რედოქსის რეაქციები ცოცხალ ორგანიზმებში. რედოქსის რეაქციების როლი ორგანიზმში

ზოგადი ქიმია: სახელმძღვანელო / A. V. Zholnin; რედ. ვ.ა.პოპკოვა, ა.ვ.ჟოლნინა. - 2012. - 400გვ.: ავად.

თავი 8. რედოქსური რეაქციები და პროცესები

ცხოვრება რედოქს პროცესების უწყვეტი ჯაჭვია.

ა.-ლ. ლავუაზიე

8.1. რედოქს პროცესების ბიოლოგიური მნიშვნელობა

მეტაბოლიზმის, სუნთქვის, გაფუჭების, დუღილის, ფოტოსინთეზის პროცესები ძირითადად რედოქს პროცესებია. აერობული მეტაბოლიზმის შემთხვევაში, მთავარი ჟანგვის აგენტია მოლეკულური ჟანგბადი, ხოლო აღმდგენი საშუალებაა ორგანული საკვები ნივთიერებები. იმის მაჩვენებელი, რომ რედოქსის რეაქციები არის სხეულის სიცოცხლის საფუძველი, არის ორგანოებისა და ქსოვილების ბიოელექტრული პოტენციალი. ბიოპოტენციალები ბიოქიმიური პროცესების მიმართულების, სიღრმისა და ინტენსივობის თვისებრივი და რაოდენობრივი მახასიათებელია. ამიტომ, ორგანოებისა და ქსოვილების ბიოპოტენციალის აღრიცხვა ფართოდ გამოიყენება კლინიკურ პრაქტიკაში მათი საქმიანობის შესწავლისას, კერძოდ, გულ-სისხლძარღვთა დაავადებების დიაგნოსტიკაში, ხდება ელექტროკარდიოგრამა, ხოლო კუნთების ბიოპოტენციალის გაზომვისას - ელექტრომიოგრამა. ტვინის პოტენციალების რეგისტრაცია - ენცეფალოგრაფია - საშუალებას გაძლევთ განსაჯოთ ნერვული სისტემის პათოლოგიური დარღვევები. მემბრანის პოტენციალი, რომელიც ტოლია 80 მვ, იონური ასიმეტრიის გამო, არის ენერგიის წყარო უჯრედების სასიცოცხლო აქტივობისთვის. კათიონებისა და ანიონების არათანაბარი განაწილება მემბრანის ორივე მხარეს. მემბრანის პოტენციალს აქვს იონური ბუნება.მრავალბირთვულ კომპლექსებში არის პროცესები, რომლებიც დაკავშირებულია ელექტრონებისა და პროტონების გადაცემასთან ნაწილაკებს შორის, რომლებიც წინააღმდეგობას უწევენ.

განპირობებულია რეაქციაში მყოფი ნაწილაკების ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილებით და რედოქსის პოტენციალის გაჩენით. რედოქს პოტენციალს ელექტრონული ხასიათი აქვს.ეს პროცესები შექცევადია ციკლური და საფუძვლად უდევს ბევრ მნიშვნელოვან ფიზიოლოგიურ პროცესს. მიხეილისმა აღნიშნა მნიშვნელოვანი როლირედოქს პროცესები ცხოვრებაში: ”ცოცხალ ორგანიზმებში მიმდინარე რედოქს პროცესები არის მათ შორის, რომლებიც არა მხოლოდ თვალსაჩინოა და მათი იდენტიფიცირება შესაძლებელია, არამედ ყველაზე მნიშვნელოვანია სიცოცხლისთვის როგორც ბიოლოგიური, ასევე ფილოსოფიური თვალსაზრისით. ”

8.2. არსი

რედოქსის პროცესები

1913 წელს ლ.ვ. პისარჟევსკიმ გამოუშვა რედოქს პროცესების ელექტრონული თეორია, რომელიც ამჟამად საყოველთაოდ არის მიღებული. ამ ტიპის რეაქციები ტარდება რეაქტიული ნივთიერებების ატომებს შორის ელექტრონის სიმკვრივის გადანაწილების გამო (ელექტრონების გადასვლა), რაც გამოიხატება ჟანგვის ხარისხის ცვლილებით.

რეაქციებს, რის შედეგადაც იცვლება ატომების ჟანგვის მდგომარეობები, რომლებიც ქმნიან რეაგენტებს შორის ელექტრონის გადაცემის გამო, რედოქს რეაქციებს უწოდებენ.

რედოქსის პროცესი შედგება 2 ელემენტარული აქტისგან ან ნახევარრეაქციისგან: დაჟანგვა და შემცირება.

დაჟანგვაარის ატომის, მოლეკულის ან იონის მიერ ელექტრონების დაკარგვის (დაბრუნების) პროცესი. ჟანგვის დროს, ნაწილაკების ჟანგვის მდგომარეობა იზრდება:

ნაწილაკს, რომელიც ელექტრონებს აძლევს, ეწოდება შემცირების აგენტი.შემცირების აგენტის დაჟანგვის პროდუქტს ეწოდება მისი დაჟანგული ფორმა:

შემცირების აგენტი თავისი დაჟანგული ფორმით წარმოადგენს რედოქს სისტემის ერთ წყვილს (Sn 2 +/Sn 4 +).

ელემენტის შემცირების უნარის საზომია იონიზაციის პოტენციალი.რაც უფრო დაბალია ელემენტის იონიზაციის პოტენციალი, მით უფრო ძლიერია ის შემცირების აგენტი, s-ელემენტები და ელემენტები ქვედა და შუალედური დაჟანგვის მდგომარეობებში ძლიერი შემცირების აგენტებია. ნაწილაკების ელექტრონების გაცემის უნარი (დონორის უნარი) განაპირობებს მის შემცირების თვისებებს.

აღდგენა -არის ნაწილაკზე ელექტრონების მიმაგრების პროცესი. შემცირებისას, ჟანგვის მდგომარეობა მცირდება:

ნაწილაკს (ატომებს, მოლეკულებს ან იონებს), რომელიც იღებს ელექტრონებს, ეწოდება ჟანგვის აგენტი.ჟანგვის აგენტის შემცირების პროდუქტს ეწოდება მისი აღდგენილი ფორმა:

ოქსიდიზატორი თავისი შემცირებული ფორმით წარმოადგენს რედოქს სისტემის კიდევ ერთ წყვილს (Fe 3+ /Fe 2+). ნაწილაკების ჟანგვის უნარის საზომია ელექტრონის აფინურობა.რაც უფრო დიდია ელექტრონის აფინურობა, ე.ი. ნაწილაკების ელექტრონის ამოღების უნარი, მით უფრო ძლიერია ის ჟანგვის აგენტი. დაჟანგვას ყოველთვის თან ახლავს შემცირება და პირიქით, შემცირება დაკავშირებულია დაჟანგვასთან.

განვიხილოთ FeCl 3-ის ურთიერთქმედება SnCl 2-თან. პროცესი შედგება ორი ნახევარრეაქციისგან:

რედოქსის რეაქცია შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ორი კონიუგირებული წყვილის ერთობლიობით.

რეაქციების დროს ჟანგვის აგენტი გარდაიქმნება კონიუგირებულ აღმდგენი აგენტად (აღდგენითი პროდუქტი), ხოლო აღმდგენი აგენტი გარდაიქმნება კონიუგირებულ ჟანგვის აგენტად (ჟანგვის პროდუქტი). ისინი განიხილება რედოქს წყვილებად:

მაშასადამე, რედოქსის რეაქციები წარმოადგენს ჟანგვის და შემცირების ორი საპირისპირო პროცესის ერთიანობას, რომლებიც სისტემებში ვერ იარსებებს ერთმანეთის გარეშე. ამაში ჩვენ ვხედავთ ერთიანობისა და დაპირისპირებათა ბრძოლის უნივერსალური კანონის გამოვლინებას. რეაქცია მოხდება იმ შემთხვევაში, თუ ჟანგვის აგენტის ელექტრონის აფინურობა აღემატება აღმდგენი აგენტის იონიზაციის პოტენციალს. ამისთვის კონცეფცია ელექტროუარყოფითობა -რაოდენობა, რომელიც ახასიათებს ატომების უნარს, შეწირონ ან მიიღონ ელექტრონები.

რედოქსის რეაქციების განტოლებების ფორმულირება ხორციელდება მეთოდით ელექტრონული ბალანსიდა ნახევრად რეაქციის მეთოდი. უპირატესობა უნდა მიენიჭოს ნახევარრეაქციის მეთოდს. მისი გამოყენება დაკავშირებულია რეალურად არსებული იონების გამოყენებასთან, თვალსაჩინოა საშუალების როლი. განტოლებების შედგენისას აუცილებელია გაირკვეს, თუ რომელი ნივთიერებები, რომლებიც შედიან რეაქციაში, მოქმედებს როგორც ჟანგვის აგენტი, და რომელი მოქმედებს როგორც შემცირების აგენტი, გარემოს pH-ის გავლენა რეაქციის მიმდინარეობაზე, და რა არის შესაძლო რეაქციის პროდუქტები. რედოქს თვისებებს ავლენს ნაერთები, რომლებიც შეიცავს ატომებს, რომლებსაც აქვთ დიდი რიცხვი ვალენტური ელექტრონებისხვადასხვა ენერგიით. ასეთი თვისებები აქვთ d-ელემენტების (IB, VIIB, VIIIB ჯგუფები) და p-ელემენტების (VIIA, VIA, VA ჯგუფები) ნაერთებს. ნაერთები, რომლებიც შეიცავს ელემენტს უმაღლესი ხარისხიჟანგვის, ავლენს მხოლოდ ჟანგვის თვისებებს(KMnO 4, H 2 SO 4), ქვედა - მხოლოდ აღდგენითი თვისებები(H 2 S), შუალედში - შეიძლება მოიქცეს ორი გზით(Na2SO3). ნახევარრეაქციის განტოლებების შედგენის შემდეგ, იონური განტოლება ადგენს რეაქციის განტოლებას მოლეკულური ფორმით:

განტოლების სისწორის შემოწმება: განტოლების მარცხენა მხარეს ატომების და მუხტების რაოდენობა უნდა იყოს თითოეული ელემენტის განტოლების მარჯვენა მხარეს ატომებისა და მუხტების რაოდენობის ტოლი.

8.3. ელექტროდი პოტენციალის კონცეფცია. ელექტროდი პოტენციალის გარეგნობის მექანიზმი. გალვანური უჯრედი. NERNST განტოლება

ნივთიერებების რედოქსუნარიანობის საზომია რედოქს პოტენციალი. განვიხილოთ პოტენციალის გაჩენის მექანიზმი. ქიმიურად ჩაძირვისას აქტიური მეტალი(Zn, Al) მისი მარილის ხსნარში, მაგ. ლითონის ზედაპირი და Zn 2 + / Zn ° წყვილის პოტენციალის გაჩენა.

მისი მარილის ხსნარში ჩაძირულ ლითონს, როგორიცაა თუთია თუთიის სულფატის ხსნარში, პირველი სახის ელექტროდს უწოდებენ. ეს არის ორფაზიანი ელექტროდი, რომელიც უარყოფითად არის დამუხტული. პოტენციალი წარმოიქმნება ჟანგვის რეაქციის შედეგად (პირველი მექანიზმის მიხედვით) (სურ. 8.1). როდესაც დაბალაქტიური ლითონები (Cu) ჩაეფლო მათი მარილის ხსნარში, საპირისპირო პროცესი შეინიშნება. მეტალსა და მარილის ხსნარს შორის ინტერფეისზე, ლითონი დეპონირდება იონის შემცირების შედეგად, რომელსაც აქვს ელექტრონის მაღალი მიმღები უნარი, რაც გამოწვეულია მაღალი ბირთვული მუხტით და იონის მცირე რადიუსით. ელექტროდი დადებითად არის დამუხტული, მარილის ჭარბი ანიონები ქმნიან მეორე ფენას ელექტროდთან ახლოს და წარმოიქმნება Cu 2 +/Cu° წყვილის ელექტროდური პოტენციალი. პოტენციალი ყალიბდება აღდგენის პროცესის შედეგად მეორე მექანიზმის მიხედვით (ნახ. 8.2). მექანიზმი, სიდიდე და ნიშანი ელექტროდის პოტენციალიგანისაზღვრება ელექტროდის პროცესში ჩართული ატომების სტრუქტურით.

ასე რომ, პოტენციალი წარმოიქმნება მეტალსა და ხსნარს შორის ინტერფეისზე, ლითონის (ელექტროდის) მონაწილეობით მიმდინარე ჟანგვის და შემცირების პროცესების შედეგად და ორმაგი ელექტრული ფენის წარმოქმნას ელექტროდის პოტენციალი ეწოდება.

თუ ელექტრონები ამოღებულია თუთიის ფირფიტიდან სპილენძის ფირფიტაზე, მაშინ ფირფიტებზე წონასწორობა ირღვევა. ამისთვის მათ მარილების ხსნარებში ჩაძირულ თუთიას და სპილენძის ფირფიტებს ვაკავშირებთ ლითონის გამტარით, ელექტროლიტური ხიდით (მილაკი K 2 SO 4 ხსნარით) მიკროსქემის დახურვის მიზნით. ჟანგვის ნახევრად რეაქცია მიმდინარეობს თუთიის ელექტროდზე:

ხოლო სპილენძზე - შემცირების ნახევარრეაქცია:

ელექტრული დენი გამოწვეულია მთლიანი რედოქსის რეაქციით:

წრეში ჩნდება ელექტრული დენი. გალვანურ უჯრედში ელექტრული დენის (EMF) წარმოქმნისა და გადინების მიზეზი არის ელექტროდის პოტენციალების სხვაობა (E) - ნახ. 8.3.

ბრინჯი. 8.3.გალვანური უჯრედის ელექტრული წრედის დიაგრამა

გალვანური უჯრედიარის სისტემა, რომელშიც გარდაიქმნება რედოქსის პროცესის ქიმიური ენერგია

ელექტროდ. გალვანური უჯრედის ქიმიური წრე ჩვეულებრივ იწერება როგორც მოკლე სქემა, სადაც მარცხნივ მოთავსებულია მეტი უარყოფითი ელექტროდი, მიუთითეთ ამ ელექტროდზე წარმოქმნილი წყვილი ვერტიკალური ხაზით, აჩვენეთ პოტენციური ნახტომი. ორი ხაზი აღნიშნავს საზღვრებს ხსნარებს შორის. ელექტროდის დატენვა მითითებულია ფრჩხილებში: (-) Zn°|Zn 2 +||Cu 2 +|Cu° (+) - გალვანური უჯრედის ქიმიური წრის დიაგრამა.

წყვილის რედოქს პოტენციალი დამოკიდებულია ელექტროდის პროცესში მონაწილეთა ბუნებაზე და ხსნარში ელექტროდის პროცესის მონაწილეთა დაჟანგული და შემცირებული ფორმების წონასწორობის კონცენტრაციების თანაფარდობაზე, ხსნარის ტემპერატურაზე და აღწერილია ნერნსტის განტოლება. რაოდენობრივი მახასიათებელირედოქს სისტემა არის რედოქს პოტენციალი, რომელიც ჩნდება პლატინის ინტერფეისზე - წყლის ხსნარი. პოტენციური მნიშვნელობა SI ერთეულებში იზომება ვოლტებში (V) და გამოითვლება ნერნსტ-პიტერსის განტოლება:

სადაც a(Ox) და a(Red) არის დაჟანგული და შემცირებული ფორმების მოქმედება, შესაბამისად; რ- უნივერსალური გაზის მუდმივი; თ- თერმოდინამიკური ტემპერატურა, K; ფ- ფარადეის მუდმივი (96,500 C/mol); ნარის ელექტრონების რაოდენობა, რომლებიც მონაწილეობენ ელემენტარულ რედოქს პროცესში; a - ჰიდრონიუმის იონების აქტივობა; მ- სტექიომეტრიული კოეფიციენტი წყალბადის იონის წინ ნახევრად რეაქციაში. φ°-ის მნიშვნელობა არის სტანდარტული რედოქს პოტენციალი, ე.ი. პოტენციალი იზომება a(Oх) = a(Red) = a(H +) = 1 და მოცემულ ტემპერატურაზე.

2H + /H 2 სისტემის სტანდარტული პოტენციალი აღებულია 0 ვ-ის ტოლი. სტანდარტული პოტენციალი არის საცნობარო მნიშვნელობები და ჩამოთვლილია 298K ტემპერატურაზე. ძლიერ მჟავე გარემო არ არის დამახასიათებელი ბიოლოგიური სისტემებისთვის, ამიტომ ცოცხალ სისტემებში მიმდინარე პროცესების დასახასიათებლად უფრო ხშირად გამოიყენება ფორმალური პოტენციალი, რომელიც განისაზღვრება პირობით a(Ox) = a(წითელი), pH 7.4 და ტემპერატურა 310 K (ფიზიოლოგიური დონე). პოტენციალის ჩაწერისას ორთქლი მითითებულია წილადად, მრიცხველში იწერება ოქსიდიზატორი, მნიშვნელში კი შემამცირებელი აგენტი.

25 °C (298K) ჩანაცვლების შემდეგ მუდმივები(R = 8,31 ჯ/მოლ გრადუსი; ფ\u003d 96 500 C / mol) იღებს ნერნსტის განტოლებას შემდეგი ხედი:

სადაც φ° არის წყვილის სტანდარტული რედოქს პოტენციალი, V; ო.ფუსთან და ვ.ფ. - დაჟანგული და შემცირებული ფორმების წონასწორული კონცენტრაციების პროდუქტი, შესაბამისად; x და y არის სტოქიომეტრიული კოეფიციენტები ნახევარრეაქციის განტოლებაში.

ელექტროდის პოტენციალი წარმოიქმნება მისი მარილის ხსნარში ჩაძირული ლითონის ფირფიტის ზედაპირზე და დამოკიდებულია მხოლოდ დაჟანგული ფორმის კონცენტრაციაზე [M n+], ვინაიდან შემცირებული ფორმის კონცენტრაცია არ იცვლება. ელექტროდის პოტენციალის დამოკიდებულება მასთან ამავე სახელწოდების იონის კონცენტრაციაზე განისაზღვრება განტოლებით:

სადაც [M n+] არის ლითონის იონის წონასწორული კონცენტრაცია; ნ- ნახევრად რეაქციაში მონაწილე ელექტრონების რაოდენობა და შეესაბამება ლითონის იონის ჟანგვის მდგომარეობას.

რედოქს სისტემები იყოფა ორ ტიპად:

1) სისტემაში ხორციელდება მხოლოდ ელექტრონების გადაცემა Fe 3 + + ē = = Fe 2 +, Sn 2 + - 2ē = Sn 4 +. Ეს არის იზოლირებული რედოქსის წონასწორობა;

2) სისტემები, სადაც ელექტრონების გადაცემას ემატება პროტონების გადატანა, ე.ი. დააკვირდა სხვადასხვა ტიპის კომბინირებული წონასწორობა:პროტოლიზური (მჟავა-ტუტოვანი) და რედოქსი პროტონებისა და ელექტრონების ორი ნაწილაკების შესაძლო კონკურენციით. ბიოლოგიურ სისტემებში ამ ტიპის მნიშვნელოვანი რედოქს სისტემებია.

მეორე ტიპის სისტემის მაგალითია ორგანიზმში წყალბადის ზეჟანგის უტილიზაციის პროცესი: H 2 O 2 + 2H + + 2ē ↔ 2H 2 O, ასევე აღდგენა მჟავე გარემოჟანგბადის შემცველი მრავალი ჟანგვის აგენტი: CrO 4 2-, Cr 2 O 7 2-, MnO 4 -. მაგალითად MnО 4 - + 8Н + + 5ē = = Mn 2 + + 4Н 2 О. ამ ნახევრად რეაქციაში მონაწილეობენ ელექტრონები და პროტონები. წყვილის პოტენციალის გაანგარიშება ხორციელდება ფორმულის მიხედვით:

უფრო მეტში ფართო სპექტრიკონიუგირებული წყვილი, წყვილის დაჟანგული და შემცირებული ფორმები ხსნარშია დაჟანგვის სხვადასხვა ხარისხით (MnO 4 - /Mn 2 +). როგორც საზომი ელექტროდი

ამ შემთხვევაში გამოიყენება ინერტული მასალისგან (Pt) დამზადებული ელექტროდი. ელექტროდი არ არის ელექტროდის პროცესის მონაწილე და მხოლოდ ელექტრონის გადამტანის როლს ასრულებს. ხსნარში მიმდინარე რედოქს პროცესის გამო წარმოქმნილ პოტენციალს ეწოდება რედოქს პოტენციალი.

ის იზომება რედოქსის ელექტროდიარის ინერტული მეტალი ხსნარში, რომელიც შეიცავს წყვილის დაჟანგულ და შემცირებულ ფორმებს. მაგალითად, გაზომვისას ე ოწყვილი Fe 3 +/Fe 2 + იყენებს რედოქს ელექტროდს - პლატინის საზომი ელექტროდი. საცნობარო ელექტროდი არის წყალბადი, რომლის წყვილის პოტენციალი ცნობილია.

გალვანურ უჯრედში მიმდინარე რეაქცია:

ქიმიური ჯაჭვის სქემა: (-) Pt | (H 2 °), H + | | Fe 3 +, Fe 2 + | Pt (+).

რედოქს პოტენციალი არის ნივთიერებების რედოქსის უნარის საზომი. სტანდარტული წყვილის პოტენციალის მნიშვნელობა მითითებულია საცნობარო ცხრილებში.

რედოქს პოტენციალების სერიაში შემდეგი კანონზომიერებებია აღნიშნული.

1. თუ წყვილის სტანდარტული რედოქს პოტენციალი უარყოფითია, მაგალითად φ ° (Zn 2+ (p) / Zn ° (t)) \u003d -0,76 V, მაშინ წყალბადის წყვილთან მიმართებაში, რომლის პოტენციალი არის უფრო მაღალი, ამ წყვილსმოქმედებს როგორც რესტავრატორი. პოტენციალი ყალიბდება პირველი მექანიზმით (ჟანგვის რეაქციები).

2. თუ წყვილის პოტენციალი დადებითია, მაგალითად φ ° (Cu 2 + (p) / Cu (t)) \u003d +0,345 V წყალბადის ან სხვა კონიუგირებული წყვილის მიმართ, რომლის პოტენციალი უფრო დაბალია, ეს წყვილი არის ჟანგვის აგენტი. ამ წყვილის პოტენციალი ყალიბდება მეორე მექანიზმის მიხედვით (შემცირების რეაქციები).

3. რაც უფრო მაღალია წყვილის სტანდარტული პოტენციალის ალგებრული მნიშვნელობა, მით უფრო მაღალია დაჟანგული ფორმის ჟანგვის უნარი და მით უფრო დაბალია ამ შემცირებული ფორმის შემცირების უნარი.

წყვილები. პოზიტიური პოტენციალის მნიშვნელობის შემცირება და ნეგატიური პოტენციალის მატება შეესაბამება ჟანგვის შემცირებას და შემცირების აქტივობის ზრდას. Მაგალითად:

8.4. წყალბადის ელექტროდი, რედოქსის გაზომვა

წყვილის რედოქს პოტენციალი განისაზღვრება ელექტრული ორმაგი ფენის პოტენციალით, მაგრამ, სამწუხაროდ, მისი გაზომვის მეთოდი არ არსებობს. ამიტომ, ეს არ არის აბსოლუტური, მაგრამ ფარდობითი ღირებულებაშედარებისთვის სხვა წყვილის არჩევა. პოტენციალის გაზომვა ხორციელდება პოტენციომეტრიული ინსტალაციის გამოყენებით, რომელიც ეფუძნება გალვანურ უჯრედს, რომელსაც აქვს წრე: ტესტის წყვილის ელექტროდი (საზომი ელექტროდი) უკავშირდება ელექტროდს. წყალბადის წყვილი(H + / H °) ან სხვა, რომლის პოტენციალი ცნობილია (საცნობარო ელექტროდი). გალვანური უჯრედი დაკავშირებულია გამაძლიერებელთან და ელექტრო დენის მრიცხველთან (სურ. 8.4).

წყალბადის წყვილი წარმოიქმნება წყალბადის ელექტროდზე რედოქსის პროცესის შედეგად: 1/2H 2 o (g) ↔ H + (p) + e - . წყალბადის ელექტროდი არის ნახევარი უჯრედი, რომელიც შედგება

პლატინის ფირფიტიდან, რომელიც დაფარულია პლატინის თხელი, ფხვიერი ფენით, ჩაძირული გოგირდმჟავას 1 N ხსნარში. წყალბადი გადადის ხსნარში, პლატინის ფოროვან ფენაში მისი ნაწილი გადადის ატომურ მდგომარეობაში. ეს ყველაფერი ჩასმულია მინის ჭურჭელში (ამპულაში). წყალბადის ელექტროდი არის პირველი ტიპის სამფაზიანი ელექტროდი (გაზ-ლითონი). წყალბადის ელექტროდისთვის ელექტროდის პოტენციალის განტოლების ანალიზით, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ წყალბადის ელექტროდის პოტენციალი წრფივად იზრდება.

ბრინჯი. 8.4.წყალბადის ელექტროდი

გარემოს pH მნიშვნელობის შემცირებით (მჟავიანობის მატება) და წყალბადის გაზის ნაწილობრივი წნევის დაქვეითებით ხსნარზე.

8.5. მიმართულების პროგნოზირება

ნივთიერებების თავისუფალი ენერგიის ცვლილებისა და სტანდარტული რედოქს პოტენციალების ღირებულების შესახებ

რედოქსის რეაქციის მიმართულება შეიძლება ვიმსჯელოთ სისტემის იზობარულ-იზოთერმული პოტენციალის ცვლილებით (გიბსის ენერგია), უფასო ენერგია(ΔG) პროცესი. რეაქცია ფუნდამენტურად შესაძლებელია ΔG o-ზე < 0. В окислительно-восстановительной реакции изменение свободной энергии равно ელექტრო სამუშაოშესრულებულია სისტემის მიერ, რის შედეგადაც ē გადადის აღმდგენი აგენტიდან ჟანგვის აგენტზე. ეს აისახება ფორმულაში:

სადაც ფ- ფარადეის მუდმივი ტოლია 96,5 კკ/მოლი; ნ- რედოქს პროცესში ჩართული ელექტრონების რაოდენობა ნივთიერების 1 მოლზე; ე ო- სისტემის ორი კონიუგირებული წყვილის სტანდარტული რედოქს პოტენციალის სხვაობის მნიშვნელობა, რომელსაც ეწოდება რეაქციების ელექტრომოძრავი ძალა (EMF). ეს განტოლებაასახავს ურთიერთობის ფიზიკურ მნიშვნელობას ე ოდა გიბსის რეაქციის თავისუფალი ენერგია.

რედოქსის რეაქციის სპონტანური წარმოშობისთვის აუცილებელია, რომ კონიუგირებული წყვილების პოტენციური სხვაობა იყოს დადებითი მნიშვნელობა, რომელიც გამომდინარეობს განტოლებიდან, ე.ი. წყვილს, რომლის პოტენციალი უფრო მაღალია, შეუძლია იმოქმედოს როგორც ჟანგვის აგენტი. რეაქცია გრძელდება მანამ, სანამ ორივე წყვილის პოტენციალი თანაბარი გახდება. მაშასადამე, იმისთვის, რომ ვუპასუხოთ კითხვას, დაიჟანგება თუ არა მოცემული შემამცირებელი აგენტი მოცემული ჟანგვითი აგენტით, ან, პირიქით, უნდა იცოდეთ ΔE o. : ∆Eo = φ°ოქსიდი. - φ° დასვენება. რეაქცია მიმდინარეობს იმ მიმართულებით, რაც იწვევს სუსტი ჟანგვის აგენტის და სუსტი შემცირების აგენტის წარმოქმნას. ამრიგად, ორი კონიუგირებული წყვილის პოტენციალის შედარებით, შეიძლება ფუნდამენტურად გადაჭრას პროცესის მიმართულების პრობლემა.

დავალება.შესაძლებელია თუ არა Fe 3+ იონის შემცირება T1+ იონებით შემოთავაზებული სქემის მიხედვით:

რეაქციის ΔЕ° აქვს უარყოფითი მნიშვნელობა:

რეაქცია შეუძლებელია, რადგან Fe 3+ / Fe 2 + წყვილის დაჟანგული Fe 3+ ფორმა ვერ აჟანგებს T1 3 + / T1 + წყვილის T1+.

თუ რეაქციის EMF უარყოფითია, მაშინ რეაქცია მიმდინარეობსსაპირისპირო მიმართულებით. რაც უფრო დიდია ΔE°, მით უფრო ინტენსიურია რეაქცია.

დავალება.როგორია FeC1 3-ის ქიმიური ქცევა ხსნარში, რომელიც შეიცავს:

ა) NaI; ბ) NaBr?

ჩვენ ვადგენთ ნახევარრეაქციებს და ვპოულობთ წყვილების პოტენციალს:

ა) ერეაქციები 2I - + 2Fe 3 + = I 2 + 2Fe 2 + ტოლი იქნება 0,771-0,536 = = 0,235 ვ, ეაქვს დადებითი ღირებულება. შესაბამისად, რეაქცია მიდის თავისუფალი იოდის და Fe 2+ წარმოქმნისკენ.

ბ) რეაქციის E ° 2Br - + 2Fe 3 + = Br 2 + 2Fe 2 + ტოლი იქნება 0,771-1,065 = = -0,29 ვ. უარყოფითი მნიშვნელობა ე ოგვიჩვენებს, რომ რკინის ქლორიდი არ იჟანგება კალიუმის ბრომიდით.

8.6. წონასწორობის მუდმივი

რედოქსის რეაქცია

ზოგიერთ შემთხვევაში აუცილებელია ვიცოდეთ არა მხოლოდ რედოქსის რეაქციების მიმართულება და ინტენსივობა, არამედ რეაქციების სისრულე (რა პროცენტით გარდაიქმნება საწყისი მასალები რეაქციის პროდუქტებად). მაგალითად, in რაოდენობრივი ანალიზიშეიძლება დაეყრდნო მხოლოდ იმ რეაქციებს, რომლებიც პრაქტიკულად 100%-ით მიმდინარეობს. ამიტომ ამა თუ იმ რეაქციის გამოყენებამდე რაიმე პრობლემის გადასაჭრელად დაადგინეთ მუდმივი ტოლი

სისტემის ამ კუნძულის ნოვეზია (K R). რედოქს პროცესების Kp-ს დასადგენად გამოიყენება სტანდარტული რედოქს პოტენციალების ცხრილი და ნერნსტის განტოლება:

იმდენად, რამდენადაცროდესაც წონასწორობა მიიღწევა, ჟანგვის აგენტის კონიუგირებული წყვილისა და რედოქსის პროცესის შემცირების აგენტის პოტენციალი იგივე ხდება: φ ° ოქსიდი. - φ° დასვენება. = 0, მაშინ ე ო= 0. ნერნსტის განტოლებიდან წონასწორობის პირობებში ე ორეაქცია არის:

სადაც ნ- რედოქს რეაქციაში მონაწილე ელექტრონების რაოდენობა; P.S. პროდ. რაიონში და პ.ს. ref. c-c - შესაბამისად რეაქციის პროდუქტების წონასწორული კონცენტრაციების პროდუქტი და საწყისი მასალებირეაქციის განტოლებაში მათი სტექიომეტრიული კოეფიციენტების ხარისხში.

წონასწორობის მუდმივი მიუთითებს, რომ მოცემული რეაქციის წონასწორობის მდგომარეობა ხდება მაშინ, როდესაც რეაქციის პროდუქტების წონასწორობის კონცენტრაციის პროდუქტი ხდება 10-ჯერ მეტი საწყისი ნივთიერებების წონასწორული კონცენტრაციების პროდუქტზე. გარდა ამისა, დიდი ღირებულება Kp მიუთითებს, რომ რეაქცია მიმდინარეობს მარცხნიდან მარჯვნივ. Kp ცოდნით, შესაძლებელია, ექსპერიმენტული მონაცემების გამოყენების გარეშე, გამოვთვალოთ რეაქციის სისრულე.

8.7. რედოქსური რეაქციები ბიოლოგიურ სისტემებში

უჯრედებსა და ქსოვილებში სასიცოცხლო აქტივობის პროცესში შეიძლება მოხდეს ელექტრულ პოტენციალის განსხვავებები. ორგანიზმში ელექტროქიმიური გარდაქმნები შეიძლება დაიყოს 2 ძირითად ჯგუფად.

1. რედოქს პროცესები ელექტრონების ერთი მოლეკულიდან მეორეზე გადატანის გამო. ეს პროცესები ბუნებით ელექტრონულია.

2. იონების გადაცემასთან (მათი მუხტის შეცვლის გარეშე) და ბიოპოტენციალის წარმოქმნასთან დაკავშირებული პროცესები. ორგანიზმში დაფიქსირებული ბიოპოტენციალები ძირითადად მემბრანის პოტენციალი. ისინი იონური ხასიათისაა. ამ პროცესების შედეგად წარმოიქმნება პოტენციალი ქსოვილების სხვადასხვა ფენებს შორის სხვადასხვა ფიზიოლოგიურ მდგომარეობაში. ისინი დაკავშირებულია სხვადასხვა ინტენსივობის ფიზიოლოგიურ რედოქს პროცესებთან. მაგალითად, ფოტოსინთეზის პროცესის განსხვავებული ინტენსივობის შედეგად განათებულ და გაუნათებელ მხარეს ფოთლის ზედაპირის ქსოვილებში წარმოქმნილი პოტენციალი. განათებული ტერიტორია დადებითად არის დამუხტული გაუნათებელ ზონასთან მიმართებაში.

რედოქს პროცესებში, რომლებსაც აქვთ ელექტრონული ხასიათი, შეიძლება გამოიყოს სამი ჯგუფი.

პირველ ჯგუფში შედის პროცესები, რომლებიც დაკავშირებულია ნივთიერებებს შორის ელექტრონების გადაცემასთან ჟანგბადისა და წყალბადის მონაწილეობის გარეშე. ეს პროცესები ტარდება ელექტრონების გადაცემის კომპლექსების - ჰეტეროვალენტური და ჰეტერონუკლეარული კომპლექსების მონაწილეობით. ელექტრონის გადაცემა ხდება რთული ნაერთებიერთი და იგივე ლითონის ან სხვადასხვა ლითონის ატომების, მაგრამ ში სხვადასხვა ხარისხითდაჟანგვა. ელექტრონების გადაცემის აქტიური პრინციპია გარდამავალი ლითონები, რომლებიც აჩვენებენ რამდენიმე სტაბილურ ჟანგვის მდგომარეობას, ხოლო ელექტრონების და პროტონების გადატანა არ საჭიროებს დიდ ენერგეტიკულ ხარჯებს, გადაცემა შეიძლება განხორციელდეს დიდ დისტანციებზე. პროცესების შექცევადობა ციკლურ პროცესებში მრავალჯერადი მონაწილეობის საშუალებას იძლევა. ეს რხევითი პროცესები გვხვდება ფერმენტული კატალიზი(ციტოქრომები), ცილის სინთეზი, მეტაბოლური პროცესები. ეს ჯგუფიტრანსფორმაციები მონაწილეობს ანტიოქსიდანტური ჰომეოსტაზის შენარჩუნებაში და ორგანიზმის დაცვაში ოქსიდაციური სტრესისგან. ისინი არიან თავისუფალი რადიკალების პროცესების აქტიური რეგულატორები, რეაქტიული ჟანგბადის სახეობების, წყალბადის ზეჟანგის გამოყენების სისტემა და მონაწილეობენ სუბსტრატების დაჟანგვაში.

კატალაზა, პეროქსიდაზა, დეჰიდროგენაზა. ეს სისტემები ახორციელებენ ანტიოქსიდანტურ, ანტიპეროქსიდულ მოქმედებას.

მეორე ჯგუფი მოიცავს რედოქს პროცესებს, რომლებიც დაკავშირებულია ჟანგბადის და წყალბადის მონაწილეობასთან. მაგალითად, სუბსტრატის ალდეჰიდის ჯგუფის დაჟანგვა მჟავეში:

მესამე ჯგუფი მოიცავს პროცესებს, რომლებიც დაკავშირებულია სუბსტრატიდან პროტონებისა და ელექტრონების გადატანასთან, რომლებიც დამოკიდებულია pH-ზე, მიმდინარეობს დეჰიდროგენაზას (E) და კოენზიმების (Co) ფერმენტების ფორმირების დროს. გააქტიურებული კომპლექსიფერმენტ-კოენზიმ-სუბსტრატი (E-Co-S), ამაგრებს ელექტრონებს და წყალბადის კატიონებს სუბსტრატიდან და იწვევს მის დაჟანგვას. ასეთი კოენზიმია ნიკოტინამიდ ადენინ დინუკლეოტიდი (NAD +), რომელიც აკავშირებს ორ ელექტრონს და ერთ პროტონს:

AT ბიოქიმიური პროცესებიხდება კომბინირებული ქიმიური წონასწორობა: რედოქსული, პროტოლიზური და რთული წარმოქმნის პროცესები. პროცესები, როგორც წესი, ფერმენტული ხასიათისაა. ფერმენტული დაჟანგვის სახეები: დეჰიდროგენაზა, ოქსიდაზა (ციტოქრომები, თავისუფალი რადიკალების დაჟანგვა-აღდგენითი). ორგანიზმში მიმდინარე რედოქს პროცესები პირობითად შეიძლება დაიყოს შემდეგ ტიპებად: 1) სუბსტრატის ნახშირბადის ატომების გამო ინტრამოლეკულური დისმუტაციის (დისპროპორციაციის) რეაქციები; 2) ინტერმოლეკულური რეაქციები. ნახშირბადის ატომების ჟანგვის მდგომარეობის ფართო სპექტრის არსებობა -4-დან +4-მდე მიუთითებს მის ორმაგობაზე. მაშასადამე, ორგანულ ქიმიაში ხშირია ნახშირბადის ატომების გამო რედოქს-დისმუტაციური რეაქციები, რომლებიც ხდება ინტრა- და ინტერმოლეკულურად.

8.8. მემბრანის პოტენციალი

რ.ვირჩოუს დროიდან ცნობილია, რომ ცოცხალი უჯრედი- ეს ელემენტარული უჯრედი ბიოლოგიური ორგანიზაციაუზრუნველყოფს სხეულის ყველა ფუნქციას. ორგანიზმში მრავალი ფიზიოლოგიური პროცესის მიმდინარეობა დაკავშირებულია იონების გადატანასთან უჯრედებსა და ქსოვილებში და თან ახლავს პოტენციური განსხვავების გამოჩენა. მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მემბრანულ ტრანსპორტში პასიური ტრანსპორტინივთიერებები: ოსმოზი,

ფილტრაცია და ბიოელექტროგენეზი. ეს ფენომენი განისაზღვრება ბარიერის თვისებებით უჯრედის მემბრანები. შერჩევითი გამტარიანობის მემბრანით გამოყოფილი სხვადასხვა კონცენტრაციის ხსნარებს შორის პოტენციურ განსხვავებას მემბრანის პოტენციალი ეწოდება. მემბრანის პოტენციალი იონურია და არა ელექტრონული ბუნებით. ეს გამოწვეულია იონური ასიმეტრიის გამოჩენით, ე.ი. იონების არათანაბარი განაწილება მემბრანის ორივე მხარეს.

უჯრედშორისი გარემოს კათიონური შემადგენლობა ახლოსაა ზღვის წყლის იონურ შემადგენლობასთან: ნატრიუმი, კალიუმი, კალციუმი, მაგნიუმი. ევოლუციის პროცესში ბუნებამ შექმნა იონების ტრანსპორტირების სპეციალური გზა, ე.წ პასიური ტრანსპორტი,თან ახლავს პოტენციური განსხვავება. ხშირ შემთხვევაში, ნივთიერებების გადაცემის საფუძველია დიფუზია, ამიტომ პოტენციალს, რომელიც წარმოიქმნება უჯრედის მემბრანაზე, ზოგჯერ ე.წ. დიფუზიის პოტენციალი.ის არსებობს მანამ, სანამ იონის კონცენტრაცია არ დაიწევს. პოტენციური მნიშვნელობა მცირეა (0,1 ვ). გამარტივებული დიფუზია ხდება იონური არხებით. იონური ასიმეტრია გამოიყენება ნერვულ და კუნთოვან უჯრედებში აგზნების შესაქმნელად. თუმცა, მემბრანის ორივე მხარეს იონური ასიმეტრიის არსებობა ასევე მნიშვნელოვანია იმ უჯრედებისთვის, რომლებსაც არ შეუძლიათ აგზნების პოტენციალის გამომუშავება.

8.9. კითხვები და ამოცანები თვითშემოწმებისთვის

გაკვეთილებისთვის მომზადებული

და გამოცდები

1. მიეცით ელექტროდის და რედოქს პოტენციალის ცნება.

2. გაითვალისწინეთ ძირითადი შაბლონები, რომლებიც დაფიქსირდა რედოქს პოტენციალის სერიაში.

3. რა არის ნივთიერების შემცირების უნარის საზომი? მიეცით ყველაზე გავრცელებული შემცირების საშუალებების მაგალითები.

4. რა არის ნივთიერების ჟანგვის უნარის საზომი? მიეცით ყველაზე გავრცელებული ჟანგვის აგენტების მაგალითები.

5. როგორ შეიძლება განისაზღვროს რედოქსის პოტენციალი ექსპერიმენტულად?

6. როგორ შეიცვლება Co 3+ /Co 2+ სისტემის პოტენციალი მასში ციანიდის იონების შეყვანისას? ახსენი პასუხი.

7. მოიყვანეთ რეაქციების მაგალითი, რომლებშიც წყალბადის ზეჟანგი მჟავე და ტუტე გარემოში ჟანგვის (შემმცირებელი აგენტის) როლს ასრულებს.

8. რა მნიშვნელობა აქვს ცოცხალი სისტემების ფუნქციონირების რედოქს პოტენციალს ცენტრალური ატომის ლიგანდური გარემოს გამოვლენის ფენომენს?

9. კრებსის ციკლს გლუკოზის ბიოლოგიურ დაჟანგვაში დაუყოვნებლივ წინ უსწრებს რეაქცია:

სადაც NADH და NAD + არის ნიკოტინამიდის დინუკლეოტიდის შემცირებული და დაჟანგული ფორმა. რა მიმართულებით მიმდინარეობს ეს რედოქსული რეაქცია სტანდარტულ პირობებში?

10. რა ჰქვია ნივთიერებებს, რომლებიც შექცევად რეაგირებენ ჟანგვის აგენტებთან და იცავენ სუბსტრატებს?

11. მოიყვანეთ ბაქტერიციდული ნივთიერებების მოქმედების მაგალითები ჟანგვის თვისებებზე დაყრდნობით.

12. რეაქციები, რომლებიც ემყარება პერმანგანატომეტრიისა და იოდომეტრიის მეთოდებს. სამუშაო გადაწყვეტილებები და მათი მომზადების მეთოდები.

13. რა არის ბიოლოგიური როლირეაქციები, რომლებშიც იცვლება მანგანუმის და მოლიბდენის ჟანგვის მდგომარეობა?

14. როგორია აზოტის (III), აზოტის (IV), აზოტის (V) ნაერთების ტოქსიკური მოქმედების მექანიზმი?

15. როგორ ხდება სუპეროქსიდის იონის დეტოქსიკაცია ორგანიზმში? მიეცით რეაქციის განტოლება. რა როლი აქვს ლითონის იონებს ამ პროცესში?

16. როგორია ნახევრადრეაქციის ბიოლოგიური როლი: Fe 3+ + ē ↔ Fe 2+; Cu 2+ + ē ↔ Cu + ; Co 3+ + ē ↔ Co 2+ ? მიეცით მაგალითები.

17. როგორ არის დაკავშირებული სტანდარტული EMF რედოქსის პროცესის გიბსის ენერგიის ცვლილებასთან?

18. შეადარეთ ოზონის, ჟანგბადის და წყალბადის ზეჟანგის ჟანგვის ძალა კალიუმის იოდიდის წყალხსნართან მიმართებაში. მხარი დაუჭირეთ თქვენს პასუხს ცხრილის მონაცემებით.

19. რა ქიმიური პროცესები უდევს საფუძვლად სუპეროქსიდის ანიონის რადიკალისა და წყალბადის ზეჟანგის განეიტრალებას ორგანიზმში? მიეცით ნახევარრეაქციის განტოლებები.

20. მოიყვანეთ ცოცხალ სისტემებში რედოქს პროცესების მაგალითები, რასაც თან ახლავს d-ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილება.

21. მოიყვანეთ რედოქს რეაქციების გამოყენების მაგალითები დეტოქსიკაციისთვის.

22. მოიყვანეთ ჟანგვის აგენტების ტოქსიკური მოქმედების მაგალითები.

23. ხსნარში არის Cr 3+, Cr 2 O 7 2-, I 2, I - ნაწილაკები. დაადგინეთ რომელი მათგანი ურთიერთქმედებს სპონტანურად სტანდარტულ პირობებში?

24. მითითებულ ნაწილაკებიდან რომელია უფრო ძლიერი ჟანგვითი აგენტი მჟავე გარემოში KMnO 4 თუ K 2 Cr 2 O 7?

25. როგორ განვსაზღვროთ დისოციაციის მუდმივი სუსტი ელექტროლიტიიყენებთ პოტენციომეტრულ მეთოდს? დახაზეთ გალვანური უჯრედის ქიმიური წრედის დიაგრამა.

26. შესაძლებელია თუ არა ორგანიზმში RMnO 4 და NaNO 2 ხსნარების ერთდროულად შეყვანა?

8.10. ტესტები

1. რომელი ჰალოგენის მოლეკულები (მარტივი ნივთიერებები) ავლენენ რედოქს ორმაგობას?

ა) არცერთი, ყველა მათგანი მხოლოდ ოქსიდიზატორია;

ბ) ყველაფერი ფტორის გარდა;

გ) ყველაფერი იოდის გარდა;

დ) ყველა ჰალოგენი.

2. რომელ ჰალოგენურ იონს აქვს ყველაზე მაღალი აღმდგენი აქტივობა?

ა) F - ;

ბ) C1 - ;

გ) მე - ;

დ) Br - .

3. რომელი ჰალოგენები განიცდიან დისპროპორციულ რეაქციებს?

ა) ყველაფერი ფტორის გარდა;

ბ) ყველაფერი ფტორის, ქლორის, ბრომის გარდა;

გ) ყველაფერი ქლორის გარდა;

დ) არცერთი ჰალოგენი არ არის ჩართული.

4. ორი მილი შეიცავს KBr და KI ხსნარებს. FeCl 3 ხსნარი დაემატა ორივე მილს. რა შემთხვევაში ხდება ჰალოგენური იონი იჟანგება თავისუფალ ჰალოგენად, თუ E o (Fe 3+ / Fe 2+) = 0,77 ვ; E ° (Br 2 /2Br -) \u003d 1,06 V; E o (I2 / 2I -) \u003d 0,54 V?

ა) KBr და KI;

ბ) KI;

გ) KVR;

დ) არავითარ შემთხვევაში.

5. ყველაზე ძლიერი შემცირების აგენტი:

6. წყალბადის ზეჟანგის შემცველი რეაქციებიდან რომელ რეაქციაში იქნება აირისებრი ჟანგბადი?

7. შემოთავაზებული ელემენტებიდან რომელს აქვს ფარდობითი ელექტრონეგატიურობის უმაღლესი მნიშვნელობა?

ა) O;

ბ)C1;

გ) N;

დ) ს.

8. ორგანულ ნაერთებში ნახშირბადი ავლენს შემდეგ თვისებებს:

ა) ჟანგვის აგენტი;

ბ) აღმდგენი საშუალება;

თქვენი კარგი სამუშაოს გაგზავნა ცოდნის ბაზაში მარტივია. გამოიყენეთ ქვემოთ მოცემული ფორმა

სტუდენტები, კურსდამთავრებულები, ახალგაზრდა მეცნიერები, რომლებიც იყენებენ ცოდნის ბაზას სწავლასა და მუშაობაში, ძალიან მადლობლები იქნებიან თქვენი.

გამოქვეყნდა http:// www. ყველაფერი საუკეთესო. en/

ბელორუსის რესპუბლიკის ჯანდაცვის სამინისტრო

საგანმანათლებლო დაწესებულების

"გომელის სახელმწიფო სამედიცინო უნივერსიტეტი"

ზოგადი და ბიოორგანული ქიმიის დეპარტამენტი

რედოქსის რეაქციების როლი ორგანიზმში

დასრულებული:

კუპრეიჩიკ ვ.ვ.

შემოწმებულია:

ოდინცოვა მ.ვ.

გომელი 2016 წელი

შესავალი

1. მოკლე ისტორია

2. OVR სხეულში

3. OVR მედიცინასა და ფარმაციაში

4. რედოქს პოტენციალი

დასკვნა

ბიბლიოგრაფია

შესავალი

ბიოლოგიური დაჟანგვა აქვს დიდი ღირებულებაცოცხალი ორგანიზმებისთვის. უმეტესობასიცოცხლისთვის საჭირო ენერგია წარმოიქმნება რედოქსის რეაქციების შედეგად.

ნივთიერებების დაჟანგვა შეიძლება განხორციელდეს შემდეგი გზით: ა) წყალბადის ამოღება სუბსტრატიდან, რომელიც იჟანგება (დეჰიდროგენაციის პროცესი), ბ) სუბსტრატის მიერ ელექტრონის დონაცია, გ) სუბსტრატში ჟანგბადის დამატება. ყველა შემდეგი ტიპი გვხვდება ცოცხალ უჯრედებში. ჟანგვითი რეაქციები, კატალიზირებულია შესაბამისი ფერმენტების - ოქსიდორედუქტაზების მიერ. ჟანგვის პროცესი არ ხდება იზოლირებულად, ის დაკავშირებულია შემცირების რეაქციასთან: წყალბადის ან ელექტრონის დამატების რეაქციები ერთდროულად ხდება, ე.ი. რედოქსული რეაქციები ხდება. ოქსიდაცია ეხება ყველა ქიმიურ რეაქციას, რომელშიც ელექტრონები გამოიყოფა, რასაც თან ახლავს დადებითი ვალენტობის ზრდა. მაგრამ ერთი ნივთიერების დაჟანგვის პარალელურად უნდა მოხდეს შემცირებაც, ე.ი. ელექტრონების დამატება სხვა ნივთიერებაში.

ამრიგად, ბიოლოგიური დაჟანგვა და შემცირება არის ელექტრონების გადაცემის საპასუხო რეაქცია, რომელიც ხდება ცოცხალ ორგანიზმებში და ქსოვილის სუნთქვა ასეთია. ბიოლოგიური დაჟანგვა, რომელშიც ელექტრონის მიმღები არის მოლეკულური ჟანგბადი.

1. Მოკლე ისტორია

ბიოლოგიური დაჟანგვის პროცესების შესწავლა მე-18 საუკუნეში დაიწყო. ა.ლავუაზიე. მან ყურადღება გაამახვილა გარკვეული იდენტურობის არსებობაზე სხეულის გარეთ ორგანული ნივთიერებების წვის პროცესებსა და ცხოველების სუნთქვას შორის. აღმოჩნდა, რომ სუნთქვისას, ისევე როგორც წვის დროს, ჟანგბადი შეიწოვება და წარმოიქმნება CO2 და H2O, თუმცა ორგანიზმში „დაწვის“ პროცესი ძალიან ნელა მიმდინარეობს, უფრო მეტიც, ალის გარეშე.

A. Lavoisier-ის მუშაობის შემდეგ, მეცნიერებაში დიდი ხნის განმავლობაში დომინირებდა მოსაზრება, რომ წვის და ნელი დაჟანგვის ფენომენები იდენტურია. ნუტრიენტებისხეულში. თუმცა, გაუგებარი დარჩა, რატომ ხდება ორგანიზმში ეს განსაკუთრებული ნელი „წვა“, როცა არა ნორმალური პირობები. გარკვეულ დაბალ ტემპერატურაზე (36-37 ° C), ალის გაჩენის გარეშე (როგორც ხდება წვის დროს) და წყლის თანდასწრებით, რომლის შემცველობა ქსოვილებში აღწევს 75-80% -ს. მთლიანი მასადა რომელიც ნორმალურ პირობებში ხელს უშლის წვას. ეს მიუთითებდა, რომ ორგანიზმში ორგანული ნივთიერებების ნელი დაჟანგვა თავისი მექანიზმით მკვეთრად განსხვავდება ჰაერში ორგანული ნივთიერებების (ხის, ქვანახშირი და ა.შ.) ჩვეულებრივი წვისგან, თუმცა საბოლოო პროდუქტები ორივე შემთხვევაში არის CO2 და წყალი.

თავდაპირველად, მეცნიერები ცდილობდნენ აეხსნათ ცოცხალ ორგანიზმებში ჟანგვითი პროცესების ასეთი თავისებური მიმდინარეობის მიზეზი სხეულის უჯრედებში ჟანგბადის „გააქტიურებით“.

ბიოლოგიური დაჟანგვის ერთ-ერთი პირველი თეორია, რომელიც დაკავშირებულია ჟანგბადის „გააქტიურებასთან“, შეიმუშავა რუსმა მეცნიერმა O.M. მის მოლეკულაში (-OO-) აქტივაცია ხდება, კერძოდ, თუ გარემოში არის ნაერთები, რომლებიც ადვილად იჟანგება. მაგალითად, ქონა ორმაგი ობლიგაციები), ოქსიგენაზას ფერმენტების მონაწილეობით.

ნაერთები ადვილად იჟანგება, მაგალითად, უჯერი ცხიმოვანი მჟავარეაგირებს ჟანგბადთან პეროქსიდების წარმოქმნით. ამ რეაქციებში ჟანგვის პარალელურად მიმდინარეობს შემცირება. ამრიგად ო.მ. ბახმა იყო პირველი, ვინც ჩამოაყალიბა სუნთქვის დროს რედოქს პროცესების კონიუგაციის იდეა. თეორია ა.ნ. ბახს უწოდეს ჟანგბადის აქტივაციის „პეროქსიდის თეორია“.

თუმცა, ჟანგბადის გააქტიურების ნამდვილი მექანიზმი სხვადასხვა სასუნთქი სუბსტრატების დაჟანგვის დროს განსხვავებული აღმოჩნდა.

ბიოლოგიური დაჟანგვის თეორიის შემუშავებაში მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა კიდევ ერთი რუსი მეცნიერის, ვ.ი. პალადინა (1907). მან შეიმუშავა სუნთქვის, როგორც ფერმენტული პროცესების სისტემის კონცეფცია და განსაკუთრებული მნიშვნელობა დაუთმო წყალბადის ელიმინაციის გზით სუბსტრატების დაჟანგვას (დეჰიდროგენაციის პროცესი).

მცენარეებში სუბსტრატების დაჟანგვის შესწავლა, ვ.ი. პალადინმა აღმოაჩინა, რომ ეს შეიძლება მოხდეს ჟანგბადის გარეშე, თუ გარემო შეიცავს ნივთიერებებს, რომლებსაც შეუძლიათ დაჟანგვის დროს გაყოფილი წყალბადის დამატება. ასეთი ნივთიერებები შეიძლება იყოს პიგმენტები ან ქრომოგენები და სხვა ნივთიერებები, რომლებიც მოქმედებენ როგორც წყალბადის შუალედური მატარებლები. სუბსტრატებიდან წყალბადის მიმაგრებით ისინი იჟანგება, ქრომოგენები აღდგება და ხდება უფერო. ამრიგად, ვ.ი. პალადინი მიმაგრებულია დიდი მნიშვნელობაჟანგვის პროცესი, როგორც დეჰიდროგენაციის პროცესი, ასევე ხაზგასმულია ჟანგბადის, როგორც წყალბადის მიმღების მნიშვნელოვანი როლი ბიოლოგიურ დაჟანგვის პროცესებში.

კვლევა V.I. პალადინი დადასტურდა გ. ვილანდის ნაშრომებით, რომელმაც დაადგინა ალდეჰიდის დაჟანგვის მაგალითის გამოყენებით, რომ სუბსტრატის დეჰიდროგენაციის პროცესი არის მთავარი პროცესი, რომელიც საფუძვლად უდევს ბიოლოგიურ დაჟანგვას და ჟანგბადი უკვე ურთიერთქმედებს გააქტიურებულ წყალბადის ატომებთან. ამრიგად, შეიქმნა ნივთიერებების დაჟანგვის კონცეფცია მათი დეჰიდროგენაციით, რომელიც ცნობილი გახდა პალ-ლადინ-ვილანდის თეორიის სახელით. დიდი როლიეს თეორია დადასტურდა დეჰიდროგენაზას მთელი რიგი ფერმენტების აღმოჩენითა და შესწავლით, რომლებიც ახდენენ წყალბადის ატომების ელიმინაციას სხვადასხვა სუბსტრატებიდან.

შემდგომში შეისწავლეს: სუნთქვის კავშირი სხვა მეტაბოლურ პროცესებთან, მათ შორის ფოსფორილირების პროცესთან; ბიოლოგიური დაჟანგვის რეაქციების კატალიზატორი ფერმენტების თვისებები; ამ ფერმენტების ლოკალიზაცია უჯრედში; ენერგიის დაგროვებისა და გარდაქმნის მექანიზმი და ა.შ.

ბიოლოგიური დაჟანგვის შესწავლაში მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანეს ო.ვარბურგმა, დ.კეილინმა, გ.კრებსმა, პ. მიტჩელმა, დ. გრინმა, ა. ლენინგერმა, ბ. ჩანსმა, ე. რეკერმა, ვ.ო. ენგელჰარდტი, ვ.ა. ბელიცერი, ს.ე. სევერინი, ვ.პ. სკულაჩევი და სხვები.

2. OVR სხეულში

რედოქს რეაქციები განსაკუთრებულ როლს თამაშობს მეტაბოლიზმსა და ენერგიაში, რომელიც ხდება ადამიანისა და ცხოველის ორგანიზმში. ჟანგვის რეაქცია განუყოფელია შემცირების რეაქციისგან და ორივე ეს პროცესი უნდა განიხილებოდეს განუყოფელ ერთობაში. ნებისმიერ რედოქს რეაქციაში, ატომების ჟანგვის მდგომარეობების ალგებრული ჯამი უცვლელი რჩება. ბევრი რედოქსული რეაქცია მცირდება მხოლოდ ჟანგვის აგენტისა და აღმდგენი აგენტის ურთიერთქმედებით. მაგრამ ყველაზე ხშირად, თუ რეაქცია ხორციელდება წყალხსნარში, რედოქსის პროცესის მიმდინარეობას აქვს დიდი გავლენარეაგენტების ურთიერთქმედება წყლის წყალბადთან და ჰიდროქსილის იონებთან, აგრეთვე ხსნარში არსებულ მჟავებთან და ტუტეებთან. ზოგჯერ გარემოს გავლენა რედოქს პროცესის მიმდინარეობაზე იმდენად დიდია, რომ ზოგიერთი რეაქცია შეიძლება განხორციელდეს მხოლოდ მჟავე ან ტუტე გარემოში. დან მჟავა-ტუტოვანი ბალანსიგარემო დამოკიდებულია რედოქს რეაქციის მიმართულებაზე, ელექტრონების რაოდენობაზე, რომლებიც მიმაგრებულია ჟანგვის აგენტის მოლეკულის (იონის) მიერ და გადაცემულია აღმდგენი აგენტის მოლეკულის (იონის) მიერ და ა.შ. მაგალითად, რეაქცია იოდიდებსა და იოდატებს შორის. იოდის ელემენტების გამოყოფით მიმდინარეობს მხოლოდ თანდასწრებით ძლიერი მჟავებიდა ძლიერ ტუტე გარემოში, გაცხელებისას შეიძლება მოხდეს საპირისპირო რეაქცია.

მეტაბოლიზმს, რომელშიც რედოქს პროცესები თამაშობენ ასეთ მნიშვნელოვან როლს, აქვს ორი მხარე: 1) პლასტიკა, რომელიც იშლება ორგანიზმისთვის საჭირო რთული ორგანული ნივთიერებების სინთეზამდე. სამშენებლო მასალებიქსოვილებისა და უჯრედების განახლებისთვის, ნივთიერებებისგან, რომლებიც ძირითადად საკვებთან ერთად მოდის (ეს არის ანაბოლური პროცესები, ან ასიმილაციის პროცესები, რომლებიც საჭიროებენ ენერგიის ხარჯებს) - 2) ენერგია, რომელიც იშლება რთული მაღალმოლეკულური ნივთიერებების დაშლამდე (დაჟანგვამდე). რომლებიც ასრულებენ ბიოლოგიური საწვავის როლს, უფრო მარტივს - წყალში, ნახშირორჟანგში და ა.შ.

რედოქს რეაქციები არსებითი რგოლებია როგორც ანაბოლური, ისე კატაბოლური პროცესების კომპლექსურ ჯაჭვში, მაგრამ მათი როლი განსაკუთრებით დიდია, როგორც ცოცხალი ორგანიზმის ენერგიის ძირითადი წყარო. ორგანიზმები, რომლებიც არსებობენ აერობულ პირობებში (ანუ ჰაერში ჟანგბადის ჟანგვის ატმოსფეროში) ამ ენერგიას იღებენ სუნთქვის პროცესით, რის შედეგადაც ორგანიზმში შემავალი საკვები ნივთიერებები უჯრედებსა და ქსოვილებში იჟანგება ნახშირორჟანგად, წყალში, ამიაკად. , შარდოვანა და სხვა ნარჩენი პროდუქტები ხასიათდება შედარებით მცირე ღირებულებებიენერგია და ენტროპიის მაღალი მნიშვნელობები (ბერძნულიდან - შემობრუნება, ტრანსფორმაცია - მრავალი ელემენტისგან შემდგარი სისტემის არეულობის საზომი).

სუნთქვის პროცესი ეფუძნება რედოქს რეაქციას, რომლის დროსაც დიატომიური ჟანგბადის მოლეკულა ქმნის წყლის ორ მოლეკულას. გარეგანი სუნთქვის პროცესში ატმოსფერული ჟანგბადი უერთდება ჰემოგლობინს და ოქსიჰემოგლობინის სახით სისხლის ნაკადით მიეწოდება ქსოვილების კაპილარებს. ქსოვილის პროცესში, ან უჯრედული სუნთქვაქსოვილები და უჯრედები შთანთქავენ ამ ჟანგბადს, რის გამოც ორგანიზმში შემავალი ჟანგბადის დაჟანგვა ხდება. გარე გარემოცილები, ცხიმები და ნახშირწყლები. ვენური სისხლის ნაკადით ერთდროულად წარმოქმნილი ნახშირორჟანგი იგზავნება ფილტვებში და იქ, ალვეოლის კედლებში დიფუზირებით, აღმოჩნდება ამოსუნთქული ჰაერის ნაწილი. მაგრამ ბიოლოგიური დაჟანგვის ამ პროცესებში სუბსტრატები, რომლებიც უშუალოდ ექვემდებარება ჟანგბადს, არ არის იგივე. მაკრომოლეკულური ნაერთები, რომლებიც თავდაპირველად საკვების შემადგენლობაში იყო და კუჭ-ნაწლავის ტრაქტში ჰიდროლიზური გახლეჩის შედეგად წარმოიქმნა, უფრო მარტივი, დაბალი მოლეკულური წონის პროდუქტებია.

ჰიდროლიზის შედეგად დისიმილაციის პირველ ეტაპზე რთული ნახშირწყლები- სახამებელი, საქაროზა, გლიკოგენი და სხვა ამილაზების მონაწილეობით გარდაიქმნება გლუკოზად და სხვა მონოსაქარიდებად. ცხიმები ლიპაზების მონაწილეობით გარდაიქმნება ცხიმოვან მჟავებად და გლიცეროლად. პროტეოლიზური ფერმენტების მოქმედებით ცილები გარდაიქმნება დაბალმოლეკულური წონის პეპტიდებად და ამინომჟავებად. ამ ეტაპზე გამოიყოფა ენერგია, რომელიც არ აღემატება მთლიანი ქიმიური ენერგიის 1%-ს. ნუტრიენტები. პროდუქტების ნაწილს, რომლებიც წარმოიქმნა დისიმილაციის პირველ ეტაპზე, ადამიანის სხეული იყენებს, როგორც საწყის მასალას ანაბოლური რეაქციებისთვის, რომლებიც დაკავშირებულია ქსოვილებისა და უჯრედების სამშენებლო მასალების მოპოვებასთან, აგრეთვე ქიმიური საწვავის მიწოდებასთან.

ჰიდროლიზის პროდუქტების სხვა ნაწილი განიცდის დაჟანგვას, რომელშიც ნახშირორჟანგთან, წყალთან, ამიაკისთან, შარდოვანასთან და ა.შ. წარმოიქმნება არასრული დაჟანგვის პროდუქტებიც.

დისიმილაციის მეორე ეტაპზე დაახლოებით 1/3 სულენერგია, მაგრამ გამოთავისუფლებული ენერგია ჯერ კიდევ არ არის დაგროვილი მაღალენერგეტიკული ნივთიერებების წარმოქმნით.

დისიმილაციის მესამე ეტაპზე, სრული დაჟანგვაყველა ჩამოყალიბდა მეორე ეტაპზე შუალედური პროდუქტები: წყალი, ნახშირორჟანგი, ამიაკი, შარდოვანა და ა.შ. გამოიყოფა ორგანიზმის მიერ საკვები ნივთიერებებისგან მიღებული ქიმიური ენერგიის დარჩენილი 2/3. ამ რთულ ქიმიურ პროცესს, რომელიც მოიცავს ათ ზედიზედ რეაქციას, რომელთაგან თითოეული კატალიზირებულია შესაბამისი ფერმენტის მიერ, ეწოდება ტრიკარბოქსილის მჟავას ციკლი ან კრებსის ციკლი. ამ თანმიმდევრული რეაქციების განსახორციელებლად საჭირო ფერმენტები ლოკალიზებულია მემბრანაში სტრუქტურული ელემენტებიუჯრედები არის მიტოქონდრია. ჟანგვის თიოსულფატის ანტიდოტი წყალი

დისიმილაციის მესამე ეტაპზე გამოიყოფა ენერგიის 40–60%, რომელსაც ორგანიზმი იყენებს მაღალენერგეტიკული ნივთიერებების სინთეზისთვის.

ამრიგად, ორგანიზმში ნუტრიენტების დისიმილაციის განხილული ეტაპები აჩვენებს, რომ ორგანიზმის ენერგომომარაგება 99%-ით უზრუნველყოფილია მასში რედოქს პროცესების წარმოქმნით.

გარდა ამისა, ორგანიზმში რედოქსული რეაქციების დახმარებით ზოგიერთი ტოქსიკური ნივთიერებებიწარმოიქმნება მეტაბოლიზმის დროს. ამ გზით ორგანიზმი თავისუფლდება ბიოქიმიური დაჟანგვის შუალედური პროდუქტების მავნე ზემოქმედებისგან.

3. OVR მედიცინასა და ფარმაციაში

ინფორმაცია სხვადასხვა რედოქს თვისებების შესახებ წამლებისაშუალებას გაძლევთ გადაწყვიტოთ თავსებადობის საკითხები პაციენტთან მათი ერთდროული დანიშვნის, ასევე მათი ერთობლივი შენახვის დასაშვებობასთან. ამ მონაცემების გათვალისწინებით ირკვევა სერიის შეუთავსებლობა. წამლები(როგორიცაა კალიუმის იოდიდი და ნატრიუმის ნიტრიტი, კალიუმის პერმანგანატი და ნატრიუმის თიოსულფატი, წყალბადის ზეჟანგი და იოდიდები და ა.შ.).

ხშირ შემთხვევაში ფარმაცევტული თვისებები სამედიცინო პრეპარატებიპირდაპირ კავშირშია მათ რედოქს თვისებებთან. მაგალითად, ბევრი ანტისეპტიკური, ანტიმიკრობული და სადეზინფექციო საშუალება (იოდი, კალიუმის პერმანგანატი, წყალბადის ზეჟანგი, სპილენძის, ვერცხლის და ვერცხლისწყლის მარილები) არის ამავე დროს ძლიერი ჟანგვის აგენტები.

ნატრიუმის თიოსულფატის, როგორც უნივერსალური ანტიდოტის (ანტიდოტის) გამოყენება ემყარება მის უნარს მონაწილეობა მიიღოს რედოქს რეაქციებში, როგორც ჟანგვის აგენტი და როგორც შემამცირებელი აგენტი. დარიშხანის, ვერცხლისწყლის და ტყვიის ნაერთებით მოწამვლის შემთხვევაში, ნატრიუმის თიოსულფატის ხსნარის მიღება იწვევს ნაკლებად ხსნადი და, შესაბამისად, პრაქტიკულად არატოქსიკური სულფატების წარმოქმნას. მოწამვლის შემთხვევაში ჰიდროციანმჟავაან ციანიდები, ნატრიუმის თიოსულფატი შესაძლებელს ხდის მათ გარდაქმნას ტოქსიკური ნივთიერებებინაკლებად შხამიან როდანიდის ნაერთებად. ჰალოგენებითა და სხვა ძლიერი ჟანგვითი საშუალებებით მოწამვლის შემთხვევაში ნატრიუმის ტრიოსულფატის ანტიტოქსიკური მოქმედება განპირობებულია მისი ზომიერი შემცირებითი თვისებებით.

4. რედოქსის პოტენციალი

რედოქს პროცესებზე საუბრისას, უნდა აღინიშნოს, რომ ჟანგვის ან შემცირების რეაქციების დროს ელექტრო პოტენციალიდაჟანგული ან შემცირებული ნივთიერება: ერთი ნივთიერება, რომელიც ტოვებს ელექტრონებს და დადებითად დამუხტავს, იჟანგება, მეორე, რომელიც იძენს ელექტრონებს და უარყოფითად დამუხტულია, აღდგება. მათ შორის ელექტრული პოტენციალის განსხვავება არის რედოქს პოტენციალი (ORP).

რედოქს პოტენციალი არის საზომი ქიმიური აქტივობაელემენტები ან მათი ნაერთები შექცევად ქიმიურ პროცესებში, რომლებიც დაკავშირებულია ხსნარებში იონების მუხტის ცვლილებასთან. ეს ნიშნავს, რომ ORP, რომელსაც ასევე უწოდებენ რედოქს პოტენციალს (ინგლისური RedOx - შემცირება / დაჟანგვა), ახასიათებს ელექტრონების აქტივობის ხარისხს რედოქს რეაქციებში, ანუ რეაქციებში, რომლებიც დაკავშირებულია ელექტრონების დამატებასთან ან გადაცემასთან. გაზომვებში (ელექტროქიმიაში) ამ განსხვავების სიდიდე აღინიშნება როგორც Eh და გამოიხატება მილივოლტებში. რაც უფრო მაღალია კომპონენტების კონცენტრაცია, რომლებსაც შეუძლიათ დაჟანგვა, კომპონენტების კონცენტრაციამდე, რომლებიც შეიძლება აღდგეს, მით უფრო მაღალია რედოქსის პოტენციალი. ისეთი ნივთიერებები, როგორიცაა ჟანგბადი და ქლორი, მიდრეკილია ელექტრონების მიღებისა და მაღალი ელექტრული პოტენციალის მქონე; ამიტომ, არა მხოლოდ ჟანგბადი, არამედ სხვა ნივთიერებებიც (კერძოდ, ქლორი) შეიძლება იყოს ჟანგვის აგენტი, ხოლო ნივთიერებები, როგორიცაა წყალბადი, პირიქით, ადვილად. ჩუქნი ელექტრონებს და აქვთ დაბალი ელექტრული პოტენციალი. ჟანგბადს აქვს ყველაზე დიდი ჟანგვის უნარი, წყალბადს კი ყველაზე შემცირების უნარი, მაგრამ მათ შორის არის სხვა ნივთიერებები, რომლებიც წყალშია და ნაკლებად ინტენსიურად ასრულებენ ან ჟანგვის ან შემცირების როლს.

ORP მნიშვნელობა თითოეული რედოქსის რეაქციისთვის შეიძლება იყოს დადებითი ან უარყოფითი.

მაგალითად, ბუნებრივ წყალში, Eh-ის მნიშვნელობა მერყეობს -400-დან +700 მვ-მდე, რაც განისაზღვრება მასში მიმდინარე ჟანგვის და შემცირების პროცესების მთლიანობით. წონასწორობის პირობებში, ORP მნიშვნელობა ახასიათებს გარკვეულწილად წყლის გარემოდა მისი ღირებულება საშუალებას გვაძლევს გამოვიტანოთ ზოგადი დასკვნა ქიმიური შემადგენლობაწყალი.

ბიოქიმიაში, რედოქს პოტენციალის მნიშვნელობები გამოხატულია არა მილივოლტებში, არამედ rH-ის ჩვეულებრივ ერთეულებში (შემცირების Hydrogenii).

rH თვითნებური ერთეულების მასშტაბი შეიცავს 42 განყოფილებას.

"0" ნიშნავს სუფთა წყალბადს,

"42" - სუფთა ჟანგბადი,

„28“ ნეიტრალური გარემოა.

pH და rH მჭიდრო კავშირშია.

ოქსიდაციური პროცესები აქვეითებს მჟავა-ტუტოვანი ბალანსს (რაც უფრო მაღალია rH, მით უფრო დაბალია pH), ხოლო შემცირების პროცესები ხელს უწყობს pH-ის მატებას. თავის მხრივ, pH მნიშვნელობა გავლენას ახდენს rH მნიშვნელობაზე.

ადამიანის ორგანიზმში რედოქსის რეაქციების დროს გამოთავისუფლებული ენერგია იხარჯება ჰომეოსტაზის შენარჩუნებაზე (შემადგენლობისა და თვისებების შედარებითი დინამიური მუდმივი შიდა გარემოდა სხეულის ძირითადი ფიზიოლოგიური ფუნქციების სტაბილურობა) და სხეულის უჯრედების რეგენერაცია, ანუ ორგანიზმის სასიცოცხლო პროცესების უზრუნველყოფა.

ადამიანის სხეულის შიდა გარემოს ORP, რომელიც იზომება პლატინის ელექტროდზე ვერცხლის ქლორიდის საცნობარო ელექტროდთან შედარებით, ყოველთვის ნორმალურია. ნულზე ნაკლები, ანუ აქვს უარყოფითი მნიშვნელობები, რომლებიც, როგორც წესი, -100-დან -200 მილივოლტამდეა. სასმელი წყლის ORP, გაზომილი იმავე გზით, თითქმის ყოველთვის მეტია ნულზე, ჩვეულებრივ +100-დან +400 მვ-მდე დიაპაზონში. ეს ეხება თითქმის ყველა სახის სასმელ წყალს, რომელიც მიედინება ონკანებიდან მსოფლიოს ყველა ქალაქში, რომელიც იყიდება მინაში და პლასტმასის ბოთლები, რომელიც მიიღება პირის ღრუში გაწმენდის შემდეგ

უკუ ოსმოსის ქარხნები და სხვადასხვა დიდი და პატარა წყლის გამწმენდი სისტემების უმეტესობა.

ეს განსხვავებები ადამიანის სხეულის შიდა გარემოსა და სასმელ წყალში ORP-ში ნიშნავს, რომ ელექტრონების აქტივობა ადამიანის სხეულის შიდა გარემოში გაცილებით მაღალია, ვიდრე ელექტრონების აქტივობა სასმელ წყალში.

ელექტრონების აქტივობა სხეულის შინაგანი გარემოს ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელია, რადგან ის პირდაპირ კავშირშია ფუნდამენტური პროცესებისასიცოცხლო აქტივობა.

როცა ჩვეულებრივ წყლის დალევააღწევს ადამიანის (ან სხვა) ორგანიზმის ქსოვილებში, იღებს ელექტრონებს უჯრედებიდან და ქსოვილებიდან, რომლებიც შედგება 80–90% წყლისგან. Როგორც შედეგი ბიოლოგიური სტრუქტურებიორგანიზმი (უჯრედის მემბრანები, უჯრედის ორგანელები, ნუკლეინის მჟავადა სხვა) განიცდიან ჟანგვითი დეგრადაციას. ასე იწურება სხეული, ბერდება, სასიცოცხლო ორგანოები კარგავენ ფუნქციას. მაგრამ ეს უარყოფითი პროცესები შეიძლება შენელდეს, თუ წყალი შედის სხეულში საკვებითა და სასმელებით, რომელსაც აქვს სხეულის შინაგანი გარემოს თვისებები, ანუ აქვს დამცავი და აღდგენითი თვისებები.

იმისათვის, რომ ორგანიზმმა ოპტიმალურად გამოიყენოს სასმელი წყალი დადებითი ღირებულებარედოქს პოტენციალი, მისი ORP უნდა შეესაბამებოდეს სხეულის შიდა გარემოს ORP მნიშვნელობას. საჭირო ცვლილებაორგანიზმში წყლის ORP წარმოიქმნება უჯრედის მემბრანების ელექტრული ენერგიის დახარჯვის გამო, ე.ი. მაღალი დონე, ენერგია, რომელიც რეალურად არის საკვები ნივთიერებების ტრანსფორმაციის ბიოქიმიური ჯაჭვის საბოლოო პროდუქტი.

წყლის ბიოშეთავსებადობის მისაღწევად ორგანიზმის მიერ დახარჯული ენერგიის რაოდენობა პროპორციულია მისი ოდენობისა და წყლის ORP-სა და სხეულის შიდა გარემოს შორის სხვაობისა.

თუ ორგანიზმში შემავალ სასმელ წყალს აქვს ORP, რომელიც ახლოსაა ადამიანის სხეულის შიდა გარემოს ORP-თან, მაშინ ელექტრო ენერგიაუჯრედის მემბრანები ( სასიცოცხლო ენერგიასხეული) არ იხარჯება წყლის ელექტრონების აქტივობის კორექტირებაზე და წყალი დაუყოვნებლივ შეიწოვება, რადგან მას აქვს ბიოლოგიური თავსებადობა ამ პარამეტრში. თუ სასმელ წყალს აქვს ORP უფრო უარყოფითი, ვიდრე სხეულის შინაგანი გარემოს ORP, მაშინ ის კვებავს მას ამ ენერგიით, რომელსაც უჯრედები იყენებენ, როგორც ორგანიზმის ანტიოქსიდანტური დაცვის ენერგიის რეზერვს გარე გარემოს მავნე ზემოქმედებისგან.

დასკვნა

სუნთქვა, მცენარეების მიერ ნახშირორჟანგის ათვისება ჟანგბადის გამოყოფით, მეტაბოლიზმი და რიგი სხვა ქიმიური პროცესები ძირითადად რედოქსული რეაქციებია. საწვავის წვა ორთქლის ქვაბებისა და ძრავების ღუმელებში შიგაწვის, ლითონების ელექტროლიტური დეპონირება, გალვანურ უჯრედებში და ბატარეებში მიმდინარე პროცესები მოიცავს ჟანგვა-აღდგენით რეაქციებს.

ქვითარი ელემენტარული ნივთიერებები(რკინა, ქრომი, მანგანუმი, ოქრო, ვერცხლი, გოგირდი, ქლორი, იოდი და სხვ.) და ძვირფასი ქიმიური პროდუქტები (ამიაკი, ტუტე, აზოტის, გოგირდის და სხვა მჟავები) ეფუძნება რედოქს რეაქციებს.

რედოქსზე ანალიზური ქიმიადაარსდა მოცულობითი ანალიზის მეთოდები: პერმანგანატომეტრია, იოდომეტრია, ბრომატომეტრია და სხვა, რომლებიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ წარმოების პროცესების კონტროლსა და სამეცნიერო კვლევებში.

ამრიგად, ბუნებაში მიმდინარე და ადამიანის მიერ განხორციელებული ქიმიური პროცესების უმეტესობა მასშია პრაქტიკული აქტივობები, არის რედოქსული რეაქციები. ეს რეაქციები არის ძირითადი პროცესები, რომლებიც უზრუნველყოფენ ნებისმიერი ორგანიზმის სასიცოცხლო აქტივობას და დიდი მნიშვნელობა აქვს თეორიასა და პრაქტიკაში.

ქიმიური რეაქციების ბუნებისა და ნიმუშების ღრმა ცოდნა შესაძლებელს ხდის მათ კონტროლს და მათ გამოყენებას ახალი ნივთიერებების სინთეზისთვის. ასიმილაცია ზოგადი ნიმუშებიქიმიური რეაქციების მიმდინარეობა აუცილებელია არაორგანული და ორგანული ნივთიერებების თვისებების შემდგომი შესწავლისთვის, რაც მნიშვნელოვანია ადამიანის ორგანიზმში მიმდინარე პროცესების გასაგებად.

ბიბლიოგრაფია

1. გლინკა ნ.ლ. ზოგადი ქიმია: სახელმძღვანელოუნივერსიტეტებისთვის. / რედ. ა.ი. ერმაკოვი. - M.: Integral-Press, 2002. - 728გვ.

2. ზოგადი ქიმია. ბიოფიზიკური ქიმია. Ქიმია ნუტრიენტები. / რედ. ერშოვა იუ.ა. - მე -3 გამოცემა, M .: Vyssh.shk., 2002. - 560

3. ენციკლოპედიური ლექსიკონი ახალგაზრდა ქიმიკოსი. / კომპ. Kritsman V.A., Stanzo V.V. - მე-2 გამოცემა. - მ .: პედაგოგიკა, 1990. - 320გვ.

მასპინძლობს Allbest.ru-ზე

...

მსგავსი დოკუმენტები

დაჟანგვის არსი და სახეები - ჟანგბადის დამატების ან წყალბადის მოცილების ქიმიური რეაქციები. წყალში ლითონის აღდგენის მეთოდების გაცნობა და მარილის ხსნარები. რედოქს რეაქციების თეორიის ძირითადი დებულებების შესწავლა.

რეზიუმე, დამატებულია 03.10.2011წ

წყალბადის და ჰიდროქსილის მაჩვენებლების განსაზღვრა. რედოქსის რეაქციების და ელექტრონული ბალანსის შედგენა. რეაქტიული ნივთიერებების ატომების ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილება. ხარისხობრივი რეაქციებისხვადასხვა ანალიტიკური ჯგუფის კატიონებად.

პრაქტიკული სამუშაო, დამატებულია 02/05/2012

ყველაზე მნიშვნელოვანი ჟანგვის და შემცირების აგენტები. რედოქს რეაქციების განტოლებების შედგენა და სტოქიომეტრიული კოეფიციენტების შერჩევა. გავლენა სხვადასხვა ფაქტორებირეაქციების მიმდინარეობაზე. რედოქსის ეკვივალენტი, კანონის არსი.

ლექცია, დამატებულია 22/04/2013

რედოქსის ტიტრირების მეთოდები. ძირითადი ჟანგვის და შემცირების აგენტები. ფაქტორები, რომლებიც გავლენას ახდენენ რედოქს რეაქციებზე. რედოქს რეაქციის გამოყენება ანალიზში სამკურნალო ნივთიერებები. ნატრიუმის თიოსულფატის ხსნარები.

პრეზენტაცია, დამატებულია 21/10/2013

რედოქსის რეაქციების განტოლებების შედგენა ელექტრონული ბალანსის მეთოდით. ჟანგვის მდგომარეობა, როგორც ელემენტის ატომის პირობითი მუხტი. საერთო რესტავრატორები. თავისუფალი არამეტალები, რომლებიც გადაიქცევა უარყოფით იონებად. კონცენტრაციის გავლენა.

პრეზენტაცია, დამატებულია 05/17/2014

ჟანგვის და შემცირების პროცესების მახასიათებლები. ატომების ჟანგვის მდგომარეობის განსაზღვრის წესები ქიმიური ელემენტები, ტერმინოლოგია და წესები OVR-ში კავშირის ფუნქციის განსაზღვრისათვის. განტოლებების შედგენის ხერხები: ელექტრონული ბალანსი, ნახევარრეაქციები.

პრეზენტაცია, დამატებულია 03/20/2011

ყველაზე მნიშვნელოვანი ჟანგვის და შემცირების აგენტები. CO-ს განსაზღვრის წესები. რედოქსული რეაქციების განტოლებების შედგენა და სტოქიომეტრიული კოეფიციენტების შერჩევა. სხვადასხვა ფაქტორების გავლენა OVR-ის მიმდინარეობაზე. ლითონების ძაბვის ელექტროქიმიური სერია.

პრეზენტაცია, დამატებულია 08/11/2013

მახასიათებლებირედოქსული რეაქციები. სტანდარტული წყალბადის ელექტროდის სქემა. ნერნსტის განტოლება. თეორიული ტიტრების მრუდები. ეკვივალენტური წერტილის განმარტება. რედოქსის ინდიკატორები, პერმანგანატომეტრია.

საკურსო ნაშრომი, დამატებულია 05/06/2011

რედოქს რეაქციების კლასიფიკაცია ორგანულ და არაორგანული ქიმია. ქიმიური პროცესები, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ნივთიერებები. ალდეჰიდების რედუქცია შესაბამის სპირტებამდე. წყლის ორთქლის თერმული დისოციაციის პროცესები.

რეზიუმე, დამატებულია 04.11.2011წ

რედოქს რეაქციების თეორიის დებულებები. ყველაზე მნიშვნელოვანი ჟანგვის და შემცირების აგენტები. ელემენტების ჟანგბადის შემცველი მარილები. ლითონის ჰიდრიდები. ელექტრონული ბალანსის მეთოდი. ნახევრადრეაქციის მეთოდის თავისებურებები. იონების შემცირების განსაკუთრებული განტოლება.

ოქსიდაცია არის პროცესი, რომლის დროსაც ატომები და მოლეკულები კარგავენ ელექტრონებს, ქიმიური რეაქციარაღაცის ურთიერთქმედება ჟანგბადთან, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ოქსიდები.

ეს არის ყველაზე მნიშვნელოვანი ქიმიური რეაქცია ორგანიზმში. რეაქცია ბუნებრივი და ნორმალურია. ადამიანისთვის აუცილებელიენერგია წარმოიქმნება ორგანული ნაერთების დაჟანგვით, რომლებიც მოჰყვება საკვებს. ბიოლოგიური დაჟანგვის ან უჯრედული სუნთქვის შედეგად, სითბო, წყალი, ნახშირორჟანგი, გარდაიქმნება ამინომჟავები, წარმოიქმნება ჰორმონები.

თუმცა, არის გადაჭარბებული უკონტროლო დაჟანგვა დესტრუქციული პროცესი, ეს არის დაავადებები და ადრეული დაბერება.

ანტიოქსიდანტები - ქიმიური ნაერთებირომლებიც ხელს უშლიან ზედმეტ დაჟანგვას. თავისუფალი რადიკალები არის ქიმიური ნაერთები, რომლებიც წარმოიქმნება გადაჭარბებული დაჟანგვის შედეგად.

თავისუფალი რადიკალების საშიშროება

თავისუფალი რადიკალები არიან მავნე ნივთიერებები, რომლებიც წარმოიქმნება ჟანგბადის არაადეკვატური შემცირების შედეგად, ეს არის აქტიური "დაბინძურება". მათ შეუძლიათ გამოწვევა ჯაჭვური რეაქციადა გამოიწვიოს უჯრედების დაზიანება. ჩვენს ორგანიზმს შეუძლია წინააღმდეგობა გაუწიოს თავისუფალ რადიკალებს, გაანეიტრალოს ტოქსიკური და უცხო ნივთიერებების ეფექტი მაქსიმალურად, მაგრამ ჟანგვითი პროცესიაღემატება სხეულის დამცავ შესაძლებლობებს, იწყება დაავადება.

თავისუფალი რადიკალები კიბოს გამომწვევი აგენტებია. მათი მოქმედების ქვეშ ხდება ინსულტები და გულის შეტევები, მთელი რიგი აუტოიმუნური და ფსიქიკური დაავადება. რიგი დამოკიდებულების ან ფსიქოლოგიური დამოკიდებულების ჩათვლით.

გაზრდის ერთ-ერთი მთავარი მიზეზი თავისუფალი რადიკალებისხეულში ჭამს.ამ მიმართულებით მუშაობდა და მუშაობს მრავალი წამყვანი ექიმი და მეცნიერი, აკადემიკოსი ნეიროქირურგი გ.შატალოვა, აკადემიკოსი ფიზიოლოგი ა.უგოლევი, პროფესორი ონკოლოგი ი.პეტროვი, ბიოქიმიკოსი ც.კემპბელი, კარდიოლოგი დ.ორნიში, კარდიოქირურგი. E. Wareham, მეცნიერებათა დოქტორი ონკოლოგი ვ. ელბურგი.

რა არის საჭირო ორგანიზმში თავისუფალი რადიკალების გაზრდის თავიდან ასაცილებლად?

ჩვენ გვჭირდება ანტიოქსიდანტები!
ანტიოქსიდანტები შეიძლება იყოს ხელოვნური ვიტამინებისა და დიეტური დანამატების სახით და ბუნებრივი.
ბუნებრივი ანტიოქსიდანტებია ყველა სახის მცენარეები, ხილი, ბოსტნეული, მარცვლეული.

ანტიოქსიდანტები გვხვდება მხოლოდ ცოცხალ მცენარეულ საკვებში, ხოლო ჭარბი ცხოველური ცილები იწვევს თავისუფალი რადიკალების მატებას.

ყველაზე მდიდარია ანტიოქსიდანტებით ახალი ხილიდა ბოსტნეული ნათელი, გაჯერებული ფერის, გამოხატული პიგმენტაციით. ანტიოქსიდანტები ჩვეულებრივ შეღებილია, რადგან იგივე ქიმიური ნივთიერება, რომელიც პასუხისმგებელია ჭარბი ელექტრონების შთანთქმაზე, ასევე ქმნის ხილულ ფერებს. ზოგიერთ ანტიოქსიდანტს კაროტინოიდები ეწოდება და ასობით სახეობა არსებობს. მათი ფერი მერყეობს, ყვითელი ბეტა-კაროტინიდან (გოგრა) წითელ ლიკოპენამდე (პომიდორი) და ნარინჯისფერ კრიპტოქსანთინამდე (ფორთოხალი). სხვა ანტიოქსიდანტები უფეროა, მაგ ქიმიური ნივთიერებებიროგორიცაა ასკორბინის მჟავა (ციტრუსის ხილი, მწვანილი) და ვიტამინი E (თხილი, მარცვლეული).

ბევრს მიაჩნია, რომ ხელოვნური ანტიოქსიდანტური პრეპარატების მიღება დაიცავს მათ სხვა ფაქტორების მავნე ზემოქმედებისგან. თუმცა, ჩვენ მტკიცედ ვაცხადებთ, რომ მრავალი კვლევის დროს მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ ანტიოქსიდანტები შეიცავს დოზირების ფორმაარ დაუშვან უჯრედებზე თავისუფალი რადიკალების დესტრუქციული ეფექტი და არ შეანელოთ ორგანიზმის დაბერების პროცესი. სამწუხაროდ, ვიტამინების მიღებას ცილოვანი დიეტის შენარჩუნებისას აზრი არ აქვს. ამ შემთხვევაში აუცილებელია.

ყველა ადამიანის გემოვნება შეძენილია გარდა დედის რძე, რაც ნიშნავს, რომ ნებისმიერ ასაკში ადამიანს შეუძლია შეცვალოს გემოვნების პრეფერენციები.
Wall Street Journal (2014.1)

1. დეჰიდროგენაციის რეაქცია: SH 2 + HAD + = S + HADH + H +

2. ელექტრონის დაკარგვა: O 2 0 + 1eàO 2 -

3. 2H + გადატანა შემცირებული სუბსტრატიდან მოლეკულურ ჟანგბადზე: SH 2 + O 2 0 + 2e \u003d S + H 2 O

4. ჟანგბადის მიმაგრება სუბსტრატზე: SH 2 + 1 / 2O 2 0 + 2e \u003d HO - S -H

2. ელექტროდის და რედოქს პოტენციალების წარმოქმნის მექანიზმი. ნერნსტ-პიტერსის განტოლებები.

ნივთიერებების რედოქსუნარიანობის საზომია რედოქს პოტენციალი. განვიხილოთ პოტენციალის გაჩენის მექანიზმი. როდესაც რეაქტიული ლითონი (Zn, Al) ჩაეფლო მისი მარილის ხსნარში, მაგალითად Zn ZnSO 4 ხსნარში, ლითონი დამატებით იხსნება დაჟანგვის პროცესის შედეგად, წარმოიქმნება წყვილი, ორმაგი ელექტრული ფენა. ჩნდება ლითონის ზედაპირი და Zn 2 + / Zn ° წყვილის პოტენციალი.

მისი მარილის ხსნარში ჩაძირულ ლითონს, როგორიცაა თუთია თუთიის სულფატის ხსნარში, პირველი სახის ელექტროდს უწოდებენ. ეს არის ორფაზიანი ელექტროდი, რომელიც უარყოფითად არის დამუხტული. პოტენციალი წარმოიქმნება ჟანგვის რეაქციის შედეგად (სურ. 8.1). როდესაც დაბალაქტიური ლითონები (Cu) ჩაეფლო მათი მარილის ხსნარში, საპირისპირო პროცესი შეინიშნება. მეტალსა და მარილის ხსნარს შორის ინტერფეისზე, ლითონი დეპონირდება იონის შემცირების შედეგად, რომელსაც აქვს ელექტრონის მაღალი მიმღები უნარი, რაც გამოწვეულია მაღალი ბირთვული მუხტით და იონის მცირე რადიუსით. ელექტროდი დადებითად არის დამუხტული, მარილის ჭარბი ანიონები ქმნიან მეორე ფენას ელექტროდთან ახლოს და წარმოიქმნება Cu 2 +/Cu° წყვილის ელექტროდური პოტენციალი. პოტენციალი ყალიბდება აღდგენის პროცესის შედეგად (სურ. 8.2). ელექტროდის პოტენციალის მექანიზმი, სიდიდე და ნიშანი განისაზღვრება ელექტროდის პროცესში ჩართული ატომების სტრუქტურით.

ასე რომ, პოტენციალს, რომელიც წარმოიქმნება ლითონსა და ხსნარს შორის ინტერფეისზე ლითონის (ელექტროდის) მონაწილეობით და ორმაგი ელექტრული ფენის წარმოქმნით მიმდინარე ჟანგვის და შემცირების პროცესების შედეგად, ეწოდება. ელექტროდის პოტენციალი.

ხოლო სპილენძზე - შემცირების ნახევარრეაქცია:

ელექტრული დენი გამოწვეულია მთლიანი რედოქსის რეაქციით:

ბრინჯი. 8.3.გალვანური უჯრედის ელექტრული წრედის დიაგრამა

გალვანური უჯრედი- სისტემა, რომელშიც რედოქსის პროცესის ქიმიური ენერგია გარდაიქმნება ელექტრო ენერგიად. გალვანური უჯრედის ქიმიური წრე ჩვეულებრივ იწერება როგორც მოკლე დიაგრამა, სადაც მარცხნივ მოთავსებულია უფრო უარყოფითი ელექტროდი, ამ ელექტროდზე წარმოქმნილი წყვილი მითითებულია ვერტიკალური ხაზით და ნაჩვენებია პოტენციური ნახტომი. ორი ხაზი აღნიშნავს საზღვრებს ხსნარებს შორის. ელექტროდის მუხტი მითითებულია ფრჩხილებში: (-) Zn°|Zn 2 +||Cu 2 +|Cu° (+) - გალვანური უჯრედის ქიმიური წრის დიაგრამა.

რედოქს სისტემის რაოდენობრივი მახასიათებელია რედოქს პოტენციალი, წარმოქმნილი ფაზის საზღვარზე პლატინა - წყალხსნარი. პოტენციური მნიშვნელობა SI ერთეულებში იზომება ვოლტებში (V) და გამოითვლება ნერნსტ-პიტერსის განტოლება:

25 °C (298K) ტემპერატურაზე მუდმივი მნიშვნელობების ჩანაცვლების შემდეგ (R = 8,31 J/mol deg; ფ= 96 500 C/mol) ნერნსტის განტოლება იღებს შემდეგ ფორმას:

რედოქს სისტემები იყოფა ორ ტიპად:

2) სისტემები, სადაც ელექტრონის გადაცემას ემატება პროტონის გადაცემა, ე.ი. დააკვირდა სხვადასხვა ტიპის კომბინირებული წონასწორობა:პროტოლიზური (მჟავა-ტუტოვანი) და რედოქსი პროტონებისა და ელექტრონების ორი ნაწილაკების შესაძლო კონკურენციით. ბიოლოგიურ სისტემებში ამ ტიპის მნიშვნელოვანი რედოქს სისტემებია.

მეორე ტიპის სისტემის მაგალითია ორგანიზმში წყალბადის ზეჟანგის გამოყენების პროცესი: H 2 O 2 + 2H + + 2ē ↔ 2H 2 O, ისევე როგორც ჟანგბადის შემცველი მრავალი ჟანგვის აგენტის შემცირება მჟავე გარემოში: CrO 4 2-, Cr 2 O 7 2-, MnO 4 -. მაგალითად MnО 4 - + 8Н + + 5ē = = Mn 2 + + 4Н 2 О. ამ ნახევრად რეაქციაში მონაწილეობენ ელექტრონები და პროტონები. წყვილის პოტენციალის გაანგარიშება ხორციელდება ფორმულის მიხედვით:

კონიუგირებული წყვილების უფრო ფართო დიაპაზონში, წყვილის დაჟანგული და შემცირებული ფორმები ხსნარშია დაჟანგვის სხვადასხვა ხარისხით (MnO 4 - /Mn 2 +). როგორც საზომი ელექტროდი

ამ შემთხვევაში გამოიყენება ინერტული მასალისგან (Pt) დამზადებული ელექტროდი. ელექტროდი არ არის ელექტროდის პროცესის მონაწილე და მხოლოდ ელექტრონის გადამტანის როლს ასრულებს.

ხსნარში მიმდინარე რედოქს პროცესის გამო წარმოქმნილ პოტენციალს ეწოდება რედოქს პოტენციალი.

გალვანურ უჯრედში მიმდინარე რეაქცია:

ქიმიური ჯაჭვის სქემა: (-) Pt | (H 2 °), H + | | Fe 3 +, Fe 2 + | Pt (+).

ასე რომ, რედოქს პოტენციალი (ORP)არის სისტემის პოტენციალი, რომელშიც წარმოიქმნება ჟანგვის და აღმდგენი აქტივობები მოცემული ნივთიერებაუდრის ერთს. ORP იზომება რედოქს ელექტროდების გამოყენებით სტანდარტულ საცნობარო ელექტროდებთან ერთად.

თითოეულ რედოქს რეაქციას აქვს საკუთარი რედოქსის წყვილი- ამ წყვილს აქვს ნივთიერება დაჟანგული და შემცირებული ფორმით (Fe +3 /Fe +2).

რედოქსის წყვილის აქტივობის რაოდენობრივი საზომია მისი ORP მნიშვნელობა.

ORP ორთქლი >>>ოქსიდანტი

წყვილები ORP<<<восстановитель

ORP დამოკიდებულია:

1. რედოქსის წყვილის ბუნება,

2. კონცენტრაციები

3.ტემპერატურები

3. ჟანგვის და აღმდგენი საშუალებების შედარებითი ძალა. რედოქს პროცესების მიმართულების პროგნოზირება რედოქს პოტენციალის მნიშვნელობებით.

ელექტროდების სტანდარტულ პოტენციალებს (E°), რომლებიც მოქმედებენ როგორც შემცირების აგენტები წყალბადთან მიმართებაში, აქვთ "-" ნიშანი, ხოლო "+" ნიშანს აქვს ელექტროდების სტანდარტული პოტენციალი, რომლებიც წარმოადგენენ ჟანგვის აგენტებს.

ლითონები, განლაგებული მათი სტანდარტული ელექტროდული პოტენციალის აღმავალი წესით, ქმნიან ე.წ ლითონების ელექტროქიმიური ძაბვის სერია : Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au.

რედოქს პოტენციალების სერიაში შემდეგი კანონზომიერებებია აღნიშნული.

1. თუ წყვილის სტანდარტული რედოქს პოტენციალი უარყოფითია, მაგალითად φ ° (Zn 2+ (p) / Zn ° (t)) \u003d -0,76 V, მაშინ წყალბადის წყვილთან მიმართებაში, რომლის პოტენციალი უფრო მაღალია, ეს წყვილი მოქმედებს როგორც შემცირების აგენტი. პოტენციალი ყალიბდება პირველი მექანიზმით (ჟანგვის რეაქციები).

3. რაც უფრო მაღალია წყვილის სტანდარტული პოტენციალის ალგებრული მნიშვნელობა, მით უფრო მაღალია დაჟანგული ფორმის ჟანგვის უნარი და მით უფრო დაბალია ამ წყვილის შემცირებული ფორმის შემცირების უნარი. პოზიტიური პოტენციალის მნიშვნელობის შემცირება და ნეგატიური პოტენციალის მატება შეესაბამება ჟანგვის შემცირებას და შემცირების აქტივობის ზრდას. Მაგალითად.

ორგანიზმის ალკალიზაცია უაღრესად მნიშვნელოვანია იმ პირობებში, როდესაც გარემო სასურველს ტოვებს, ჩვენი დიეტა არ არის დაბალანსებული და ვიღებთ მედიკამენტებს. სხეულის ალკალიზაცია იდეალური არსებობის პირობებში ბუნებით თანდაყოლილია ადამიანის მექანიზმებში. მაგრამ ამჟამად ჩვენ იმდენად შორს ვართ ბუნებისგან, რომ ორგანიზმი ვერ უმკლავდება მჟავების ნეიტრალიზაციას და არსებობს საფუძველი სხვადასხვა დაავადების განვითარებისთვის.

დაქვეითებული pH ორგანიზმში

თუ სისხლის pH იცვლება მხოლოდ 0,01-ით მჟავე გარემოს მიმართ, მაშინ მცირდება სისხლის ჟანგბადის გაჯერება 40 პროცენტით. შედეგად, იმუნური უჯრედები სრულად არ ასრულებენ დამცავ ფუნქციებს, ფერმენტების აქტივობა მცირდება და მეტაბოლური პროცესები შენელდება.

ჯანსაღი ადამიანის სისხლში მჟავა-ტუტოვანი ბალანსის (pH) მნიშვნელობა მერყეობს ძალიან ვიწრო ფარგლებში: 7,35-დან 7,45-მდე და სისხლის pH-ის უმნიშვნელო ცვლილებამაც კი, რომელიც სცილდება ამ საზღვრებს, შეიძლება გამოიწვიოს დაავადებები.

თუ სისხლი, რომელიც აბანავებს სხეულის უჯრედებს, ხდება უფრო მჟავე, მაშინ უჯრედები იძულებულნი არიან შესწირონ საკუთარი მინერალური მარაგი მის გასანეიტრალებლად, რაც იწვევს მჟავიანობის გაზრდას თავად უჯრედში. მჟავე გარემოში ფერმენტების უმეტესობის აქტივობა მცირდება. შედეგად ირღვევა უჯრედშორისი ურთიერთქმედება. კიბოს უჯრედები ვითარდება მჟავე გარემოში.

შარდის მჟავე გარემო იდეალური პირობაა თირკმელების კენჭების წარმოქმნისთვის, იწვევს თირკმელების ქრონიკულ უკმარისობას, ანთებით დაავადებებს და თირკმელების უკმარისობას.

ნერწყვის მჟავე გარემო უკვე ადრეულ ასაკში „ეხმარება“ კბილების განადგურებას, ბიძგს აძლევს სტომატიტის განვითარებას.

ამრიგად, ორგანიზმში pH-ის დაქვეითება იწვევს იმუნიტეტის დაქვეითებას და 200-ზე მეტი დაავადების გაჩენას. თუ ერთ ადამიანს ერთდროულად რამდენიმე დაავადება ახასიათებს, სისხლის pH-ის მკვეთრი ვარდნაა. ბუნებრივია, როდესაც pH ნორმალურ დონეზე აღდგება, ჯანმრთელობა აღდგება.

ჯერ კიდევ 1932 წელს ოტო ვარბურგმა მიიღო ნობელის პრემია ქიმიაში ავთვისებიანი სიმსივნეების ცხოვრების პირობების განსაზღვრისთვის. სიმსივნური უჯრედები (ისევე, როგორც ბაქტერიები და პათოგენური მიკროორგანიზმები) ვითარდება, როდესაც სისხლი მჟავდება, ე.ი. როდესაც pH ეცემა 7.2 - 7.3 ერთეულზე დაბლა. როდესაც pH ნორმალიზდება, სიმსივნეებმა ჯერ შეწყვიტეს ზრდა და შემდეგ გაქრეს! თუ სისხლის pH ნორმალურია, უცხო ბაქტერიებსა და მიკროორგანიზმებს არ აქვთ გამრავლების პირობები.

საკვები, რომელსაც ჩვენ მივირთმევთ, იყოფა ორ ჯგუფად: ორგანიზმის დაჟანგვა და ტუტე. ორგანიზმის ალკალიზაციას ხელს უწყობს ძირითადად ბოსტნეული, ხილი და რძე. და ყველაზე ძლიერი ჟანგვის აგენტია ხორცი და თევზის პროდუქტები.

სხვადასხვა პროდუქტის გულდასმით შესწავლის შემდეგ, შეგიძლიათ დარწმუნებით უპასუხოთ საკუთარ თავს კითხვაზე, რომელი საკვები ჭარბობს თქვენში: ორგანიზმის დაჟანგვა თუ ტუტე?

ალკალიზაციის პროდუქტები

პროდუქტები	ალკალიზაციის კოეფიციენტი
ნიახური	4
ახალი კიტრი	4
სალათი	4
ახალი პომიდორი	4
ახალი ჭარხალი	4
ახალი სტაფილო	4
გამხმარი გარგარი	4
ახალი გარგარი	3
საზამთრო	3
ნესვი	3
ქლიავი	3
ხილი (თითქმის ყველა)	3
თეთრი კომბოსტო	3
ყვავილოვანი კომბოსტო	3
დენდელიონის მწვანილი	3
ბოლოკი	3
წიწაკა	3
კარტოფილი	3
ახალი ლობიო	3
შვრიის ბურღული	3
რძის შრატი	3
კენკრა (ნებისმიერი)	2-3
ნუშის	2
ხახვი	2
მწვანე ბარდა	2
ქიშმიშის	2
თარიღები	2

პროდუქტები, რომლებიც ჟანგავს სხეულს

პროდუქციის მოკლე სია

კომპიუტერულ ანალიზზე დაყრდნობით, ამერიკელმა მეცნიერებმა შეადგინეს ცხრილი ძირითადი საკვების მჟავა დატვირთვის შესახებ:
ძირითადი საკვების მჟავა დატვირთვა (მილიექვივალენტი 240 კილოკალორიაზე)

სხეულის ალკალიზაცია

ორგანიზმში სასურველი ph-ის შენარჩუნების პირველი გზა არის სწორი წყლის გამოყენება 30-33 მილილიტრი ადამიანის წონაზე 1 კგ-ზე. გამწმენდის დახმარებით შეგიძლიათ ასეთი წყლის მომზადება ნებისმიერ პირობებში.

პროდუქტების ალკალიზაცია

როგორ გავხადოთ თხილი, თესლი, მარცვლეული და ლობიო უფრო ჯანსაღი.

უნდა იცოდეთ, რომ პარკოსნების უმეტესობა, ისევე როგორც ყველა მარცვლეული, გარდა წიწიბურისა და ფეტვისა, ნორმალური მომზადების დროს ზრდის სისხლის მჟავიანობას. თუმცა, გაჟღენთვის ან ამონაყარის შემდეგ, ყველა პარკოსანი და პარკოსანი მცენარე იძენს ტუტე ეფექტის უნარს. ისინი საუკეთესოდ მიირთმევენ უმი, როგორც სალათების დამატება. წინასწარ გაჟღენთვა ზრდის თხილისა და თესლის მონელებას, რადგან ეს ხელს უწყობს ნივთიერებების ამოღებას, რომლებიც აფერხებენ ფერმენტების აქტივობას მათი ნაჭუჭიდან. გარდა ამისა, მარცვლეულის, პარკოსნების, თხილისა და თესლის გაჟღენთვა ხელს უწყობს ცხიმების დაშლას ცხიმოვან მჟავებად, ცილებს ამინომჟავებად და ნახშირწყლები მარტივ შაქრებად ფერმენტების მოქმედებით, რაც მნიშვნელოვნად ამსუბუქებს დატვირთვას საჭმლის მომნელებელ ტრაქტზე.

რამდენიმე მარტივი რჩევა.

ყველა უმი თხილი და თესლი დაასველეთ ჭამამდე ნახევარი საათით ადრე.
მარცვლეული ხარშეთ 30 წუთით ადრე მოხარშვამდე, შემდეგ გადაწურეთ წყალი და მოხარშეთ ფაფა სუფთა წყალში.
ლობიო გააჩერეთ ღამით. შეგიძლიათ დატოვოთ ისინი ადუღებამდე ერთი წუთით, შემდეგ დატოვეთ ერთი საათით დახურულ სახურავთან, გადაწურეთ წყალი და მოხარშეთ კერძი სუფთა წყალში.

ყველა თესლი, მარცვლეული და პარკოსნები შეიძლება წინასწარ მომზადდეს. ამისათვის მათ ადუღებენ ერთი საათის განმავლობაში, შემდეგ აშრობენ და ბნელ ადგილას ინახავენ.

სხეულის pH დონის გაზომვა

სისხლისა და ლიმფის pH-ისგან განსხვავებით, ნერწყვისა და შარდის pH იცვლება მჟავა დატვირთვის მიხედვით და, შესაბამისად, შეიძლება გახდეს ჩვენთვის ჩვენი საკვების ხარისხის მაჩვენებელი.

pH ტესტის ზოლების დახმარებით თქვენ შეგიძლიათ მარტივად, სწრაფად და ზუსტად განსაზღვროთ pH დონე სახლიდან გაუსვლელად. თუ შარდის pH დონე მერყეობს 6.0 - 6.4 დილით და 6.4 - 7.0 საღამოს, მაშინ თქვენი ორგანიზმი ნორმალურად ფუნქციონირებს. ამ მიზნით შეგიძლიათ გამოიყენოთ ინდიკატორი ლაკმუსის ზოლები, რომლებიც მზადდება სასკოლო ქიმიის გაკვეთილებზე და დიაბეტით დაავადებულთათვის. ოპტიმალური გაზომვა დილის 10 საათიდან საღამოს 12 საათამდე.

ასევე რაციონალურია იცოდეთ ნერწყვის pH დონე, თუ ნერწყვში pH დონე რჩება 6,4 - 6,8 შორის მთელი დღის განმავლობაში - ეს ასევე მიუთითებს თქვენი სხეულის ჯანმრთელობაზე. ტესტის შედეგები აჩვენებს საჭმლის მომნელებელი ტრაქტის ფერმენტების, განსაკუთრებით ღვიძლისა და კუჭის აქტივობას.

რა უნდა გააკეთოს, თუ ნერწყვისა და შარდის pH ნორმაზე დაბალია?

დიეტაში ტუტე საკვების შემცველობის გაზრდა (იხ. ცხრილი),
- იარეთ რეგულარულად ან გამოიყენეთ სხვა ნაზი ფიზიკური აქტივობა.
- გამოიყენეთ სწორი წყალი 30-33 მილილიტრი 1 კგ ადამიანის წონაზე.

პორტალი სტუდენტისთვის. თვითმმართველობის ტრენინგი