэдгээрийн хооронд электрон шилжсэний үр дүнд өөрчлөгддөг урвалыг редокс урвал гэж нэрлэдэг.
Редокс процесс нь исэлдэлт ба бууралт гэсэн 2 үндсэн үйлдэл буюу хагас урвалаас бүрдэнэ.
Исэлдэлтатом, молекул эсвэл ионоор электроноо алдах (буцах) үйл явц юм. Исэлдэлтийн үед бөөмсийн исэлдэлтийн төлөв нэмэгддэг.
Электрон өгдөг бөөмийг нэрлэдэг бууруулах бодис.Бууруулах бодисын исэлдэлтийн бүтээгдэхүүнийг үүнийг нэрлэдэг исэлдсэн хэлбэр:
Исэлдсэн хэлбэр бүхий бууруулагч бодис нь исэлдүүлэх системийн нэг хосыг бүрдүүлдэг (Sn 2 + / Sn 4 +).
Элементийн нөхөн төлжих чадварын хэмжүүр нь иончлолын боломж.Элементийн иончлох потенциал бага байх тусам бууруулагч нь илүү хүчтэй, s-элементүүд ба исэлдэлтийн хамгийн бага ба завсрын төлөвт байгаа элементүүд нь хүчтэй бууруулагчид байдаг. Бөөмийн электрон өгөх чадвар (донорын чадвар) нь түүний бууруулах шинж чанарыг тодорхойлдог.
Сэргээх -Энэ нь бөөмстэй электронуудыг холбох үйл явц юм. Бууруулах үед исэлдэлтийн төлөв буурна:
Электронуудыг хавсаргасан бөөмсийг (атом, молекул эсвэл ион) гэж нэрлэдэг исэлдүүлэгч бодис.Исэлдүүлэгч бодисыг багасгах бүтээгдэхүүнийг үүнийг нэрлэдэг сэргээгдсэн хэлбэр:
Исэлдүүлэгч бодис нь бууруулсан хэлбэр нь исэлдүүлэх системийн өөр нэг хос (Fe 3+ / Fe 2+) болдог. Бөөмийн исэлдүүлэх чадварын хэмжүүр нь электрон хамаарал.Электрон хамаарал их байх тусам i.e. бөөмийн электрон хүлээн авах чадвар нь илүү хүчтэй исэлдүүлэгч бодис юм. Исэлдэлт нь үргэлж бууралт дагалддаг бөгөөд эсрэгээр, бууралт нь исэлдэлттэй холбоотой байдаг.
FeCl 3-ийн SnCl 2-ийн харилцан үйлчлэлийг авч үзье. Процесс нь хоёр хагас урвалаас бүрдэнэ.
Редокс урвалыг хоёр хосолсон хосын хослолоор илэрхийлж болно.
Урвалын явцад исэлдүүлэгч бодис нь коньюгат ангижруулагч бодис (бууруулах бүтээгдэхүүн), бууруулагч нь коньюгат исэлдүүлэгч бодис (исэлдэлтийн бүтээгдэхүүн) болж хувирдаг. Тэдгээрийг исэлдэлтийн хос гэж үздэг:
Тиймээс исэлдэлтийн урвалууд нь исэлдэлт ба бууралтын эсрэг хоёр үйл явцын нэгдмэл байдлыг илэрхийлдэг бөгөөд тэдгээр нь системд нэг нь нөгөөгүйгээр оршин тогтнох боломжгүй юм. Эндээс бид эсрэг тэсрэг хүмүүсийн нэгдэл, тэмцлийн бүх нийтийн хуулийн илрэлийг харж байна. Хэрэв исэлдүүлэгч бодисын электрон хамаарал нь бууруулагчийн иончлолын потенциалаас их байвал урвал явагдана. Үүний тулд үзэл баримтлалыг нэвтрүүлсэн цахилгаан сөрөг чанар -атомын электрон өгөх, хүлээн авах чадварыг тодорхойлдог хэмжигдэхүүн.
Редокс урвалын тэгшитгэлийг электрон тэнцвэрийн арга ба хагас урвалын аргаар хийдэг. Хагас урвалын аргыг илүүд үзэх хэрэгтэй. Үүний хэрэглээ нь үнэндээ байгаа ионуудын хэрэглээтэй холбоотой бөгөөд орчны үүрэг нь харагдаж байна. Тэгшитгэл зохиохдоо урвалд орж буй бодисуудын аль нь исэлдүүлэгч үүрэг гүйцэтгэдэг, аль нь бууруулагч бодис, урвалын явцад орчны рН-ийн нөлөөг олж мэдэх шаардлагатай. , ямар урвалын бүтээгдэхүүн байж болох вэ. Редокс шинж чанарыг өөр өөр энергитэй олон тооны валентийн электрон агуулсан атом агуулсан нэгдлүүд харуулдаг. Ийм шинж чанарыг d-элементүүдийн нэгдлүүд (IB, VIIB, VIIIB бүлгүүд) ба p-элементүүд (VIIA, VIA, VA бүлгүүд) эзэмшдэг. Хамгийн их исэлдэлтийн төлөвт элемент агуулсан нэгдлүүд нь зөвхөн исэлдүүлэх шинж чанарыг харуулдаг(KMnO 4, H 2 SO 4), хамгийн багадаа - зөвхөн нөхөн сэргээх шинж чанартай(H 2 S), дунд шатанд - хоёр янзаар биеэ авч явах боломжтой(Na 2 SO 3). Хагас урвалын тэгшитгэлийг хийсний дараа ионы тэгшитгэл нь молекул хэлбэрээр урвалын тэгшитгэлийг бүрдүүлнэ.
Тэгшитгэлийн зөв эсэхийг шалгах: тэгшитгэлийн зүүн талд байгаа атом ба цэнэгийн тоо нь элемент бүрийн тэгшитгэлийн баруун талд байгаа атом ба цэнэгийн тоотой тэнцүү байх ёстой.
8.3. ЭЛЕКТРОДЫН ПОТЕНЦИАЛЫН ТУХАЙ УХААН. ЭЛЕКТРОДЫН БОЛОМЖИЙН ОНЦГОЙ БАЙДЛЫН МЕХАНИЗМ. ГАЛВАНИЙН ЭСРЭГ. NERNST тэгшитгэл
Редокс потенциалууд нь бодисын исэлдэх чадварыг хэмждэг. Боломжит үүсэх механизмыг авч үзье. Реактив металлыг (Zn, Al) давсны уусмалд, жишээлбэл, Zn-ийг ZnSO 4 уусмалд дүрэх үед исэлдэлтийн процессын үр дүнд металлын нэмэлт уусалт үүсдэг, хос, цахилгаан үүсдэг. металл гадаргуу дээр давхар давхарга ба Zn 2 + / Zn ° хосын боломжит харагдах байдал ...
Давсны уусмалд дүрсэн метал, жишээлбэл цайрын сульфатын уусмал дахь цайрыг нэгдүгээр төрлийн электрод гэж нэрлэдэг. Энэ нь сөрөг цэнэгтэй хоёр фазын электрод юм. Потенциал нь исэлдэлтийн урвалын үр дүнд үүсдэг (эхний механизмын дагуу) (Зураг 8.1). Түүний бага идэвхжилтэй металлын (Cu) давсны уусмалд дүрэх үед эсрэг үйл явц ажиглагдаж байна. Металл ба давсны уусмалын хоорондох зааг дээр электроныг хүлээн авах өндөр чадвартай ионы бууралтын үр дүнд металл хуримтлагддаг бөгөөд энэ нь цөмийн өндөр цэнэг, ионы радиус багатай холбоотой юм. . Электрод эерэгээр цэнэглэгддэг, электродын ойролцоох орон зайд илүүдэл давсны анионууд хоёр дахь давхарга үүсгэдэг, Cu 2 + / Cu ° хос электродын потенциал үүсдэг. Боломжит байдал нь хоёр дахь механизмаар нөхөн сэргээх үйл явцын үр дүнд үүсдэг (Зураг 8.2). Электродын потенциалын механизм, утга, тэмдэг нь электродын процесст оролцогчдын атомын бүтцээр тодорхойлогддог.
Тиймээс метал (электрод) -ын оролцоотойгоор исэлдэх, багасгах үйл явцын үр дүнд метал ба уусмалын хоорондох интерфэйс дээр үүсч, цахилгаан давхар давхарга үүсэх боломжийг электродын потенциал гэж нэрлэдэг.
Хэрэв электронуудыг цайрын хавтангаас зэс рүү авбал хавтан дээрх тэнцвэр алдагдана. Үүнийг хийхийн тулд бид тэдгээрийн давсны уусмалд дүрсэн цайр, зэс хавтанг металл дамжуулагчаар, электродын ойролцоох уусмалыг электролитийн гүүрээр (K 2 SO 4 уусмал бүхий хоолой) холбож хэлхээг хаадаг. Исэлдэлтийн хагас урвал нь цайрын электрод дээр явагдана.
ба зэс дээр - бууралтын хагас урвал:
Цахилгаан гүйдэл нь нийт исэлдэлтийн урвалаас үүдэлтэй:
Хэлхээнд цахилгаан гүйдэл гарч ирдэг. Гальваник эсэд цахилгаан гүйдэл (EMF) үүсэх, урсах шалтгаан нь электродын потенциалын зөрүү (E) юм - Зураг. 8.3.
Цагаан будаа. 8.3.Галваник элементийн цахилгаан хэлхээний диаграм
Галваник эснь исэлдэлтийн процессын химийн энерги хувирдаг систем юм
цахилгаан руу. Галваник эсийн химийн хэлхээг ихэвчлэн богино диаграм хэлбэрээр бичдэг бөгөөд зүүн талд нь илүү сөрөг электрод байрлуулсан бөгөөд энэ электрод дээр үүссэн хосыг заана босоо шугам , боломжит үсрэлтийг харуулна. Хоёр шугам нь шийдлийн хоорондох хилийг тэмдэглэнэ. Электродын цэнэгийг хаалтанд тэмдэглэв: (-) Zn ° | Zn 2 + || Cu 2 + | Cu ° (+) - гальваник эсийн химийн хэлхээний диаграмм.
Хосуудын исэлдүүлэх-бууруулах потенциал нь электродын процесст оролцогчдын шинж чанар, уусмал дахь электродын процесст оролцогчдын исэлдсэн ба бууруулсан хэлбэрийн тэнцвэрийн концентрацийн харьцаа, уусмалын температураас хамаарна. Нернстийн тэгшитгэлээр тодорхойлсон. Редокс системийн тоон шинж чанар нь цагаан алт ба усан уусмалын үе шатуудын хоорондох интерфэйс дээр үүсдэг исэлдэлтийн потенциал юм. SI нэгж дэх потенциалын хэмжээг вольтоор (V) хэмжиж, тооцоолно Нернст-Питерсийн тэгшитгэлд:
Үүнд: a (Ox) ба a (Улаан) нь исэлдсэн ба бууруулсан хэлбэрийн үйл ажиллагаа юм; Р- бүх нийтийн хийн тогтмол; Т- термодинамик температур, K; Ф- Фарадей тогтмол (96,500 С / моль); n- анхан шатны исэлдэлтийн процесст оролцож буй электронуудын тоо; a - гидрони ионуудын идэвхжил; мхагас урвал дахь устөрөгчийн ионы өмнөх стехиометрийн коэффициент юм. φ ° утга нь стандарт исэлдэлтийн потенциал, i.e. a (Ox) = a (Улаан) = a (H +) = 1 болон өгөгдсөн температурын нөхцөлд хэмжсэн потенциал.
2H + / H2 системийн стандарт потенциалыг 0 В гэж авсан. Стандарт потенциалууд нь 298К температурт хүснэгтэд бичигдсэн лавлах утгууд юм. Хүчтэй хүчиллэг орчин нь биологийн системийн хувьд ердийн зүйл биш тул амьд системд тохиолддог үйл явцыг тодорхойлохын тулд a (Ox) = a (Улаан), рН 7.4, температурын дагуу тодорхойлогддог албан ёсны потенциалыг ихэвчлэн ашигладаг. 310K (физиологийн түвшин). Уурын потенциалыг бүртгэхдээ исэлдүүлэгч бодисыг тоологч хэсэгт, бууруулагчийг хуваагч хэсэгт бичиж, бутархай хэлбэрээр тэмдэглэнэ.
Тогтмол утгыг орлуулсны дараа 25 ° C (298K) температурт (R = = 8.31 Дж / моль градус); Ф= 96,500 С / моль), Нерстийн тэгшитгэл дараах хэлбэрийг авна.
Энд φ ° нь хосын стандарт исэлдэлтийн потенциал, V; o.fyu болон v.f-тэй хамт. - исэлдсэн ба бууруулсан хэлбэрийн тэнцвэрийн концентрацийн бүтээгдэхүүн тус тус; х ба у - хагас урвалын тэгшитгэл дэх стехиометрийн коэффициентүүд.
Электродын потенциал нь түүний давсны уусмалд дүрсэн металл хавтангийн гадаргуу дээр үүсдэг бөгөөд бууруулсан хэлбэрийн концентраци өөрчлөгддөггүй тул зөвхөн исэлдсэн хэлбэрийн концентрацаас хамаарна [M n +]. Электродын потенциалын ижил нэртэй ионы концентрацаас хамаарах хамаарлыг тэгшитгэлээр тодорхойлно.
Энд [M n +] нь металлын ионы тэнцвэрт концентраци; n- хагас урвалд оролцож буй электронуудын тоо, металл ионы исэлдэлтийн төлөвтэй тохирч байна.
Redox системийг хоёр төрөлд хуваадаг.
1) Fe 3 + + ē = = Fe 2 +, Sn 2 + - 2ē = Sn 4 + системд зөвхөн электрон дамжуулалт явагдана. тэр тусгаарлагдсан исэлдэлтийн тэнцвэрт байдал;
2) электрон дамжуулалтыг протон дамжуулах замаар нөхдөг системүүд, i.e. ажиглагдсан янз бүрийн төрлийн хосолсон баланс:протолитик (хүчил-суурь) ба исэлдэлтийн хоёр бөөмс болох протон ба электронуудын өрсөлдөөнтэй. Биологийн системд чухал исэлдэлтийн системүүд ийм төрлийн байдаг.
Хоёрдахь төрлийн системийн жишээ бол устөрөгчийн хэт ислийг биед ашиглах үйл явц юм: Н 2 О 2 + 2Н + + 2ē ↔ 2Н 2 О, түүнчлэн хүчилтөрөгч агуулсан олон исэлдүүлэгч бодисыг хүчиллэг орчинд бууруулах. CrО 4 2-, Cr 2 О 7 2-, MnO 4 -. Жишээлбэл, MnO 4 - + 8H + + 5ē = = Mn 2 + + 4H 2 O. Энэ хагас урвалд электрон ба протон оролцоно. Хосуудын потенциалын тооцоог дараах томъёогоор гүйцэтгэнэ.
Өргөн хүрээний нэгдмэл хосуудад хосын исэлдсэн болон бууруулсан хэлбэрүүд нь янз бүрийн исэлдэлтийн төлөвт (MnO 4 - / Mn 2 +) уусмалд байдаг. Хэмжих электродын хувьд
энэ тохиолдолд идэвхгүй материал (Pt) электродыг хэрэглэнэ. Электрод нь электродын процессын оролцогч биш бөгөөд зөвхөн электрон тээвэрлэгчийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Уусмал дахь исэлдэлтийн процессын улмаас үүссэн потенциалыг нэрлэдэг редокс боломж.
Үүнийг хэмждэг redox электроднь хосын исэлдсэн болон бууруулсан хэлбэрийг агуулсан уусмал дахь идэвхгүй металл юм. Жишээлбэл, хэмжих үед Э о Fe 3 + / Fe 2 + уур нь исэлдэлтийн электродыг ашигладаг - цагаан алт хэмжих электрод. Лавлах электрод нь устөрөгч бөгөөд хосын потенциал нь мэдэгдэж байна.
Гальваник эсийн доторх урвал:
Химийн гинжин хэлхээний диаграм: (-) Pt | (H 2 °), H + || Fe 3 +, Fe 2 + | Pt (+).
Редокс потенциал гэдэг нь бодисын исэлдэх чадварын хэмжүүр юм. Стандарт хос потенциалын утгыг лавлагааны хүснэгтэд үзүүлэв.
Редокс потенциалуудын дунд дараахь зүй тогтлыг тэмдэглэв.
1.Хэрэв хосын стандарт исэлдэлтийн потенциал сөрөг, жишээлбэл φ ° (Zn 2+ (p) / Zn ° (t)) = -0.76 В бол устөрөгчийн хостой харьцуулахад потенциал нь илүү өндөр байна. , энэ хос бууруулагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Потенциал нь эхний механизмаар (исэлдэлтийн урвал) үүсдэг.
2. Хэрэв хосын потенциал эерэг байвал, жишээ нь устөрөгч эсвэл бусад коньюгат хосын хувьд φ ° (Cu 2 + (p) / Cu (t)) = +0.345 В, потенциал нь бага, энэ хос. исэлдүүлэгч бодис юм. Энэ хосын потенциал нь хоёр дахь механизмаар (багасгах урвал) үүсдэг.
(3) Хосуудын стандарт потенциалын алгебрийн утга өндөр байх тусам исэлдсэн хэлбэрийн исэлдүүлэх чадвар өндөр байх ба бууруулсан хэлбэрийнх нь багасгах чадвар төдий чинээ бага байна.
хосууд. Эерэг потенциалын үнэ цэнийн бууралт, сөрөг хүчин зүйлийн өсөлт нь исэлдэлтийн бууралт, бууралтын идэвхжил нэмэгдсэнтэй тохирч байна. Жишээлбэл:
8.4. УС ТӨРӨГЧИЙН ЭЛЕКТРОД, БУУРУУЛАХ БОЛОМЖИЙГ ХЭМЖҮҮЛЭХ
Хосуудын исэлдэлтийн потенциал нь цахилгаан давхар давхаргын потенциалаар тодорхойлогддог боловч харамсалтай нь үүнийг хэмжих арга байхгүй. Тиймээс үнэмлэхүй бус харин харьцангуй утгыг харьцуулахын тулд өөр хосыг сонгох замаар тодорхойлно. Потенциометрийн хэмжилтийг гальваник элемент дээр үндэслэсэн потенциометрийн төхөөрөмжийг ашиглан гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь хэлхээтэй: туршилтын хосын электрод (хэмжих электрод) нь устөрөгчийн хос электродтой (H + / H) холбогдсон байна. °) эсвэл бусад потенциал нь мэдэгдэж байгаа (лавлагаа электрод) ... Галваник элемент нь өсгөгч болон цахилгаан гүйдлийн тоолууртай холбогдсон (Зураг 8.4).
Устөрөгчийн уур нь исэлдэлтийн процессын үр дүнд устөрөгчийн электрод дээр үүсдэг: 1 / 2H 2 o (g) ↔ H + (p) + e -. Устөрөгчийн электрод нь хагас эсээс бүрддэг
1 N хүхрийн хүчлийн уусмалд дүрсэн цагаан алтны нимгэн, сул давхаргаар бүрхэгдсэн цагаан алтны хавтангаас. Устөрөгчийг уусмалаар дамжуулж, сүвэрхэг цагаан алтны давхаргад түүний нэг хэсэг нь атомын төлөвт шилждэг. Энэ бүхэн нь шилэн саванд (ампул) хаалттай байдаг. Устөрөгчийн электрод нь эхний төрлийн (хийн металл) гурван фазын электрод юм. Устөрөгчийн электродын электродын потенциалын тэгшитгэлд дүн шинжилгээ хийснээр устөрөгчийн электродын потенциал шугаман нэмэгддэг гэж дүгнэж болно.
Цагаан будаа. 8.4.Устөрөгчийн электрод
орчны рН буурч (хүчиллэг нэмэгдэх) ба уусмал дээрх устөрөгчийн хийн хэсэгчилсэн даралтын бууралтаар.
8.5. Урьдчилан таамаглах ЧИГЛЭЛ
БОДИСЫН ЧӨЛӨӨТ ЭРЧИМ ХҮЧНИЙГ ӨӨРЧЛӨХ ТУХАЙ, СТАНДАРТЫН ҮНЭ ЦЭНГИЙН ТУХАЙ.
Редокс урвалын чиглэлийг системийн изобарик-изотермийн потенциал (Гиббсийн энерги), процессын чөлөөт энерги (ΔG) -ийн өөрчлөлтөөр шүүж болно. ΔG o үед урвал нь зарчмын хувьд боломжтой < 0. В окислительно-восстановительной реакции изменение свободной энергии равно электрической работе, совершаемой системой, в результате которой ē переходит от восстановителя к окислителю. Это находит отражение в формуле:
хаана Ф- Фарадей тогтмол 96.5 кК / моль; n- Бодисын 1 моль тутамд исэлдүүлэх процесст оролцож буй электронуудын тоо; Э о- урвалын цахилгаан хөдөлгөгч хүч (EMF) гэж нэрлэгддэг системийн хоёр хосолсон хосын стандарт исэлдэлтийн потенциалын ялгааны утга. Энэ тэгшитгэл нь харилцааны физик утгыг илэрхийлдэг Э оурвалын Гиббс чөлөөт энерги.
Редокс урвал аяндаа үүсэхийн тулд тэгшитгэлээс үүссэн хосолсон хосуудын боломжит зөрүү эерэг байх шаардлагатай, өөрөөр хэлбэл. Уур нь илүү өндөр потенциалтай бөгөөд исэлдүүлэгч бодис болж чаддаг. Хоёр хосын потенциал тэнцүү болтол урвал үргэлжилнэ. Иймд тухайн ангижруулагч бодис нь исэлдүүлэгч бодисоор исэлдэх үү, эсвэл эсрэгээр нь ΔE o-г мэдэх шаардлагатай гэсэн асуултад хариулахын тулд : ΔE o = φ ° исэл. - φ ° амрах. Урвал нь сул исэлдүүлэгч бодис, сул бууруулагч бодис үүсэхэд хүргэдэг чиглэлд явагдана. Тиймээс хоёр хосолсон хосын потенциалыг харьцуулж үзвэл үйл явцын чиглэлийн асуудлыг үндсээр нь шийдэх боломжтой болно.
Даалгавар.Санал болгож буй схемийн дагуу Fe 3+ ионыг T1 + ионоор сэргээх боломжтой юу?
Урвалын ΔЕ ° нь сөрөг утгатай байна:
Fe 3+ / Fe 2 + хосын Fe 3+-ийн исэлдсэн хэлбэр нь T1 3 + / T1 + хосын T1 + -ийг исэлдүүлж чадахгүй тул урвал нь боломжгүй юм.
Хэрэв урвалын EMF сөрөг байвал урвал эсрэг чиглэлд явагдана. ΔЕ ° байх тусам урвал илүү хүчтэй болно.
Даалгавар.Дараахыг агуулсан уусмал дахь FeCl 3-ийн химийн шинж чанар юу вэ:
a) NaI; б) NaBr?
Бид хагас урвалыг зохиож, хосуудын потенциалыг олно.
а) Эурвал 2I - + 2Fe 3 + = I 2 + 2Fe 2 + нь 0.771-0.536 = = 0.235 В-тэй тэнцүү байх болно, Ээерэг утгатай байна. Үүний үр дүнд чөлөөт иод ба Fe 2+ үүсэх урвал явагдана.
б) 2Br - + 2Fe 3 + = Br 2 + 2Fe 2 + урвалын E ° нь 0.771-1.065 = = -0.29 В-тэй тэнцүү байх болно. Сөрөг утга Э отөмрийн хлорид нь калийн бромид исэлддэггүй болохыг харуулж байна.
8.6. ТЭНЦЛИЙН БАЙГУУЛАЛТ
ИСДЭЛТ-БУУЛГАХ УРАЛЦ
Зарим тохиолдолд исэлдэлтийн урвалын чиглэл, эрчмийг төдийгүй урвалын явцын бүрэн байдлыг (эхлэх материалын хэдэн хувь нь урвалын бүтээгдэхүүн болгон хувиргадаг) мэдэх шаардлагатай байдаг. Жишээлбэл, тоон шинжилгээ нь зөвхөн бараг 100% бүрэн гүйцэд хийгдсэн урвалуудад л найдаж болно. Тиймээс аливаа асуудлыг шийдэхийн тулд энэ эсвэл өөр урвалыг ашиглахын өмнө тогтмолыг нь тогтооно
мэдээ (K R) системийн өгөгдсөн арлын. Редокс процессын Kp-ийг тодорхойлохын тулд стандарт исэлдэлтийн потенциалын хүснэгт ба Нернстийн тэгшитгэлийг ашиглана.
зэрэгтэнцвэрт байдалд хүрэхэд исэлдүүлэгч бодис ба исэлдүүлэх процессын бууруулагчийн хосолсон хосуудын потенциал ижил болно: φ ° исэл. - φ ° амрах. = 0, тэгвэл Э о= 0. Тэнцвэрийн нөхцөлд Нернстийн тэгшитгэлээс Э оурвал тэнцүү байна:
хаана n- исэлдэлтийн урвалд оролцсон электронуудын тоо; P.S. бүтээгдэхүүн. дүүрэг болон P.S. ref. c-c - урвалын тэгшитгэл дэх тэдгээрийн стехиометрийн коэффициентийн зэрэгт урвалын бүтээгдэхүүн ба анхны бодисуудын тэнцвэрийн концентрацийн үржвэр.
Тэнцвэрийн тогтмол нь урвалын бүтээгдэхүүний тэнцвэрийн концентрацийн үржвэр нь анхны бодисын тэнцвэрийн концентрацийн бүтээгдэхүүнээс 10 дахин их болсон үед энэ урвалын тэнцвэрт байдал үүсдэгийг харуулж байна. Үүнээс гадна, Kp-ийн том утга нь урвал зүүнээс баруун тийш явагддаг болохыг харуулж байна. Kp-ийг мэддэг тул туршилтын өгөгдөлд хандахгүйгээр урвалын бүрэн байдлыг тооцоолох боломжтой.
8.7. БИОЛОГИЙН ТОГТОЛЦООНЫ ИСДЭЛТ-БУУЛГАХ УРСЛАГ
Эс, эд эсийн амин чухал үйл ажиллагааны явцад цахилгаан потенциалын ялгаа үүсч болно. Бие дэхь цахилгаан химийн өөрчлөлтийг 2 үндсэн бүлэгт хувааж болно.
1. Нэг молекулаас нөгөө молекул руу электрон шилжсэнээс үүсэх исэлдэлтийн процесс. Эдгээр үйл явц нь цахим шинж чанартай байдаг.
2. Ионыг шилжүүлэх (тэдгээрийн цэнэгийг өөрчлөхгүйгээр) болон биопотенциал үүсэхтэй холбоотой процессууд. Бие махбодид бүртгэгдсэн биопотенциалууд нь голчлон мембраны потенциалууд юм. Тэд ион шинж чанартай байдаг. Эдгээр үйл явцын үр дүнд янз бүрийн физиологийн төлөв байдалд байгаа эд эсийн янз бүрийн давхаргын хооронд потенциал үүсдэг. Эдгээр нь физиологийн исэлдэлтийн процессын янз бүрийн эрчимтэй холбоотой байдаг. Жишээлбэл, фотосинтезийн үйл явцын янз бүрийн эрчмийн үр дүнд навчны гадаргуугийн эдэд гэрэлтсэн болон гэрэлтүүлэггүй тал дээр үүссэн потенциалууд. Гэрэлтсэн хэсэг нь гэрэлтүүлэггүй хэсэгтэй харьцуулахад эерэг цэнэгтэй болж хувирдаг.
Цахим шинж чанартай исэлдэлтийн процесст гурван бүлгийг ялгаж салгаж болно.
Эхний бүлэгт хүчилтөрөгч, устөрөгчийн оролцоогүйгээр бодисуудын хооронд электрон дамжуулахтай холбоотой процессууд орно. Эдгээр процессууд нь электрон дамжуулах цогцолборууд - гетеровалент ба гетеронуклеар цогцолборуудын оролцоотойгоор явагддаг. Электрон дамжуулалт нь ижил металлын нийлмэл нэгдлүүд эсвэл өөр өөр металлын атомуудад тохиолддог боловч исэлдэлтийн янз бүрийн төлөвт байдаг. Электрон дамжуулах идэвхтэй зарчим бол шилжилтийн металууд бөгөөд тэдгээр нь хэд хэдэн тогтвортой исэлдэлтийн төлөвийг харуулдаг бөгөөд электрон ба протоныг шилжүүлэх нь их хэмжээний эрчим хүчний зардал шаарддаггүй, дамжуулалтыг хол зайд хийж болно. Процессуудын урвуу байдал нь мөчлөгийн процессуудад дахин дахин оролцох боломжийг олгодог. Эдгээр хэлбэлзлийн процессууд нь ферментийн катализ (цитохромууд), уургийн нийлэгжилт, бодисын солилцооны үйл явцад илэрдэг. Энэ бүлгийн өөрчлөлтүүд нь антиоксидант гомеостазыг хадгалах, бие махбодийг исэлдэлтийн стрессээс хамгаалахад оролцдог. Эдгээр нь чөлөөт радикал үйл явцын идэвхтэй зохицуулагчид, реактив хүчилтөрөгч, устөрөгчийн хэт ислийг ашиглах систем бөгөөд субстратын исэлдэлтэнд оролцдог.
каталазын төрөл, пероксидаза, дегидрогеназ. Эдгээр системүүд нь антиоксидант, хэт ислийн эсрэг үйлчилгээ үзүүлдэг.
Хоёрдахь бүлэгт хүчилтөрөгч, устөрөгчийн оролцоотой холбоотой исэлдэлтийн процессууд орно. Жишээлбэл, субстратын альдегидийн бүлгийг хүчиллэг болгон исэлдүүлэх:
Гурав дахь бүлэгт рН-аас хамааралтай протон ба электроныг субстратаас шилжүүлэхтэй холбоотой процессууд орно, дегидрогеназа фермент (E) ба кофермент (Co) -ийн оролцоотойгоор идэвхжүүлсэн фермент-коэнзим-субстрат үүсэх замаар явагддаг. нийлмэл (E-Co-S ), субстратаас электрон ба устөрөгчийн катионуудыг холбож, исэлдэлтийг үүсгэдэг. Ийм коэнзим нь никотинамид аденин динуклеотид (NAD +) бөгөөд хоёр электрон, нэг протоныг холбодог.
Биохимийн процессуудад химийн хосолсон тэнцвэрт байдал байдаг: исэлдүүлэх, протолитик, комплекс үүсгэх процессууд. Процессууд нь ихэвчлэн ферментийн шинж чанартай байдаг. Ферментийн исэлдэлтийн төрлүүд: дегидрогеназа, оксидаза (цитохром, чөлөөт радикал исэлдэлт-бууруулах). Бие махбодид тохиолддог редокс процессыг нөхцөлт байдлаар дараахь төрлүүдэд хувааж болно: 1) субстратын нүүрстөрөгчийн атомын улмаас үүссэн молекул доторх дисмутацийн (диспропорциональ) урвал; 2) молекул хоорондын урвал. Нүүрстөрөгчийн атомуудад -4-ээс +4 хүртэлх исэлдэлтийн төлөвийн өргөн хүрээтэй байгаа нь түүний хоёрдмол шинж чанарыг илтгэнэ. Тиймээс органик химийн хувьд нүүрстөрөгчийн атомуудаас болж исэлдэлтийн дисмутацийн урвалууд нь молекул доторх болон молекул хоорондын харилцан үйлчлэлээр явагддаг.
8.8. МЕМБРАНЫ БОЛОМЖТОЙ
Энэ нь Р.Вирховын үеэс мэдэгдэж байсан амьд эс- Энэ бол биеийн бүх үйл ажиллагааг хангадаг биологийн байгууллагын анхан шатны эс юм. Бие махбод дахь физиологийн олон процессын явц нь эс, эд эсэд ион шилжүүлэхтэй холбоотой бөгөөд боломжит ялгаа гарч ирдэг. Мембранаар тээвэрлэхэд бодисын идэвхгүй тээвэрлэлт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг: осмос,
шүүлтүүр ба биоэлектрогенез. Эдгээр үзэгдлүүд нь эсийн мембраны саад тотгорын шинж чанараар тодорхойлогддог. Сонгомол нэвчилттэй мембранаар тусгаарлагдсан янз бүрийн концентрацитай уусмалуудын потенциалын зөрүүг мембраны потенциал гэж нэрлэдэг. Мембраны потенциал нь электрон биш харин ион юм. Энэ нь ионы тэгш бус байдлын илрэлээс үүдэлтэй, i.e. мембраны хоёр тал дээр ионуудын тэгш бус хуваарилалт.
Эс хоорондын орчны катион найрлага нь далайн усны ионы найрлагатай ойролцоо байдаг: натри, кали, кальци, магни. Хувьслын явцад байгаль нь ионыг зөөвөрлөх тусгай аргыг бий болгосон идэвхгүй тээвэрлэлт,боломжит зөрүү үүсэх дагалддаг. Ихэнх тохиолдолд бодисын солилцооны үндэс нь тархалт байдаг тул эсийн мембран дээр үүсэх потенциалыг заримдаа гэж нэрлэдэг. диффузын потенциал.Энэ нь ионуудын концентрацийг тэнцүүлэх хүртэл оршино. Боломжит утга нь бага (0.1 В). Хөнгөвчлөх тархалт нь ионы сувгаар явагддаг. Ионы тэгш бус байдал нь мэдрэлийн болон булчингийн эсүүдэд өдөөлт үүсгэхэд ашиглагддаг. Гэсэн хэдий ч мембраны хоёр талд ионы тэгш бус байдал байгаа нь өдөөх потенциал үүсгэх чадваргүй эсүүдэд чухал ач холбогдолтой юм.
8.9. ӨӨРИЙГӨӨ ТЕСТИЙН АСУУЛТ, ДААЛГАВАР
ДАСГАЛЫН БЭЛТГЭЛ
БА ШАЛГАЛТ
1. Электрод ба редокс потенциалын тухай ойлголтыг өг.
2. Редокс потенциалын цувралд ажиглагдсан гол зүй тогтлыг тэмдэглэ.
3. Бодисын нөхөн сэргээх чадварыг ямар хэмжүүрээр илэрхийлдэг вэ? Хамгийн түгээмэл бууруулагч бодисуудын жишээг өг.
4. Бодисын исэлдүүлэх чадварыг ямар хэмжүүр вэ? Хамгийн түгээмэл исэлдүүлэгчдийн жишээг өг.
5. Редокс потенциалын утгыг туршилтаар хэрхэн тодорхойлох вэ?
6.Цианидын ионуудыг оруулахад Co 3+ / Co 2+ системийн потенциал хэрхэн өөрчлөгдөх вэ? Хариултыг тайлбарлана уу.
7. Устөрөгчийн хэт исэл нь хүчиллэг ба шүлтлэг орчинд исэлдүүлэгч (бууруулах бодис) үүрэг гүйцэтгэдэг урвалын жишээг өг.
8. Амьд системийн үйл ажиллагааны редокс потенциал дээр төв атомын лигандын орчинг илчлэх үзэгдлийн ач холбогдол юу вэ?
9. Глюкозын биологийн исэлдэлтийн Кребсийн мөчлөгийн өмнө дараах урвал явагдана.
Энд NADH ба NAD + нь никотинамид динуклеотидын бууруулж исэлдсэн хэлбэр юм. Стандарт нөхцөлд энэ исэлдэлтийн урвал ямар чиглэлд явж байна вэ?
10. Исэлдүүлэгч бодисуудтай урвуу урвалд орж, субстратыг хамгаалах бодисыг юу гэж нэрлэдэг вэ?
11. Исэлдүүлэх шинж чанарт үндэслэн нян устгах бодисын үйл ажиллагааны жишээг өг.
12. Перманганатометр ба иодометрийн аргуудын үндсэн урвалууд. Ажлын шийдэл, тэдгээрийг бэлтгэх арга.
13. Марганец, молибдений исэлдэлтийн төлөв өөрчлөгдөх урвалын биологийн үүрэг юу вэ?
14. Азот (III), азот (IV), азот (V) нэгдлүүдийн хорт үйл ажиллагааны механизм юу вэ?
15.Бие махбодид хэт исэл ионы хоргүйжүүлэлт хэрхэн явагддаг вэ? Урвалын тэгшитгэлийг өг. Энэ процесст металлын ионууд ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?
16. Хагас урвалын биологийн үүрэг юу вэ: Fe 3+ + ē ↔ Fe 2+; Cu 2+ + ē ↔ Cu +; Co 3+ + ē ↔ Co 2+? Жишээ хэлнэ үү.
17. Стандарт EMF нь исэлдэлтийн процессын Гиббс энергийн өөрчлөлттэй хэрхэн холбоотой вэ?
18.Озон, хүчилтөрөгч, устөрөгчийн хэт ислийн исэлдүүлэх чадварыг калийн иодид усан уусмалтай харьцуул. Хариултыг хүснэгтэн мэдээллээр баталгаажуулна уу.
19. Бие дэх супероксидын анионы радикал ба устөрөгчийн хэт ислийг хоргүйжүүлэхэд ямар химийн процессууд явагддаг вэ? Хагас урвалын тэгшитгэлийг өг.
20. Амьд систем дэх d-элементүүдийн исэлдэлтийн төлөвийн өөрчлөлт дагалддаг исэлдэлтийн процессын жишээг өг.
21. Хордлого тайлах редокс урвалыг ашиглах жишээг өг.
22. Исэлдүүлэгчийн хортой нөлөөний жишээг өг.
23 Уусмал нь Cr 3+, Cr 2 O 7 2-, I 2, I - хэсгүүдийг агуулна. Тэдгээрийн аль нь стандарт нөхцөлд аяндаа харилцан үйлчлэлцдэгийг тодорхойлно уу?
24. KMnO 4 эсвэл K 2 Cr 2 O 7 хүчиллэг орчинд эдгээр хэсгүүдийн аль нь илүү хүчтэй исэлдүүлэгч вэ?
25. Потенциометрийн аргаар сул электролитийн диссоциацийн тогтмолыг хэрхэн тодорхойлох вэ? Галваник элементийн химийн хэлхээний диаграммыг хий.
26. RMnO 4 ба NaNO 2 уусмалыг нэгэн зэрэг хэрэглэхийг зөвшөөрөх үү?
8.10. ТЕСТ АСУУДАЛ
1. Аль галоген молекулууд (энгийн бодисууд) нь исэлдэлтийн давхар шинж чанарыг харуулдаг вэ?
a) аль нь ч биш, бүгд зөвхөн исэлдүүлэгч бодис юм;
б) фтороос бусад бүх зүйл;
в) йодоос бусад бүх зүйл;
г) бүх галоген.
2. Аль галидын ион нь хамгийн их бууруулагчтай вэ?
a) F -;
б) C1 -;
в) би -;
d) Br -.
3. Ямар галогенууд диспропорциональ урвалд ордог вэ?
а) фтороос бусад бүх зүйл;
б) фтор, хлор, бромоос бусад бүх зүйл;
в) хлороос бусад бүх зүйл;
г) галогенуудын аль нь ч оролцоогүй.
4. Хоёр туршилтын хоолой нь KBr ба KI уусмалуудыг агуулна. Хоёр хоолойд FeCl 3 уусмал нэмсэн. Энэ тохиолдолд галидын ион нь E o (Fe 3+ /) байвал чөлөөт галоген болтол исэлдэнэ. Fe 2+) = 0.77 В; E ° (Br 2 / 2Br -) = 1.06 В; E o (I2 / 2I -) = 0.54 В?
a) KBr ба KI;
б) KI;
в) KBr;
г) ямар ч тохиолдолд.
5. Хамгийн хүчтэй бууруулагч:
6. Устөрөгчийн хэт исэлтэй холбоотой урвалын аль нэг нь хийн хүчилтөрөгч байх вэ?
7. Санал болгож буй элементүүдийн аль нь харьцангуй цахилгаан сөрөг утгатай вэ?
a) O;
b) C1;
в) N;
г) С.
8. Органик нэгдлүүд дэх нүүрстөрөгч нь дараахь шинж чанаруудыг харуулдаг.
a) исэлдүүлэгч бодис;
б) бууруулагч бодис;
