เคมีทั่วไป: ตำราเรียน / A. V. Zholnin; แก้ไขโดย V.A. Popkova, A.V. Zholnina. - 2012. - 400 หน้า: ป่วย.

บทที่ 8 ปฏิกิริยารีดอกซ์และกระบวนการ

บทที่ 8 ปฏิกิริยารีดอกซ์และกระบวนการ

ชีวิตคือสายโซ่ต่อเนื่องของกระบวนการรีดอกซ์

อ.-แอล. ลาวัวซิเยร์

8.1. ความสำคัญทางชีวภาพของกระบวนการรีดอกซ์

กระบวนการเมแทบอลิซึม การหายใจ การสลาย การหมัก การสังเคราะห์ด้วยแสงนั้นเป็นกระบวนการรีดอกซ์โดยทั่วไป ในกรณีของการเผาผลาญแบบแอโรบิก สารออกซิไดซ์หลักคือออกซิเจนโมเลกุล และตัวรีดิวซ์คือสารอินทรีย์ในผลิตภัณฑ์อาหาร ตัวบ่งชี้ว่ากิจกรรมที่สำคัญของร่างกายขึ้นอยู่กับปฏิกิริยารีดอกซ์คือศักยภาพทางไฟฟ้าชีวภาพของอวัยวะและเนื้อเยื่อ ศักยภาพทางชีวภาพเป็นคุณลักษณะเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณของทิศทาง ความลึก และความเข้มข้นของกระบวนการทางชีวเคมี ดังนั้นการบันทึกศักยภาพทางชีวภาพของอวัยวะและเนื้อเยื่อจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการปฏิบัติทางคลินิกเมื่อศึกษากิจกรรมของพวกเขา โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำการวินิจฉัยโรคหัวใจและหลอดเลือด จะทำการตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจ และเมื่อทำการวัดศักยภาพทางชีวภาพของกล้ามเนื้อ จะใช้การตรวจคลื่นไฟฟ้าของกล้ามเนื้อ การลงทะเบียนศักยภาพของสมอง - การตรวจสมอง - ช่วยให้สามารถตัดสินความผิดปกติทางพยาธิวิทยาของระบบประสาทได้ แหล่งที่มาของพลังงานสำหรับกิจกรรมที่สำคัญของเซลล์คือศักย์ของเมมเบรนเท่ากับ 80 mV ซึ่งเกิดจากการเกิดความไม่สมดุลของไอออนเช่น การกระจายของแคตไอออนและแอนไอออนไม่เท่ากันทั้งสองด้านของเมมเบรน ศักย์ไฟฟ้าของเมมเบรนมีลักษณะเป็นไอออนิกในสารประกอบเชิงซ้อนหลายนิวเคลียร์ กระบวนการเกิดขึ้นที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนและโปรตอนระหว่างอนุภาคที่ต้านทาน

ถูกขับเคลื่อนโดยการเปลี่ยนแปลงระดับการเกิดออกซิเดชันของอนุภาคที่ทำปฏิกิริยาและการปรากฏตัวของศักย์รีดอกซ์ ศักยภาพรีดอกซ์มีลักษณะทางอิเล็กทรอนิกส์กระบวนการเหล่านี้สามารถย้อนกลับได้และเป็นวัฏจักรในธรรมชาติ และเป็นรากฐานของกระบวนการทางสรีรวิทยาที่สำคัญหลายประการ มิคาลิสตั้งข้อสังเกตถึงบทบาทที่สำคัญของกระบวนการรีดอกซ์ในชีวิต: “กระบวนการรีดอกซ์ที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตเป็นหนึ่งในกระบวนการที่ไม่เพียงแต่ดึงดูดสายตาและสามารถระบุได้เท่านั้น แต่ยังมีความสำคัญที่สุดสำหรับชีวิตด้วย ทั้งทางชีววิทยาและจากจุดปรัชญาของ ดู."

8.2. แก่นแท้

กระบวนการรีดอกซ์

ในปี พ.ศ. 2456 L.V. Pisarzhevsky เกิดทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์เกี่ยวกับกระบวนการรีดอกซ์ซึ่งเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปในปัจจุบัน ปฏิกิริยาประเภทนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการกระจายตัวของความหนาแน่นของอิเล็กตรอนระหว่างอะตอมของสารที่ทำปฏิกิริยา (การถ่ายโอนอิเล็กตรอน) ซึ่งแสดงออกในการเปลี่ยนแปลงสถานะออกซิเดชัน

ปฏิกิริยาที่ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในสถานะออกซิเดชันของอะตอมที่ประกอบเป็นสารที่ทำปฏิกิริยาเนื่องจากการถ่ายโอนอิเล็กตรอนระหว่างพวกมันเรียกว่าปฏิกิริยารีดอกซ์

กระบวนการรีดอกซ์ประกอบด้วย 2 การกระทำเบื้องต้นหรือปฏิกิริยาครึ่งปฏิกิริยา: ออกซิเดชันและการรีดักชัน

ออกซิเดชัน- นี่คือกระบวนการสูญเสีย (บริจาค) อิเล็กตรอนโดยอะตอม โมเลกุล หรือไอออน ในระหว่างการออกซิเดชัน สถานะออกซิเดชันของอนุภาคจะเพิ่มขึ้น:

อนุภาคที่บริจาคอิเล็กตรอนเรียกว่า สารรีดิวซ์ผลิตภัณฑ์ออกซิเดชันของตัวรีดิวซ์เรียกว่ามัน รูปแบบออกซิไดซ์:

สารรีดอกซ์และรูปแบบออกซิไดซ์ก่อให้เกิดระบบรีดอกซ์หนึ่งคู่ (Sn 2 + / Sn 4 +)

การวัดความสามารถในการรีดิวซ์ขององค์ประกอบคือ ศักยภาพไอออไนเซชันยิ่งศักยภาพไอออไนเซชันขององค์ประกอบต่ำลง ตัวรีดิวซ์ก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น องค์ประกอบ s และองค์ประกอบในสถานะออกซิเดชันต่ำสุดและปานกลางจะเป็นตัวรีดิวซ์ที่รุนแรง ความสามารถของอนุภาคในการบริจาคอิเล็กตรอน (ความสามารถของผู้บริจาค) จะกำหนดคุณสมบัติการรีดิวซ์ของมัน

การกู้คืน -นี่คือกระบวนการเพิ่มอิเล็กตรอนให้กับอนุภาค ในระหว่างการรีดักชัน สถานะออกซิเดชันจะลดลง:

เรียกว่าอนุภาค (อะตอม โมเลกุล หรือไอออน) ที่ได้รับอิเล็กตรอน ออกซิไดซ์ผลิตภัณฑ์รีดิวซ์ของตัวออกซิไดซ์เรียกว่ามัน แบบฟอร์มการกู้คืน:

สารออกซิไดซ์ที่มีรูปแบบรีดอกซ์จะประกอบเป็นอีกคู่หนึ่ง (Fe 3+ /Fe 2+) ของระบบรีดอกซ์ การวัดความสามารถในการออกซิเดชั่นของอนุภาคคือ ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนยิ่งความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนมากขึ้นเช่น ความสามารถในการดึงอิเล็กตรอนของอนุภาค ยิ่งมีสารออกซิไดซ์ที่ทรงพลังมากขึ้นเท่านั้น ออกซิเดชันจะมาพร้อมกับการรีดักชันเสมอ และในทางกลับกัน การรีดักชันจะสัมพันธ์กับการเกิดออกซิเดชัน

ลองพิจารณาปฏิสัมพันธ์ของ FeCl 3 กับ SnCl 2 กระบวนการประกอบด้วยสองปฏิกิริยาครึ่ง:

ปฏิกิริยารีดอกซ์สามารถแสดงเป็นการรวมกันของคู่คอนจูเกตสองคู่

ในระหว่างปฏิกิริยา สารออกซิไดซ์จะถูกแปลงเป็นสารรีดิวซ์คอนจูเกต (ผลิตภัณฑ์รีดิวซ์) และสารรีดิวซ์จะถูกแปลงเป็นสารออกซิไดซ์คอนจูเกต (ผลิตภัณฑ์ออกซิเดชัน) พวกเขาถือเป็นคู่รักรีดอกซ์:

ดังนั้นปฏิกิริยารีดอกซ์จึงแสดงถึงความสามัคคีของกระบวนการออกซิเดชันและการรีดักชันที่ขัดแย้งกันสองกระบวนการ ซึ่งในระบบไม่สามารถดำรงอยู่ได้หากไม่มีกระบวนการอื่น ในเรื่องนี้เราเห็นการสำแดงกฎสากลแห่งความสามัคคีและการดิ้นรนของสิ่งที่ตรงกันข้าม ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นหากความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนของตัวออกซิไดซ์มากกว่าศักยภาพไอออไนซ์ของตัวรีดิวซ์ เพื่อจุดประสงค์นี้จึงมีการนำแนวคิดนี้ไปใช้ อิเลคโตรเนกาติวีตี้ -ปริมาณที่แสดงลักษณะของอะตอมในการให้หรือรับอิเล็กตรอน

สมการของปฏิกิริยารีดอกซ์เขียนขึ้นโดยใช้วิธีสมดุลของอิเล็กตรอนและวิธีครึ่งปฏิกิริยา ควรเลือกใช้วิธีแบบครึ่งปฏิกิริยา การใช้งานเกี่ยวข้องกับการใช้ไอออนที่มีอยู่จริงซึ่งสามารถมองเห็นบทบาทของตัวกลางได้ เมื่อวาดสมการมีความจำเป็นต้องค้นหาว่าสารชนิดใดที่เข้าสู่ปฏิกิริยาทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์และตัวใดทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์อิทธิพลของ pH ของตัวกลางต่อปฏิกิริยาและอะไรคือ ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาที่เป็นไปได้ คุณสมบัติรีดอกซ์แสดงโดยสารประกอบที่ประกอบด้วยอะตอมซึ่งมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนจำนวนมากและมีพลังงานต่างกัน สารประกอบขององค์ประกอบ d (หมู่ IB, VIIB, VIIIB) และองค์ประกอบ p (หมู่ VIIA, VIA, VA) มีคุณสมบัติเหล่านี้ สารประกอบที่มีองค์ประกอบอยู่ในสถานะออกซิเดชันสูงสุดจะแสดงเฉพาะคุณสมบัติออกซิไดซ์เท่านั้น(KMnO 4, H 2 SO 4), ในคุณสมบัติการบูรณะขั้นต่ำเท่านั้น(H2S) ในระดับกลาง - พวกเขาสามารถประพฤติตนได้สองวิธี(นา 2 SO 3) หลังจากเขียนสมการครึ่งปฏิกิริยาแล้ว สมการไอออนิกจะสร้างสมการปฏิกิริยาในรูปแบบโมเลกุล:

การตรวจสอบความถูกต้องของสมการ: จำนวนอะตอมและประจุทางด้านซ้ายของสมการจะต้องเท่ากับจำนวนอะตอมและประจุทางด้านขวาของสมการของแต่ละองค์ประกอบ

8.3. แนวคิดเรื่องศักยภาพของอิเล็กโทรด กลไกการปรากฏศักยภาพของอิเล็กโทรด เซลล์กัลวานิค สมการเนิร์นสต์

การวัดความสามารถรีดอกซ์ของสารคือศักยภาพรีดอกซ์ ให้เราพิจารณากลไกของการเกิดขึ้นที่อาจเกิดขึ้น เมื่อโลหะที่เกิดปฏิกิริยา (Zn, Al) ถูกจุ่มลงในสารละลายเกลือของมัน เช่น Zn ในสารละลายของ ZnSO 4 การละลายของโลหะเพิ่มเติมจะเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากกระบวนการออกซิเดชั่น การก่อตัวของคู่ สองเท่า ชั้นไฟฟ้าบนพื้นผิวโลหะและการเกิดขึ้นของศักยภาพของคู่ Zn 2 +/Zn°

โลหะที่แช่อยู่ในสารละลายเกลือ เช่น สังกะสีในสารละลายซิงค์ซัลเฟต เรียกว่าอิเล็กโทรดประเภทที่ 1 นี่คืออิเล็กโทรดสองเฟสที่มีประจุลบ ศักยภาพเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่น (ตามกลไกแรก) (รูปที่ 8.1) เมื่อโลหะที่มีฤทธิ์ต่ำ (Cu) ถูกจุ่มลงในสารละลายเกลือของพวกมันเอง จะเกิดกระบวนการที่ตรงกันข้าม ที่จุดเชื่อมต่อระหว่างโลหะกับสารละลายเกลือ โลหะจะสะสมตัวเป็นผลมาจากกระบวนการรีดักชันของไอออนที่มีความสามารถในการรับอิเล็กตรอนสูง ซึ่งเกิดจากประจุนิวเคลียสที่สูงและมีรัศมีของไอออนน้อย . อิเล็กโทรดจะมีประจุบวก แอนไอออนของเกลือส่วนเกินจะก่อตัวเป็นชั้นที่สองในพื้นที่ใกล้อิเล็กโทรด และศักย์ไฟฟ้าของคู่ Cu 2 +/Cu° จะเกิดขึ้น ศักยภาพเกิดขึ้นจากกระบวนการฟื้นฟูตามกลไกที่สอง (รูปที่ 8.2) กลไก ขนาด และเครื่องหมายของศักย์อิเล็กโทรดถูกกำหนดโดยโครงสร้างของอะตอมของผู้เข้าร่วมในกระบวนการอิเล็กโทรด

ดังนั้นศักยภาพจึงเกิดขึ้นที่ส่วนต่อประสานระหว่างโลหะกับสารละลายอันเป็นผลมาจากกระบวนการออกซิเดชั่นและการรีดักชันที่เกิดขึ้นกับการมีส่วนร่วมของโลหะ (อิเล็กโทรด) และการก่อตัวของชั้นไฟฟ้าสองชั้นเรียกว่าศักย์ไฟฟ้า

หากอิเล็กตรอนถูกถ่ายโอนจากแผ่นสังกะสีไปยังแผ่นทองแดง ความสมดุลบนแผ่นจะหยุดชะงัก ในการทำเช่นนี้ เราเชื่อมต่อแผ่นสังกะสีและทองแดงที่แช่อยู่ในสารละลายเกลือด้วยตัวนำโลหะ และสารละลายใกล้อิเล็กโทรดด้วยสะพานอิเล็กโทรไลต์ (ท่อที่มีสารละลาย K 2 SO 4) เพื่อปิดวงจร ปฏิกิริยาออกซิเดชั่นครึ่งหนึ่งเกิดขึ้นบนอิเล็กโทรดสังกะสี:

และบนทองแดง - การลดลงครึ่งหนึ่งของปฏิกิริยา:

กระแสไฟฟ้าเกิดจากปฏิกิริยารีดอกซ์ทั้งหมด:

กระแสไฟฟ้าปรากฏในวงจร สาเหตุของการเกิดและการไหลของกระแสไฟฟ้า (EMF) ในเซลล์กัลวานิกคือความแตกต่างในศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรด (E) - รูปที่ 8.3.

ข้าว. 8.3.แผนภาพวงจรไฟฟ้าของเซลล์กัลวานิก

เซลล์กัลวานิกเป็นระบบที่พลังงานเคมีของกระบวนการรีดอกซ์ถูกแปลง

เป็นไฟฟ้า วงจรเคมีของเซลล์กัลวานิกมักจะเขียนในรูปแบบของแผนภาพสั้นๆ โดยวางอิเล็กโทรดลบมากกว่าไว้ทางด้านซ้าย คู่ที่เกิดขึ้นบนอิเล็กโทรดนี้จะถูกระบุด้วยเส้นแนวตั้ง และความต่างศักย์ไฟฟ้าจะปรากฏขึ้น เส้นสองเส้นระบุขอบเขตระหว่างวิธีแก้ปัญหา ประจุอิเล็กโทรดแสดงอยู่ในวงเล็บ: (-) Zn°|Zn 2 +||Cu 2 +|Cu° (+) - แผนภาพของวงจรเคมีของเซลล์กัลวานิก

ศักยภาพรีดอกซ์ของทั้งคู่ขึ้นอยู่กับลักษณะของผู้เข้าร่วมในกระบวนการอิเล็กโทรดและอัตราส่วนของความเข้มข้นสมดุลของรูปแบบออกซิไดซ์และรูปแบบรีดิวซ์ของผู้เข้าร่วมในกระบวนการอิเล็กโทรดในสารละลาย อุณหภูมิของสารละลาย และมีการอธิบายไว้ โดยสมการเนิร์สต์ คุณลักษณะเชิงปริมาณของระบบรีดอกซ์คือศักยภาพรีดอกซ์ที่เกิดขึ้นที่ส่วนต่อประสานของสารละลายแพลตตินัม-น้ำ ขนาดของศักยภาพในหน่วย SI มีหน่วยเป็นโวลต์ (V) และคำนวณโดย สมการเนิร์สต์-ปีเตอร์ส:

โดยที่ a(Ox) และ a(สีแดง) คือกิจกรรมของรูปแบบออกซิไดซ์และรูปแบบรีดิวซ์ตามลำดับ ร- ค่าคงที่ก๊าซสากล ต- อุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์, K; เอฟ- ค่าคงที่ฟาราเดย์ (96,500 C/mol) n- จำนวนอิเล็กตรอนที่มีส่วนร่วมในกระบวนการรีดอกซ์เบื้องต้น เอ - กิจกรรมของไฮโดรเนียมไอออน ม- สัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ก่อนไฮโดรเจนไอออนในครึ่งปฏิกิริยา ค่า φ° คือศักย์รีดอกซ์มาตรฐาน กล่าวคือ ศักยภาพที่วัดได้ภายใต้สภาวะ a(Ox) = a(สีแดง) = a(H +) = 1 และอุณหภูมิที่กำหนด

ศักย์มาตรฐานของระบบ 2H + /H 2 ถือเป็น 0 V ศักย์มาตรฐานเป็นค่าอ้างอิงและจัดทำเป็นตารางที่อุณหภูมิ 298K สภาพแวดล้อมที่เป็นกรดสูงไม่ปกติสำหรับระบบทางชีววิทยา ดังนั้น เพื่อระบุลักษณะกระบวนการที่เกิดขึ้นในระบบสิ่งมีชีวิต จึงมีการใช้ศักยภาพอย่างเป็นทางการมากกว่า โดยพิจารณาภายใต้เงื่อนไข a(Ox) = a(สีแดง), pH 7.4 และอุณหภูมิ 310K ( ระดับสรีรวิทยา) เมื่อเขียนศักย์ของคู่ ค่านั้นจะแสดงเป็นเศษส่วน โดยมีตัวออกซิไดซ์ในตัวเศษและตัวรีดิวซ์ในตัวส่วน

เป็นเวลา 25 °C (298K) หลังจากแทนค่าคงที่ (R = 8.31 J/mol deg; เอฟ= 96,500 C/mol) สมการ Nernst มีรูปแบบดังนี้:

โดยที่ φ° คือศักย์รีดอกซ์มาตรฐานของคู่ V; กับของและกับv.f. - ผลคูณของความเข้มข้นสมดุลของรูปแบบออกซิไดซ์และรีดิวซ์ตามลำดับ x และ y เป็นสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ในสมการครึ่งปฏิกิริยา

ศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดเกิดขึ้นบนพื้นผิวของแผ่นโลหะที่แช่อยู่ในสารละลายเกลือและขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของรูปแบบออกซิไดซ์ [M n+ ] เท่านั้น เนื่องจากความเข้มข้นของรูปแบบที่ลดลงจะไม่เปลี่ยนแปลง การพึ่งพาศักย์อิเล็กโทรดกับความเข้มข้นของไอออนที่มีชื่อเดียวกันนั้นถูกกำหนดโดยสมการ:

โดยที่ [M n+ ] คือความเข้มข้นสมดุลของไอออนโลหะ n- จำนวนอิเล็กตรอนที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาครึ่งหนึ่งและสอดคล้องกับสถานะออกซิเดชันของไอออนของโลหะ

ระบบรีดอกซ์แบ่งออกเป็นสองประเภท:

1) ในระบบจะมีการถ่ายโอนอิเล็กตรอนเท่านั้นที่เกิดขึ้น Fe 3 + + ē = = Fe 2 +, Sn 2 + - 2ē = Sn 4 + นี้ สมดุลรีดอกซ์ที่แยกได้

2) ระบบเมื่อการถ่ายโอนอิเล็กตรอนเสริมด้วยการถ่ายโอนโปรตอน ได้แก่ สังเกต ความสมดุลรวมประเภทต่างๆ:โปรโตไลติก (กรด-เบส) และรีดอกซ์ที่มีการแข่งขันที่เป็นไปได้ระหว่างอนุภาคโปรตอนและอิเล็กตรอนสองตัว ในระบบทางชีววิทยา ระบบรีดอกซ์ที่สำคัญจัดอยู่ในประเภทนี้

ตัวอย่างของระบบประเภทที่สองคือกระบวนการรีไซเคิลไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในร่างกาย: H 2 O 2 + 2H + + 2ē ↔ 2H 2 O รวมถึงการลดลงของสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดของสารออกซิไดซ์หลายชนิดที่มีออกซิเจน: CrO 4 2-, Cr 2 O 7 2-, MnO 4 - . ตัวอย่างเช่น MnO 4 - + 8H + + 5ē = = Mn 2 + + 4H 2 O อิเล็กตรอนและโปรตอนมีส่วนร่วมในครึ่งปฏิกิริยานี้ ศักยภาพของคู่สกุลเงินคำนวณโดยใช้สูตร:

ในช่วงคู่คอนจูเกตที่กว้างขึ้น รูปแบบออกซิไดซ์และรีดิวซ์ของคู่จะอยู่ในสารละลายในระดับออกซิเดชันที่แตกต่างกัน (MnO 4 - /Mn 2 +) เป็นอิเล็กโทรดวัด

ในกรณีนี้จะใช้อิเล็กโทรดที่ทำจากวัสดุเฉื่อย (Pt) อิเล็กโทรดไม่ได้มีส่วนร่วมในกระบวนการอิเล็กโทรดและมีบทบาทเป็นพาหะของอิเล็กตรอนเท่านั้น ศักยภาพที่เกิดขึ้นเนื่องจากกระบวนการรีดอกซ์ที่เกิดขึ้นในสารละลายเรียกว่า ศักยภาพรีดอกซ์

มันวัดกันที่ อิเล็กโทรดรีดอกซ์เป็นโลหะเฉื่อยที่พบในสารละลายที่มีคู่ออกซิไดซ์และรีดิวซ์ เช่น เมื่อทำการวัด อีโอคู่ Fe 3 + /Fe 2 + ใช้อิเล็กโทรดรีดอกซ์ - อิเล็กโทรดวัดแพลตตินัม อิเล็กโทรดอ้างอิงคือไฮโดรเจน ซึ่งทราบศักยภาพของทั้งคู่

ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในเซลล์กัลวานิก:

แผนภาพลูกโซ่เคมี: (-)Pt|(H 2 °), H+||Fe 3 +, Fe 2 +|Pt(+)

ศักยภาพในการลดออกซิเดชันคือการวัดความสามารถรีดอกซ์ของสาร ค่าศักยภาพของคู่มาตรฐานระบุไว้ในตารางอ้างอิง

รูปแบบต่อไปนี้ถูกบันทึกไว้ในชุดของศักยภาพรีดอกซ์

1. หากศักย์รีดอกซ์มาตรฐานของคู่หนึ่งเป็นลบ เช่น φ°(Zn 2+ (p)/Zn°(t)) = -0.76 V จากนั้นเมื่อสัมพันธ์กับคู่ไฮโดรเจนซึ่งมีศักย์ไฟฟ้าสูงกว่า ค่านี้ คู่ทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์ ศักยภาพเกิดขึ้นจากกลไกแรก (ปฏิกิริยาออกซิเดชัน)

2. หากศักยภาพของทั้งคู่เป็นบวก เช่น φ°(Cu 2 +(p)/ Cu(t)) = +0.345 V เทียบกับไฮโดรเจนหรือคู่คอนจูเกตอื่นที่มีศักยภาพต่ำกว่า คู่นี้จะเป็นการออกซิไดซ์ ตัวแทน. ศักยภาพของคู่นี้เกิดจากกลไกที่สอง (ปฏิกิริยารีดักชัน)

3. ยิ่งค่าพีชคณิตของศักย์มาตรฐานของคู่มีค่าสูง ความสามารถในการออกซิไดซ์ของรูปแบบออกซิไดซ์ก็จะยิ่งสูงขึ้น และความสามารถในการรีดิวซ์ของรูปแบบรีดิวซ์ก็จะยิ่งต่ำลง

คู่รัก การลดลงของค่าของศักยภาพเชิงบวกและการเพิ่มขึ้นของค่าลบนั้นสอดคล้องกับการลดลงของกิจกรรมออกซิเดชั่นและการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมการลดลง ตัวอย่างเช่น:

8.4. อิเล็กโทรดไฮโดรเจน การวัดศักยภาพรีดอกซ์

ศักยภาพรีดอกซ์ของคู่ถูกกำหนดโดยศักยภาพของชั้นไฟฟ้าสองชั้น แต่น่าเสียดายที่ไม่มีวิธีการวัด ดังนั้นพวกเขาไม่ได้กำหนดค่าสัมบูรณ์ แต่เป็นค่าสัมพัทธ์โดยเลือกคู่อื่นเพื่อเปรียบเทียบ การวัดศักย์ไฟฟ้าจะดำเนินการโดยใช้การติดตั้งแบบโพเทนชิโอเมตริก ซึ่งขึ้นอยู่กับองค์ประกอบกัลวานิกที่มีวงจร: อิเล็กโทรดของคู่ทดสอบ (อิเล็กโทรดสำหรับวัด) เชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดของคู่ไฮโดรเจน (H + /H°) หรืออื่น ๆ ซึ่งทราบศักยภาพ (อิเล็กโทรดอ้างอิง) เซลล์กัลวานิกเชื่อมต่อกับเครื่องขยายเสียงและมิเตอร์วัดกระแสไฟฟ้า (รูปที่ 8.4)

คู่ไฮโดรเจนเกิดขึ้นที่อิเล็กโทรดไฮโดรเจนอันเป็นผลมาจากกระบวนการรีดอกซ์: 1/2H 2 o (g) ↔ H + (p) + e - อิเล็กโทรดไฮโดรเจนประกอบด้วยครึ่งเซลล์

จากแผ่นแพลตตินัมที่เคลือบด้วยแพลตตินัมชั้นบางๆ หลวมๆ จุ่มลงในสารละลายกรดซัลฟิวริก 1 N ไฮโดรเจนถูกส่งผ่านสารละลาย ในชั้นแพลตตินัมที่มีรูพรุน ส่วนหนึ่งของมันจะกลายเป็นอะตอม ทั้งหมดนี้อยู่ในภาชนะแก้ว (หลอด) อิเล็กโทรดไฮโดรเจนเป็นอิเล็กโทรดสามเฟสประเภทแรก (แก๊ส-โลหะ) จากการวิเคราะห์สมการศักย์ไฟฟ้าของอิเล็กโทรดสำหรับอิเล็กโทรดไฮโดรเจน เราสามารถสรุปได้ว่าศักยภาพของอิเล็กโทรดไฮโดรเจนเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรง

ข้าว. 8.4.อิเล็กโทรดไฮโดรเจน

โดยค่า pH ลดลง (ความเป็นกรดเพิ่มขึ้น) ของตัวกลางและความดันบางส่วนของก๊าซไฮโดรเจนเหนือสารละลายลดลง

8.5. การทำนายทิศทาง

โดยการเปลี่ยนแปลงพลังงานอิสระของสารและโดยค่าของศักยภาพรีดอกซ์มาตรฐาน

ทิศทางของปฏิกิริยารีดอกซ์สามารถตัดสินได้จากการเปลี่ยนแปลงศักย์ไอโซบาริก-ไอโซเทอร์มอลของระบบ (พลังงานกิ๊บส์) และพลังงานอิสระ (ΔG) ของกระบวนการ ปฏิกิริยานี้เป็นไปได้โดยพื้นฐานที่ ΔG o < 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:

ที่ไหน เอฟ- ค่าคงที่ฟาราเดย์เท่ากับ 96.5 kK/mol; n- จำนวนอิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้องในกระบวนการรีดอกซ์ ต่อสาร 1 โมล อีโอ- ขนาดของความแตกต่างระหว่างศักย์รีดอกซ์มาตรฐานของคู่คอนจูเกตสองคู่ของระบบซึ่งเรียกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าของปฏิกิริยา (EMF) สมการนี้สะท้อนถึงความหมายทางกายภาพของความสัมพันธ์ อีโอและพลังงานกิ๊บส์อิสระจากปฏิกิริยา

สำหรับการเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ จำเป็นที่ความต่างศักย์ของคู่คอนจูเกตจะเป็นค่าบวก ซึ่งตามมาจากสมการ เช่น คู่ที่มีศักยภาพสูงกว่าสามารถทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ได้ ปฏิกิริยาจะดำเนินต่อไปจนกว่าศักยภาพของทั้งสองคู่จะเท่ากัน ดังนั้นเพื่อตอบคำถามว่าตัวรีดิวซ์ที่กำหนดจะถูกออกซิไดซ์โดยตัวออกซิไดซ์ที่กำหนดหรือไม่หรือในทางกลับกัน คุณจำเป็นต้องรู้ ΔE o : ΔE โอ = φ°ออกไซด์ - φ°การฟื้นตัว ปฏิกิริยาดำเนินไปในทิศทางที่ส่งผลให้เกิดสารออกซิไดซ์ที่อ่อนลงและตัวรีดิวซ์ที่อ่อนลง ดังนั้น ด้วยการเปรียบเทียบศักยภาพของคู่คอนจูเกตสองคู่ จึงเป็นไปได้ที่จะแก้ไขปัญหาทิศทางของกระบวนการโดยพื้นฐาน

งาน.เป็นไปได้หรือไม่ที่จะลดไอออน Fe 3+ ด้วยไอออน T1+ ตามรูปแบบที่เสนอ:

ปฏิกิริยา ΔE° มีค่าเป็นลบ:

ปฏิกิริยานี้เป็นไปไม่ได้ เนื่องจากรูปแบบออกซิไดซ์ของคู่ Fe 3+ / Fe 2 + ไม่สามารถออกซิไดซ์คู่ T1+ ของ T1 3 + / T1 + ได้

ถ้าแรงเคลื่อนไฟฟ้าของปฏิกิริยาเป็นลบ ปฏิกิริยาก็จะเกิดขึ้นในทิศทางตรงกันข้าม ยิ่งค่า ΔE° ยิ่งมาก ปฏิกิริยาก็จะยิ่งรุนแรงมากขึ้นเท่านั้น

งาน.พฤติกรรมทางเคมีของ FeC1 3 ในสารละลายที่ประกอบด้วย:

ก) ใช่; ข) NaBr?

เราเขียนครึ่งปฏิกิริยาและค้นหาศักยภาพสำหรับคู่:

ก) อีปฏิกิริยา 2I - + 2Fe 3 + = I 2 + 2Fe 2 + จะเท่ากับ 0.771-0.536 = = 0.235 V อีมีความหมายเชิงบวก ดังนั้นปฏิกิริยาจะดำเนินต่อไปสู่การก่อตัวของไอโอดีนอิสระและ Fe 2+

b) E° ปฏิกิริยา 2Br - + 2Fe 3 + = Br 2 + 2Fe 2 + จะเท่ากับ 0.771-1.065 = -0.29 V. ค่าลบ อีโอแสดงให้เห็นว่าเฟอร์ริกคลอไรด์จะไม่ถูกออกซิไดซ์โดยโพแทสเซียมโบรไมด์

8.6. ค่าคงที่สมดุล

ปฏิกิริยารีดอกซ์

ในบางกรณี จำเป็นต้องรู้ไม่เพียงแต่ทิศทางและความเข้มข้นของปฏิกิริยารีดอกซ์เท่านั้น แต่ยังต้องทราบความสมบูรณ์ของปฏิกิริยาด้วย (เปอร์เซ็นต์ของสารตั้งต้นที่ถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา) ตัวอย่างเช่น ในการวิเคราะห์เชิงปริมาณ คุณสามารถพึ่งพาเฉพาะปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจริง 100% เท่านั้น ดังนั้น ก่อนที่จะใช้ปฏิกิริยานี้หรือปฏิกิริยานั้นในการแก้ปัญหาใดๆ ให้กำหนดค่าคงที่เท่ากับ

ข่าว (KR) ของระบบเกาะที่กำหนด ในการหาค่า Kp ของกระบวนการรีดอกซ์ ให้ใช้ตารางศักยภาพรีดอกซ์มาตรฐานและสมการ Nernst:

เพราะว่าเมื่อถึงจุดสมดุล ศักยภาพของคู่คอนจูเกตของตัวออกซิไดเซอร์และรีดิวเซอร์ของกระบวนการรีดอกซ์จะเท่ากัน: φ°ออกไซด์ - φ°การฟื้นตัว = 0 แล้ว อีโอ= 0. จากสมการเนิร์สต์ภายใต้สภาวะสมดุล อีโอปฏิกิริยาเท่ากับ:

ที่ไหน n- จำนวนอิเล็กตรอนที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยารีดอกซ์ ป.ล. ต่อ อำเภอและป.ล. อ้างอิง c-c - ตามลำดับผลคูณของความเข้มข้นสมดุลของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาและสารเริ่มต้นต่อกำลังของสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ในสมการปฏิกิริยา

ค่าคงที่สมดุลบ่งชี้ว่าสถานะสมดุลของปฏิกิริยาที่กำหนดเกิดขึ้นเมื่อผลคูณของความเข้มข้นสมดุลของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยามากกว่าผลคูณของความเข้มข้นสมดุลของสารตั้งต้น 10 เท่า นอกจากนี้ ค่า Kp ที่สูงบ่งชี้ว่าปฏิกิริยาเกิดขึ้นจากซ้ายไปขวา การรู้จัก Kp เป็นไปได้โดยไม่ต้องอาศัยข้อมูลการทดลองเพื่อคำนวณความสมบูรณ์ของปฏิกิริยา

8.7. ปฏิกิริยารีดอกซ์ในระบบชีวภาพ

ในช่วงชีวิต ความต่างศักย์ไฟฟ้าอาจเกิดขึ้นในเซลล์และเนื้อเยื่อ การเปลี่ยนแปลงทางเคมีไฟฟ้าในร่างกายสามารถแบ่งได้เป็น 2 กลุ่มหลัก

1. กระบวนการรีดอกซ์เนื่องจากการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากโมเลกุลหนึ่งไปยังอีกโมเลกุลหนึ่ง กระบวนการเหล่านี้มีลักษณะทางอิเล็กทรอนิกส์

2. กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนไอออน (โดยไม่เปลี่ยนประจุ) และการก่อตัวของศักยภาพทางชีวภาพ ศักยภาพทางชีวภาพที่บันทึกไว้ในร่างกายส่วนใหญ่เป็นศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์ พวกมันเป็นไอออนิกในธรรมชาติ จากกระบวนการเหล่านี้ ศักยภาพจึงเกิดขึ้นระหว่างชั้นต่างๆ ของเนื้อเยื่อที่อยู่ในสภาวะทางสรีรวิทยาที่แตกต่างกัน มีความเกี่ยวข้องกับความเข้มที่แตกต่างกันของกระบวนการรีดอกซ์ทางสรีรวิทยา ตัวอย่างเช่น ศักยภาพที่เกิดขึ้นในเนื้อเยื่อของพื้นผิวใบในด้านที่มีแสงสว่างและไม่มีแสงสว่างอันเป็นผลมาจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงในอัตราที่แตกต่างกัน พื้นที่ที่มีแสงสว่างจะมีประจุบวกเมื่อเทียบกับพื้นที่ที่ไม่มีแสงสว่าง

ในกระบวนการรีดอกซ์ที่มีลักษณะทางอิเล็กทรอนิกส์ สามารถแยกแยะได้สามกลุ่ม

กลุ่มแรกประกอบด้วยกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนระหว่างสารโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของออกซิเจนและไฮโดรเจน กระบวนการเหล่านี้ดำเนินการโดยการมีส่วนร่วมของคอมเพล็กซ์การถ่ายโอนอิเล็กตรอน - คอมเพล็กซ์เฮเทอโรวาเลนต์และเฮเทอโรนิวเคลียร์ การถ่ายโอนอิเล็กตรอนเกิดขึ้นในสารประกอบเชิงซ้อนของโลหะชนิดเดียวกันหรืออะตอมของโลหะต่างกัน แต่มีสถานะออกซิเดชันต่างกัน แหล่งที่มาของการถ่ายโอนอิเล็กตรอนที่ใช้งานอยู่คือโลหะทรานซิชันซึ่งมีสถานะออกซิเดชันที่เสถียรหลายสถานะ และการถ่ายโอนอิเล็กตรอนและโปรตอนไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานจำนวนมาก การถ่ายโอนสามารถทำได้ในระยะทางไกล การย้อนกลับของกระบวนการทำให้สามารถมีส่วนร่วมในกระบวนการแบบวนซ้ำได้ กระบวนการออสซิลเลชันเหล่านี้พบได้ในกระบวนการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ (ไซโตโครม) การสังเคราะห์โปรตีน และกระบวนการเมแทบอลิซึม การเปลี่ยนแปลงกลุ่มนี้เกี่ยวข้องกับการรักษาสภาวะสมดุลของสารต้านอนุมูลอิสระและปกป้องร่างกายจากความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่น เป็นตัวควบคุมเชิงรุกของกระบวนการอนุมูลอิสระ ซึ่งเป็นระบบสำหรับการรีไซเคิลสายพันธุ์ออกซิเจนที่เกิดปฏิกิริยาและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ และมีส่วนร่วมในการออกซิเดชันของสารตั้งต้น

เช่น คาตาเลส, เปอร์ออกซิเดส, ดีไฮโดรจีเนส ระบบเหล่านี้มีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระและแอนติเปอร์ออกไซด์

กลุ่มที่สองประกอบด้วยกระบวนการรีดอกซ์ที่เกี่ยวข้องกับการมีส่วนร่วมของออกซิเจนและไฮโดรเจน ตัวอย่างเช่น การออกซิเดชันของกลุ่มอัลดีไฮด์ของสารตั้งต้นให้เป็นกรด:

กลุ่มที่สามรวมถึงกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนโปรตอนและอิเล็กตรอนจากสารตั้งต้นซึ่งขึ้นอยู่กับ pH ในธรรมชาติและเกิดขึ้นต่อหน้าเอนไซม์ดีไฮโดรจีเนส (E) และโคเอ็นไซม์ (Co) พร้อมการก่อตัวของเอนไซม์ที่กระตุ้นการทำงานของโคเอ็นไซม์- สารตั้งต้นที่ซับซ้อน (E-Co-S ) เพิ่มอิเล็กตรอนและไฮโดรเจนไอออนบวกจากสารตั้งต้น และทำให้เกิดออกซิเดชัน โคเอ็นไซม์ดังกล่าวคือนิโคตินาไมด์อะดีนีนไดนิวคลีโอไทด์ (NAD +) ซึ่งยึดอิเล็กตรอนสองตัวและโปรตอนหนึ่งตัว:

ในกระบวนการทางชีวเคมี สมดุลทางเคมีแบบรวมเกิดขึ้น: กระบวนการรีดอกซ์ โปรโตไลติก และกระบวนการเชิงซ้อน กระบวนการนี้มักมีลักษณะเป็นเอนไซม์ ประเภทของออกซิเดชันของเอนไซม์: ดีไฮโดรจีเนส, ออกซิเดส (ไซโตโครม, ลดการเกิดออกซิเดชันของอนุมูลอิสระ) กระบวนการรีดอกซ์ที่เกิดขึ้นในร่างกายสามารถแบ่งได้ตามเงื่อนไขเป็นประเภทต่อไปนี้: 1) ปฏิกิริยาของการสลายภายในโมเลกุล (ความไม่สมส่วน) เนื่องจากอะตอมคาร์บอนของสารตั้งต้น; 2) ปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุล การมีอยู่ของอะตอมคาร์บอนในสถานะออกซิเดชันที่หลากหลายตั้งแต่ -4 ถึง +4 บ่งบอกถึงความเป็นคู่ของมัน ดังนั้นในเคมีอินทรีย์ ปฏิกิริยาการเปลี่ยนรูปรีดอกซ์เนื่องจากอะตอมของคาร์บอน ซึ่งเกิดขึ้นภายในและระหว่างโมเลกุลจึงเป็นเรื่องปกติ

8.8. ศักยภาพของเมมเบรน

ตั้งแต่สมัยของ ร.วีร์โชว ก็ได้ทราบมาว่า เซลล์ที่มีชีวิตเป็นเซลล์เบื้องต้นขององค์กรทางชีววิทยาที่ให้การทำงานทั้งหมดของร่างกาย การเกิดขึ้นของกระบวนการทางสรีรวิทยาหลายอย่างในร่างกายมีความเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนไอออนในเซลล์และเนื้อเยื่อและมาพร้อมกับการปรากฏตัวของความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น บทบาทใหญ่ในการขนส่งเมมเบรนเป็นของการขนส่งสารแบบพาสซีฟ: ออสโมซิส,

การกรองและอิเล็กโตรเจเนซิสทางชีวภาพ ปรากฏการณ์เหล่านี้ถูกกำหนดโดยคุณสมบัติการกั้นของเยื่อหุ้มเซลล์ ความต่างศักย์ระหว่างสารละลายที่มีความเข้มข้นต่างกันซึ่งคั่นด้วยเมมเบรนแบบเลือกสรรได้เรียกว่าศักย์ของเมมเบรน ศักย์ไฟฟ้าของเมมเบรนมีลักษณะเป็นไอออนิกมากกว่าแบบอิเล็กทรอนิกส์ เกิดจากการเกิดความไม่สมดุลของไอออน เช่น การกระจายตัวของไอออนทั้งสองด้านของเมมเบรนไม่เท่ากัน

องค์ประกอบประจุบวกของตัวกลางระหว่างเซลล์นั้นใกล้เคียงกับองค์ประกอบไอออนิกของน้ำทะเล: โซเดียม, โพแทสเซียม, แคลเซียม, แมกนีเซียม ในกระบวนการวิวัฒนาการ ธรรมชาติได้สร้างวิธีพิเศษในการลำเลียงไอออนที่เรียกว่า การขนส่งแบบพาสซีฟควบคู่ไปกับการปรากฏตัวของความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น ในหลายกรณี พื้นฐานของการถ่ายโอนสารคือการแพร่กระจาย ดังนั้นบางครั้งจึงเรียกว่าศักยภาพที่เกิดขึ้นบนเยื่อหุ้มเซลล์ ศักยภาพในการแพร่กระจายมันมีอยู่จนกว่าความเข้มข้นของไอออนจะเท่ากัน ค่าที่เป็นไปได้มีน้อย (0.1 V) การแพร่กระจายแบบอำนวยความสะดวกเกิดขึ้นผ่านช่องไอออน ความไม่สมดุลของไอออนิกใช้เพื่อสร้างแรงกระตุ้นในเซลล์ประสาทและกล้ามเนื้อ อย่างไรก็ตาม การมีไอออนิกไม่สมมาตรทั้งสองด้านของเมมเบรนก็มีความสำคัญเช่นกันสำหรับเซลล์ที่ไม่สามารถสร้างศักยภาพในการกระตุ้นได้

8.9. คำถามและงานสำหรับการทดสอบตัวเอง

การเตรียมตัวสำหรับชั้นเรียน

และการสอบ

1. ให้แนวคิดเกี่ยวกับศักย์ไฟฟ้าและรีดอกซ์

2.สังเกตรูปแบบหลักที่พบในชุดของศักยภาพรีดอกซ์

3.ความสามารถในการรีดิวซ์ของสารเป็นตัวชี้วัดอะไร? ยกตัวอย่างตัวรีดิวซ์ที่พบมากที่สุด

4.อะไรคือการวัดความสามารถในการออกซิไดซ์ของสาร? ยกตัวอย่างสารออกซิไดซ์ที่พบบ่อยที่สุด

5. คุณจะทดลองหาค่าของศักยภาพรีดอกซ์ได้อย่างไร?

6. ศักยภาพของระบบ Co 3+ /Co 2+ จะเปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อมีการใส่ไซยาไนด์ไอออนเข้าไป อธิบายคำตอบของคุณ.

7.ยกตัวอย่างปฏิกิริยาที่ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์มีบทบาทเป็นสารออกซิไดซ์ (ตัวรีดิวซ์) ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและด่าง

8. อะไรคือความสำคัญของปรากฏการณ์ในการระบุสภาพแวดล้อมลิแกนด์ของอะตอมกลางต่อศักยภาพรีดอกซ์สำหรับการทำงานของระบบสิ่งมีชีวิต?

9. วงจร Krebs ในปฏิกิริยาออกซิเดชันทางชีวภาพของกลูโคสจะเกิดขึ้นก่อนปฏิกิริยาทันที:

โดยที่ NADH และ NAD + เป็นรูปแบบรีดิวซ์และออกซิไดซ์ของนิโคตินาไมด์ไดนิวคลีโอไทด์ ปฏิกิริยารีดอกซ์นี้ดำเนินไปในทิศทางใดภายใต้สภาวะมาตรฐาน?

10.สารที่ทำปฏิกิริยาแบบผันกลับได้กับสารออกซิไดซ์และปกป้องพื้นผิวมีชื่ออะไรบ้าง?

11.ยกตัวอย่างการทำงานของสารฆ่าเชื้อแบคทีเรียตามคุณสมบัติออกซิเดชั่น

12. ปฏิกิริยาที่เป็นพื้นฐานของวิธีการเปอร์แมงกานาโตเมทรีและไอโอโดเมทรี แนวทางการทำงานและวิธีการเตรียมการ

13.บทบาททางชีวภาพของปฏิกิริยาที่สถานะออกซิเดชันของแมงกานีสและโมลิบดีนัมเปลี่ยนแปลงไปคืออะไร?

14.กลไกการเกิดพิษของสารประกอบไนโตรเจน (III), ไนโตรเจน (IV), ไนโตรเจน (V) คืออะไร?

15.ซูเปอร์ออกไซด์ไอออนทำให้เป็นกลางในร่างกายได้อย่างไร? ให้สมการปฏิกิริยา ไอออนของโลหะมีบทบาทอย่างไรในกระบวนการนี้?

16.บทบาททางชีวภาพของปฏิกิริยาครึ่งหนึ่งคืออะไร: Fe 3+ + ē ↔ Fe 2+ ; Cu 2+ + ē ↔ Cu + ; โค 3+ + ē ↔ โค 2+ ? ยกตัวอย่าง.

17. EMF มาตรฐานเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงพลังงานกิ๊บส์ของกระบวนการรีดอกซ์อย่างไร

18.เปรียบเทียบความสามารถในการออกซิไดซ์ของโอโซน ออกซิเจน และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์กับสารละลายโพแทสเซียมไอโอไดด์ที่เป็นน้ำ สนับสนุนคำตอบของคุณด้วยข้อมูลแบบตาราง

19.กระบวนการทางเคมีใดบ้างที่ทำให้เกิดการเป็นกลางของอนุมูลไอออนซูเปอร์ออกไซด์และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในร่างกาย? ให้สมการครึ่งปฏิกิริยา

20. ยกตัวอย่างกระบวนการรีดอกซ์ในระบบสิ่งมีชีวิต พร้อมด้วยการเปลี่ยนแปลงสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบ d

21.ยกตัวอย่างการใช้ปฏิกิริยารีดอกซ์ในการล้างพิษ

22.ยกตัวอย่างผลกระทบที่เป็นพิษของสารออกซิไดซ์

23. สารละลายประกอบด้วยอนุภาค Cr 3+, Cr 2 O 7 2-, I 2, I - พิจารณาว่าสิ่งใดโต้ตอบได้เองภายใต้เงื่อนไขมาตรฐาน

24.อนุภาคใดเหล่านี้เป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงกว่าในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด KMnO 4 หรือ K 2 Cr 2 O 7

25.จะกำหนดค่าคงที่การแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์อ่อนโดยใช้วิธีโพเทนชิโอเมตริกได้อย่างไร วาดแผนภาพวงจรเคมีของเซลล์กัลวานิก

26. เป็นที่ยอมรับหรือไม่ที่จะแนะนำสารละลาย RMnO 4 และ NaNO 2 เข้าสู่ร่างกายพร้อมกัน?

8.10. งานทดสอบ

1. โมเลกุลฮาโลเจน (สารธรรมดา) ใดที่แสดงความเป็นคู่ของรีดอกซ์

ก) ไม่มีเลย พวกมันทั้งหมดเป็นเพียงตัวออกซิไดซ์เท่านั้น

b) ทุกอย่างยกเว้นฟลูออรีน

c) ทุกอย่างยกเว้นไอโอดีน

d) ฮาโลเจนทั้งหมด

2. เฮไลด์ไอออนในข้อใดมีฤทธิ์รีดิวซ์ได้มากที่สุด

ก)ฉ - ;

ข)C1 - ;

ค)ฉัน - ;

ง)Br - .

3. ฮาโลเจนชนิดใดที่เกิดปฏิกิริยาไม่สมส่วน

ก) ทุกอย่างยกเว้นฟลูออรีน

b) ทุกอย่างยกเว้นฟลูออรีน คลอรีน โบรมีน

c) ทุกอย่างยกเว้นคลอรีน

d) ไม่มีฮาโลเจนใดที่เกี่ยวข้อง

4. หลอดทดลองสองหลอดประกอบด้วยสารละลายของ KBr และ KI เติมสารละลาย FeCl 3 ลงในหลอดทดลองทั้งสองหลอด ในกรณีใดเฮไลด์ไอออนจะถูกออกซิไดซ์เป็นฮาโลเจนอิสระถ้า E o (Fe 3+ / เฟ 2+) = 0.77 โวลต์; E°(Br 2 /2Br -) = 1.06 V; อี โอ (I2/2I -) = 0.54 V?

ก) KBr และ KI;

ข) KI;

ค) เคบีอาร์;

d) ไม่ว่าในกรณีใด ๆ

5. สารรีดิวซ์ที่ทรงพลังที่สุด:

6. ปฏิกิริยาใดที่เกี่ยวข้องกับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์จะเป็นก๊าซออกซิเจนเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา?

7. องค์ประกอบใดต่อไปนี้มีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้สัมพัทธ์สูงที่สุด

ก)O;

ข)C1;

ค)ยังไม่มีข้อความ;

ง)ส

8. คาร์บอนในสารประกอบอินทรีย์มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

ก) สารออกซิไดซ์;

b) ตัวรีดิวซ์;

ของเสียที่เป็นกรดเป็นผลพลอยได้ตามธรรมชาติจากการเผาผลาญของเซลล์ ร่างกายมนุษย์มีเซลล์มากกว่า 60 ล้านล้านเซลล์ โดยมีวงจรชีวิตเฉลี่ย 4 สัปดาห์ เมื่อสิ้นสุดวงจร แต่ละเซลล์จะแบ่งออกเป็นสองหน่วยทางพันธุกรรมที่เทียบเท่ากัน อย่างไรก็ตาม มีเซลล์ที่สร้างขึ้นใหม่เพียงครึ่งหนึ่งเท่านั้นที่ถูกกำหนดให้มีการพัฒนาต่อไป ส่วนที่เหลือของเซลล์ที่อ่อนแอ เสียหาย และปนเปื้อนก็จะตายไป เซลล์อื่นๆ หลายล้านเซลล์กลายเป็นของเสียที่เป็นกรด

กระบวนการชราตามธรรมชาติยังส่งผลเสียเช่นกัน สภาพแวดล้อมภายในร่างกายมีแนวโน้มที่จะออกซิไดซ์เป็นเวลาหลายปี มักเกิดขึ้นเมื่อผ่านไป 45 ปี ร่างกายสูญเสียความสามารถในการกำจัดของเสียที่เป็นกรดที่สะสมและเริ่มสะสมตามส่วนต่างๆ ของร่างกาย ทำให้เกิดโรคตามมา

เมื่อพิจารณาแต่ละโรคเราต้องวิเคราะห์สาเหตุและผลที่ตามมา ปัญหาทางกายภาพและโรคต่างๆ มากมายและหลากหลายที่น่าประหลาดใจอาจเกิดจากการออกซิเดชันในร่างกาย ทุกวันนี้ ประชากรส่วนใหญ่ต้องทนทุกข์ทรมานจากปัญหาที่เกิดจากความเป็นกรด เนื่องมาจากนิสัยการกินและวิถีชีวิตที่เฉพาะเจาะจง โดยที่ไม่รู้ตัวด้วยซ้ำ ลองดูปัจจัยออกซิเดชัน:

• การบริโภคอาหารที่เป็นกรดเพิ่มขึ้น

อาหารสมัยใหม่ประกอบด้วยอาหารที่เป็นกรดมากขึ้น (ค่า pH ต่ำกว่า 7) ดังนั้นร่างกายที่เป็นด่างในช่วงแรกๆ ของเราจึงค่อยๆ เริ่มออกซิไดซ์

• เครื่องดื่มที่เราดื่มทุกวันก็มีกรดเช่นกัน (กาแฟ น้ำ

ยังไงก็เป็นชา เบียร์ ฯลฯ)

• การหลั่งกรดลดลง

ในระหว่างออกกำลังกายกรดจำนวนมากจะถูกขับออกจากร่างกายผ่านทางเหงื่อ แต่ปัจจุบัน ผู้คนมักไม่มีเวลาออกกำลังกายเพียงพอเสมอไป

มาดูโภชนาการ - สาเหตุอันดับหนึ่งของการเกิดออกซิเดชันในร่างกาย อาหารทุกชนิดให้สารอาหารและพลังงานที่จำเป็นต่อการพัฒนาและการเจริญเติบโตของร่างกายมนุษย์ ความแตกต่างระหว่างอาหารที่ดีและไม่ดีนั้นพิจารณาจากปริมาณของเสียอันตรายที่เกิดจากการบริโภค โปรดจำไว้ว่า สารอัลคาไลน์ต่อต้านของเสียที่เป็นกรดและทำความสะอาดร่างกายและ สารที่เป็นกรดทำให้เกิดออกซิเดชั่นและการปนเปื้อน

รากฐานหลักของการมีสุขภาพที่ดีคือความสมดุลของกรดเบส น่าเสียดายที่อาหารที่คุณและฉันกินทุกวันมีความเป็นกรด (Ph ต่ำกว่า 7) อาหารที่เป็นด่าง เช่น ผักและผลไม้ จะถูกรับประทานในปริมาณที่น้อยกว่ามาก มาดูอาหารที่เรากินกันดีกว่า

ตารางแสดงให้เห็นว่าผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่มีความเป็นกรดและมีค่า pH ที่เป็นกรด ส่งผลให้ร่างกายมีสภาพเป็นกรดซึ่งทำให้เกิดโรคต่างๆ ตามมา ตัวอย่างเช่น: ของเสียที่เป็นกรดสะสมอยู่ในร่างกายใกล้กับตับอ่อนและมีแคลเซียมไอออนที่เป็นด่างไม่เพียงพอที่จะต่อต้านสิ่งเหล่านี้ คน ๆ หนึ่งจะเป็นโรคเบาหวาน แน่นอนว่าคุณไม่ควรกินแตง แครอท ลูกแพร์ตลอดทั้งวัน (ซึ่งหมายถึงความเป็นด่าง) แต่ก็เพียงพอแล้วที่จะดื่มน้ำอัลคาไลน์ซึ่งสามารถหาได้โดยใช้ความช่วยเหลือ เพื่อรักษาสมดุลของกรด-เบสของ ร่างกาย.

เรามาดูตัวอย่างเฉพาะเจาะจงว่าการออกซิเดชั่นของร่างกายส่งผลต่อเลือดของเราอย่างไร

รูปภาพเลือดของคนที่มีสุขภาพแข็งแรง (รูปที่ 1) เลือดระหว่างการออกซิเดชั่นของร่างกาย (รูปที่ 2)

ในภาพขวา เราเห็นเซลล์เม็ดเลือดที่มีลักษณะเหมือนเหรียญติดกัน ซึ่งเป็นเซลล์เม็ดเลือดแดง แต่ไม่ควรมีลักษณะเช่นนั้น จะต้องแยกออกจากกัน หมุนเวียนในเลือดอย่างอิสระ และกระจายออกซิเจน แต่นั่นไม่ได้เกิดขึ้นที่นี่ เลือดที่นี่ถูกออกซิไดซ์มากจนเซลล์พยายามป้องกันตัวเองจากสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด บุคคลนี้มีความผิดปกติของการกระจายออกซิเจน หากคุณใส่ใจคุณจะเห็นจุดสีดำด้วย - นี่คือคอเลสเตอรอลที่อุดตันเส้นเลือดฝอย นี่คือสาเหตุที่ลิ่มเลือดเกิดขึ้นในหัวใจและสมอง

ในรูปที่ 1 เราเห็นภาพที่เปลี่ยนแปลงไปแล้ว 20 นาทีหลังจากดื่มสด (น้ำอัลคาไลน์) เซลล์เม็ดเลือดแดงแยกตัวออก ซึ่งหมายความว่าเลือดมีความเป็นด่าง พวกเขาเริ่ม "ลำเลียง" ออกซิเจน และเริ่มรู้สึกดี

เซลล์ที่แข็งแรงต้องการสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง หลักฐานแสดงให้เห็นว่าความเป็นกรดส่วนเกินเป็นสาเหตุของโรคทั้งหมด โรคต่างๆ ตั้งแต่ไข้หวัดธรรมดาไปจนถึงมะเร็ง เกิดขึ้นเมื่อร่างกายไม่สามารถรับมือกับการสะสมของของเสียที่เป็นกรดได้

มีหลายวิธีที่จะแสดงให้เห็นว่าน้ำอัลคาไลน์มีผลกระทบอย่างมากต่อสุขภาพและการทำงานของร่างกายมนุษย์ ตอนนี้เราจะสรุปบางสิ่ง - เนื่องจากมีความสำคัญมากในการลดจำนวนการไปพบแพทย์:

• มันเป็นของคุณ
• อุณหภูมิ
• สุขภาพโดยทั่วไป

พารามิเตอร์ทั้ง 3 นี้เป็นตัวบ่งชี้สภาพทั่วไปของคุณ เพราะทันทีที่คุณเริ่มดื่มน้ำมีชีวิตหรือสิ่งอื่นใดที่สามารถปรับ pH ของคุณให้เป็นด่างได้ คุณจะเริ่มรู้สึกดีขึ้น และร่างกายของคุณจะรู้สึกดีขึ้นมากเนื่องจากการล้างพิษ การทำความสะอาด และการฟื้นฟู อะไรจะนำมาซึ่งการลดปริมาณการใช้ยา!

ติดต่อกับ

ออกซิเดชันทางชีวภาพ –นี่คือชุดของการเปลี่ยนแปลงรีดอกซ์ของสารต่างๆ ในสิ่งมีชีวิต ปฏิกิริยารีดอกซ์เป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับการเปลี่ยนแปลงสถานะออกซิเดชันของอะตอมเนื่องจากการกระจายตัวของอิเล็กตรอนระหว่างพวกมัน

ประเภทของกระบวนการออกซิเดชั่นทางชีวภาพ:

1)แอโรบิก (ไมโตคอนเดรีย) ออกซิเดชันออกแบบมาเพื่อดึงพลังงานของสารอาหารโดยมีส่วนร่วมของออกซิเจนและสะสมอยู่ในรูปของ ATP เรียกอีกอย่างว่าการออกซิเดชันแบบแอโรบิก การหายใจของเนื้อเยื่อเนื่องจากเมื่อมันเกิดขึ้น เนื้อเยื่อก็จะใช้ออกซิเจนอย่างแข็งขัน

2) ออกซิเดชันแบบไม่ใช้ออกซิเจน- นี่เป็นวิธีการเสริมในการสกัดพลังงานจากสารโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของออกซิเจน ออกซิเดชันแบบไม่ใช้ออกซิเจนมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อมีการขาดออกซิเจน เช่นเดียวกับเมื่อทำงานของกล้ามเนื้ออย่างหนัก

3) ออกซิเดชันของไมโครโซมมีไว้สำหรับการวางตัวเป็นกลางของยาและสารพิษรวมถึงการสังเคราะห์สารต่าง ๆ : อะดรีนาลีน, นอร์เอพิเนฟริน, เมลานินในผิวหนัง, คอลลาเจน, กรดไขมัน, กรดน้ำดี, ฮอร์โมนสเตียรอยด์

4) ออกซิเดชันของอนุมูลอิสระจำเป็นสำหรับการควบคุมการต่ออายุและการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์

เส้นทางหลักของการเกิดออกซิเดชันทางชีวภาพคือไมโตคอนเดรียที่เกี่ยวข้องกับการให้พลังงานแก่ร่างกายในรูปแบบที่มีให้ใช้งาน แหล่งพลังงานสำหรับมนุษย์คือสารประกอบอินทรีย์หลากหลายชนิด ได้แก่ คาร์โบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน ผลจากการเกิดออกซิเดชัน สารอาหารจะแตกตัวเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ซึ่งส่วนใหญ่เป็น CO 2 และ H 2 O (การสลายโปรตีนยังทำให้เกิด NH 3 อีกด้วย) พลังงานที่ปล่อยออกมาในกรณีนี้จะสะสมอยู่ในรูปของพลังงานของพันธะเคมีของสารประกอบพลังงานสูง ซึ่งส่วนใหญ่เป็น ATP

Macroergic เรียกว่าสารประกอบอินทรีย์ของเซลล์สิ่งมีชีวิตที่มีพันธะที่อุดมด้วยพลังงาน การไฮโดรไลซิสของพันธะพลังงานสูง (ระบุด้วยเส้นคดเคี้ยว ~) จะปล่อยพลังงานมากกว่า 4 กิโลแคลอรี/โมล (20 กิโลจูล/โมล) พันธะมหภาคเกิดขึ้นจากการกระจายพลังงานของพันธะเคมีในระหว่างกระบวนการเผาผลาญ สารประกอบพลังงานสูงส่วนใหญ่เป็นกรดฟอสฟอริกแอนไฮไดรด์ เช่น ATP, GTP, UTP เป็นต้น อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (ATP) เป็นศูนย์กลางในบรรดาสารที่มีพันธะพลังงานสูง

อะดีนีน – น้ำตาล – P ~ P ~ P โดยที่ P คือกรดฟอสฟอริกที่ตกค้าง

ATP พบได้ในทุกเซลล์ในไซโตพลาสซึม ไมโตคอนเดรีย และนิวเคลียส ปฏิกิริยาออกซิเดชันทางชีวภาพจะมาพร้อมกับการถ่ายโอนกลุ่มฟอสเฟตไปยัง ADP ด้วยการก่อตัวของ ATP (กระบวนการนี้เรียกว่า ฟอสโฟรีเลชั่น- ดังนั้นพลังงานจะถูกเก็บไว้ในรูปของโมเลกุล ATP และหากจำเป็นก็จะถูกใช้ในการทำงานประเภทต่าง ๆ (เครื่องกล, ไฟฟ้า, ออสโมติก) และเพื่อดำเนินกระบวนการสังเคราะห์

ระบบสำหรับการรวมสารตั้งต้นออกซิเดชันในร่างกายมนุษย์

การใช้พลังงานเคมีโดยตรงในโมเลกุลของอาหารเป็นไปไม่ได้ เพราะเมื่อพันธะภายในโมเลกุลถูกทำลาย พลังงานจำนวนมหาศาลจะถูกปล่อยออกมา ซึ่งอาจนำไปสู่ความเสียหายของเซลล์ได้ เพื่อให้สารอาหารเข้าสู่ร่างกายได้ พวกมันจะต้องผ่านการเปลี่ยนแปลงเฉพาะหลายครั้ง ในระหว่างนั้นจะมีการสลายโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนหลายขั้นตอนให้กลายเป็นโมเลกุลที่ง่ายกว่า ทำให้สามารถค่อยๆ ปลดปล่อยพลังงานและสะสมไว้ในรูปแบบของ ATP

กระบวนการแปลงสารที่ซับซ้อนต่าง ๆ ให้เป็นสารตั้งต้นพลังงานเดียวเรียกว่า การรวมกันการรวมเป็นสามขั้นตอน:

1. ขั้นตอนการเตรียมการเกิดขึ้นในทางเดินอาหารเช่นเดียวกับในไซโตพลาสซึมของเซลล์ร่างกาย . โมเลกุลขนาดใหญ่แตกตัวออกเป็นบล็อกโครงสร้างที่เป็นส่วนประกอบ: โพลีแซ็กคาไรด์ (แป้ง, ไกลโคเจน) - ถึงโมโนแซ็กคาไรด์; โปรตีน – เป็นกรดอะมิโน ไขมัน - ไปจนถึงกลีเซอรอลและกรดไขมัน สิ่งนี้จะปล่อยพลังงานจำนวนเล็กน้อย (ประมาณ 1%) ซึ่งกระจายไปเป็นความร้อน

2- การเปลี่ยนแปลงของเนื้อเยื่อเริ่มต้นในไซโตพลาสซึมของเซลล์และสิ้นสุดในไมโตคอนเดรีย แม้แต่โมเลกุลที่เรียบง่ายก็ถูกสร้างขึ้น และจำนวนประเภทของมันก็ลดลงอย่างมาก ผลลัพธ์ที่ได้นั้นพบได้ทั่วไปในเส้นทางการเผาผลาญของสารต่างๆ: ไพรูเวต, อะซิติล-โคเอ็นไซม์เอ (อะซิติล-โคเอ), α-คีโตกลูตาเรต, ออกซาโลอะซิเตต เป็นต้น สารประกอบที่สำคัญที่สุดเหล่านี้คืออะซิติล-โคเอ ซึ่งเป็นกรดอะซิติกที่ตกค้าง โดยที่ S ถูกยึดด้วยพันธะพลังงานสูงผ่านซัลเฟอร์ โคเอ็นไซม์ A เป็นรูปแบบที่ออกฤทธิ์ของวิตามินบี 3 (กรดแพนโทธีนิก) กระบวนการสลายโปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรตมาบรรจบกันที่ขั้นตอนการก่อตัวของ acetyl-CoA จากนั้นจึงเกิดเป็นวัฏจักรการเผาผลาญเดี่ยว ขั้นตอนนี้โดดเด่นด้วยการปล่อยพลังงานบางส่วน (มากถึง 20%) ซึ่งส่วนหนึ่งสะสมอยู่ในรูปของ ATP และส่วนหนึ่งกระจายไปในรูปของความร้อน

3. ระยะไมโตคอนเดรีย- ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นในขั้นตอนที่สองจะเข้าสู่ระบบไซคลิกออกซิเดชั่น - วงจรกรดไตรคาร์บอกซิลิก (วงจรเครบส์) และห่วงโซ่การหายใจของไมโตคอนเดรียที่เกี่ยวข้อง ในวงจร Krebs acetyl-CoA จะถูกออกซิไดซ์เป็น CO 2 และไฮโดรเจนจับกับตัวพา - NAD + H 2 และ FAD H 2 ไฮโดรเจนเข้าสู่ระบบทางเดินหายใจของไมโตคอนเดรียซึ่งออกซิเจนจะถูกออกซิไดซ์เป็น H 2 O กระบวนการนี้มาพร้อมกับการปล่อยพลังงานพันธะเคมีของสารประมาณ 80% ซึ่งส่วนหนึ่งใช้สำหรับการก่อตัวของ ATP และส่วนหนึ่งถูกปล่อยออกมาในรูปของความร้อน

การจำแนกประเภทและลักษณะของออกซิโดรีดักเตสหลักในเนื้อเยื่อ

คุณลักษณะที่สำคัญของการเกิดออกซิเดชันทางชีวภาพคือเกิดขึ้นภายใต้การทำงานของเอนไซม์บางชนิด (ออกซิโดเรดักเตส)เอนไซม์ที่จำเป็นทั้งหมดสำหรับแต่ละขั้นตอนจะรวมกันเป็นชุดซึ่งตามกฎแล้วจะถูกจับจ้องไปที่เยื่อหุ้มเซลล์ต่างๆ อันเป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันของเอนไซม์ทั้งหมด การเปลี่ยนแปลงทางเคมีจะค่อยๆ ดำเนินไปราวกับอยู่บนสายพานลำเลียง ในกรณีนี้ ผลคูณปฏิกิริยาของระยะหนึ่งจะเป็นสารประกอบเริ่มต้นสำหรับระยะต่อไป

การจำแนกประเภทของออกซิโดเรดักเตส:

1. ดีไฮโดรจีเนส ดำเนินการกำจัดไฮโดรเจนออกจากสารตั้งต้นที่ถูกออกซิไดซ์:

SH 2 + A → ส +AH 2

ในกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ ปฏิกิริยาออกซิเดชันทางชีวภาพประเภทที่พบบ่อยที่สุดก็คือ การดีไฮโดรจีเนชันนั่นคือการแยกอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอมออกจากสารตั้งต้นที่ถูกออกซิไดซ์และถ่ายโอนไปยังตัวออกซิไดเซอร์ ในความเป็นจริง ไฮโดรเจนในระบบสิ่งมีชีวิตไม่พบอยู่ในรูปของอะตอม แต่เป็นผลรวมของโปรตอนและอิเล็กตรอน (H + และ ē) ซึ่งมีเส้นทางการเคลื่อนที่ที่แตกต่างกัน

ดีไฮโดรจีเนสเป็นโปรตีนเชิงซ้อน โคเอ็นไซม์ (ส่วนที่ไม่ใช่โปรตีนของเอนไซม์เชิงซ้อน) สามารถเป็นได้ทั้งตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์ โคเอ็นไซม์จะเปลี่ยนรูปเป็นรูปแบบรีดิวซ์โดยการนำไฮโดรเจนจากสารตั้งต้น โคเอ็นไซม์รูปแบบลดลงสามารถบริจาคโปรตอนและไฮโดรเจนอิเล็กตรอนให้กับโคเอ็นไซม์อื่นที่มีศักยภาพรีดอกซ์สูงกว่า

1) เกิน + - และ NADP + -ดีไฮโดรจีเนสที่ขึ้นต่อกัน(โคเอ็นไซม์ - NAD + และ NADP + - วิตามิน PP ในรูปแบบที่ใช้งานอยู่ ). เพิ่มอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอมจากสารตั้งต้นที่ถูกออกซิไดซ์ SH 2 ส่งผลให้เกิดรูปแบบที่ลดลง - NAD + H 2:

SH 2 + NAD + ↔ S + NAD + H 2

2) ดีไฮโดรจีเนสที่ขึ้นกับ FAD(โคเอ็นไซม์ FAD และ FMN เป็นวิตามินบี 2 ที่ออกฤทธิ์) ความสามารถในการออกซิไดซ์ของเอนไซม์เหล่านี้ช่วยให้พวกมันรับไฮโดรเจนทั้งจากสารออกซิไดซ์โดยตรงและจาก NADH 2 ที่ลดลง ในกรณีนี้ จะเกิดรูปแบบที่ลดลงของ FAD·H 2 และ FMN·H 2

SH 2 + เฟด ↔ ส + แฟด N 2

NAD + H 2 + FMN ↔ NAD + + FMN H 2

3) โคเอ็นไซม์ถามหรือยูบิควิโนนซึ่งสามารถดีไฮโดรจีเนต FAD H 2 และ FMN H 2 แล้วเติมไฮโดรเจน 2 อะตอม กลายเป็น KoQ H 2 ( ไฮโดรควิโนน):

FMN·N 2 + KoQ ↔ FMN + KoQ·H 2

2. ตัวพาอิเล็กตรอนเฮมินที่มีธาตุเหล็ก – ไซโตโครมข, ค 1 , ค, ก, ก 3 . ไซโตโครมเป็นเอนไซม์ที่อยู่ในกลุ่มโครโมโปรตีน (โปรตีนสี) แสดงส่วนที่ไม่ใช่โปรตีนของไซโตโครม ฮีมซึ่งมีธาตุเหล็กและมีโครงสร้างใกล้เคียงกับเฮโมโกลบิน ไซโตโครมหนึ่งโมเลกุลสามารถรับอิเล็กตรอนหนึ่งตัวแบบย้อนกลับได้ และสถานะออกซิเดชันของเหล็กจะเปลี่ยนไป:

ไซโตโครม(Fe 3+) + ē ↔ ไซโตโครม(Fe 2+)

ไซโตโครม ก 3 ก่อตัวเป็นคอมเพล็กซ์ที่เรียกว่า ไซโตโครมออกซิเดส- ซึ่งแตกต่างจากไซโตโครมอื่น ๆ ไซโตโครมออกซิเดสสามารถโต้ตอบกับออกซิเจนซึ่งเป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้าย

ปฏิกิริยารีดอกซ์ บทบาทของกระบวนการรีดอกซ์ในร่างกาย ศักยภาพรีดอกซ์ สมการเนิร์สต์

การหายใจและเมแทบอลิซึม การสลายตัวและการหมัก การสังเคราะห์ด้วยแสงและกิจกรรมทางประสาทของสิ่งมีชีวิตมีความเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยารีดอกซ์ กระบวนการรีดอกซ์รองรับการเผาไหม้เชื้อเพลิง การกัดกร่อนของโลหะ กระแสไฟฟ้า โลหะวิทยา ฯลฯ ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับการเปลี่ยนแปลงสถานะออกซิเดชันของอะตอมที่ประกอบเป็นโมเลกุลที่ทำปฏิกิริยาเรียกว่าปฏิกิริยารีดอกซ์ กระบวนการออกซิเดชั่นและการรีดักชันเกิดขึ้นพร้อมกัน: หากองค์ประกอบหนึ่งที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาถูกออกซิไดซ์ องค์ประกอบอื่นจะต้องถูกรีดิวซ์ สารออกซิไดซ์คือสารที่มีองค์ประกอบที่รับอิเล็กตรอนและลดสถานะออกซิเดชันลง สารออกซิไดซ์จะลดลงอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยา ดังนั้นในปฏิกิริยา 2Fe +3 Cl - 3 + 2K + I - -> I 2 0 + 2Fe +2 Cl 2 - + 2K + Cl - สารรีดิวซ์คือสารที่มีองค์ประกอบที่ให้อิเล็กตรอนและเพิ่มสถานะออกซิเดชัน สารรีดิวซ์จะถูกออกซิไดซ์อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยา ตัวรีดิวซ์ในปฏิกิริยาที่เสนอคือไอ - ไอออน แหล่งที่มาของพลังงานไฟฟ้าในองค์ประกอบคือปฏิกิริยาทางเคมีของการแทนที่ทองแดงด้วยสังกะสี: Zn + Cu 2+ + Cu งานออกซิเดชันของสังกะสีเท่ากับการลดลงของศักย์ไอโซบาริก-ไอโซเทอร์มอล สามารถแสดงเป็นผลคูณของไฟฟ้าที่ถ่ายโอนด้วยค่าของ e d.s.: A=--dG 0 =n EF โดยที่ n คือประจุของแคตไอออน อี- ชม. d.s. องค์ประกอบและ ฉ-หมายเลขฟาราเดย์ ในทางกลับกัน ตามสมการไอโซเทอร์มของปฏิกิริยา ศักยภาพรีดอกซ์มีความสำคัญอย่างยิ่งในสรีรวิทยาของมนุษย์และสัตว์ ระบบที่หายาก ได้แก่ ระบบในเลือดและเนื้อเยื่อ เช่น ฮีม/ฮีมาเทียม และไซโตโครม ซึ่งมีธาตุเหล็กไดวาเลนต์และไตรวาเลนต์ กรดแอสคอร์บิก (วิตามินซี) พบในรูปแบบออกซิไดซ์และรีดิวซ์ ระบบกลูตาไธโอน, ซีสตีน-ซิสเทอีน, กรดซัคซินิกและฟูมาริก ฯลฯ กระบวนการที่สำคัญที่สุดของการเกิดออกซิเดชันทางชีวภาพ ได้แก่ การถ่ายโอนอิเล็กตรอนและโปรตอนจากสารตั้งต้นที่ถูกออกซิไดซ์ไปยังออกซิเจน ดำเนินการในเนื้อเยื่อโดยใช้ชุดเอนไซม์ตัวพาระดับกลางที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด ยังแสดงถึงสายโซ่ของกระบวนการรีดอกซ์อีกด้วย แต่ละจุดเชื่อมต่อในสายโซ่นี้สอดคล้องกับระบบรีดอกซ์ระบบหนึ่งหรือระบบอื่น ซึ่งมีคุณลักษณะเฉพาะด้วยศักยภาพรีดอกซ์ที่แน่นอน

การกำหนดทิศทางของปฏิกิริยารีดอกซ์โดยใช้ค่ามาตรฐานของพลังงานอิสระของการก่อตัวของรีเอเจนต์และค่าศักย์รีดอกซ์

กระบวนการสำคัญต่างๆ เกิดขึ้นพร้อมกับการเกิดกระบวนการไฟฟ้าเคมีในร่างกายซึ่งมีบทบาทสำคัญในการเผาผลาญ การเปลี่ยนแปลงทางเคมีไฟฟ้าในร่างกายสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มหลัก: กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนและการเกิดศักย์รีดอกซ์; กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนไอออน (โดยไม่เปลี่ยนประจุ) และการก่อตัวของศักย์ไฟฟ้าชีวภาพ จากกระบวนการเหล่านี้ ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นระหว่างชั้นต่างๆ ของเนื้อเยื่อที่อยู่ในสภาวะทางสรีรวิทยาที่แตกต่างกัน มีความเกี่ยวข้องกับกระบวนการทางชีวเคมีรีดอกซ์ที่มีความเข้มข้นต่างกัน ซึ่งรวมถึง ตัวอย่างเช่น ศักยภาพในการสังเคราะห์ด้วยแสงที่เกิดขึ้นระหว่างบริเวณที่ได้รับแสงสว่างและไม่ได้รับแสงสว่างของใบไม้ โดยบริเวณที่ได้รับแสงสว่างจะมีประจุบวกสัมพันธ์กับบริเวณที่ไม่มีแสงสว่าง กระบวนการรีดอกซ์ของกลุ่มแรกในร่างกายแบ่งได้เป็น 3 ประเภท คือ 1. การถ่ายโอนอิเล็กตรอนโดยตรงระหว่างสารโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของออกซิเจนและอะตอมของไฮโดรเจน เช่น การถ่ายโอนอิเล็กตรอนในไซโตโครม: ไซโตโครม (Fe 3+) + e - > ไซโตโครม (Fe 2+) และการถ่ายโอนอิเล็กตรอนในเอนไซม์ไซโตโครมออกซิเดส: ไซโตโครมออกซิเดส (Cu 2+) + e -> ไซโตโครมออกซิเดส (Cu 1+) 2. ออกซิเดชั่นที่เกี่ยวข้องกับการมีส่วนร่วมของอะตอมออกซิเจนและเอนไซม์ออกซิเดสเช่นการเกิดออกซิเดชันของกลุ่มอัลดีไฮด์ของสารตั้งต้นให้เป็นกรด: RСОН + O ó RСООН 3. ขึ้นอยู่กับ pH ซึ่งเกิดขึ้นต่อหน้าเอนไซม์ดีไฮโดรจีเนส (E) และโคเอ็นไซม์ (Co) ซึ่งก่อตัวเป็นคอมเพล็กซ์ของเอนไซม์โคเอ็นไซม์และสารตั้งต้นที่กระตุ้นการทำงาน (E-Co-5) ยึดอิเล็กตรอนและไอออนบวกของไฮโดรเจนจากสารตั้งต้นและทำให้เกิด ออกซิเดชัน โคเอ็นไซม์ดังกล่าวคือนิโคตินาไมด์อะดีนีนนิวคลีโอไทด์ (NAD +) ซึ่งเพิ่มอิเล็กตรอนสองตัวและโปรตอนหนึ่งตัว: S-2H - 2e + NAD* ó S + NADH + H +, ฟลาวินอะดีนีนไดนิวคลีโอไทด์ (FAD) ซึ่งเพิ่มอิเล็กตรอนสองตัวและ โปรตอนสองตัว: S - 2H - 2e + FAD óS + FADN 2 และยูบิควิโนนหรือโคเอนไซม์คิว (CoO) ซึ่งยึดอิเล็กตรอนสองตัวและโปรตอนสองตัวด้วย: S-2H - 2e + CoQ ó S + CoQH 2

66. ออกซิโดเมทรี ไอโอโดเมทรี เปอร์แมงกานาโตเมทรี การประยุกต์ใช้ในการแพทย์

การไทเทรตรีดอกซ์หลายประเภทขึ้นอยู่กับไทแทรนต์ที่ใช้: เปอร์แมงกานาโตเมตริก ไอโอดีนเมตริก ไบโครมาเมตริก และอื่นๆ การไทเทรตแบบเปอร์แมงกาโนเมตริกขึ้นอยู่กับอันตรกิริยาของสารละลายมาตรฐานของโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตกับสารละลายของตัวรีดิวซ์ ออกซิเดชันกับโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตสามารถทำได้ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด ด่าง และเป็นกลาง และผลิตภัณฑ์จากการลด KMnO จะแตกต่างกันในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน แนะนำให้ทำการไทเทรตแบบเปอร์แมงกาโนเมตริกในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด ประการแรก จากผลของปฏิกิริยา ไอออน Mn 2+ ที่ไม่มีสีจึงถูกสร้างขึ้น และไทแทรนต์ KMnO 4 ที่มากเกินไปหนึ่งหยดจะทำให้สารละลายไทเทรตกลายเป็นสีชมพู ในระหว่างการออกซิเดชันในตัวกลางที่เป็นกลางหรือเป็นด่าง จะเกิดการตกตะกอนสีน้ำตาลเข้ม หรือมีไอออน MnO 2-4 ที่มีสีเขียวเข้มเกิดขึ้น ทำให้ยากต่อการแก้ไขจุดสมมูล ประการที่สอง ความสามารถในการออกซิไดซ์ของโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดนั้นสูงกว่ามาก (E° MnO 4 / Mn 2+ = + 1.507v) มากกว่าในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างและเป็นกลาง ศักย์ออกซิเดชันมาตรฐานของคู่ E) /2G คือ 0.54 V ดังนั้น สารที่มีศักยภาพออกซิเดชันต่ำกว่าค่านี้จะเป็นตัวรีดิวซ์ ดังนั้นพวกเขาจะควบคุมปฏิกิริยาจากซ้ายไปขวาโดย "ดูดซับ" ไอโอดีน สารดังกล่าวได้แก่ Na 2 83O3 ดีบุก (II) คลอไรด์ เป็นต้น สารที่มีศักยภาพในการออกซิเดชันสูงกว่า 0.54 V จะเป็นสารออกซิไดซ์ที่สัมพันธ์กับไอออน และจะนำปฏิกิริยาไปสู่การปล่อยไอโอดีนอิสระ: 2I + 2е = ฉัน 2. ปริมาณไอโอดีนอิสระที่ปล่อยออกมาจะถูกกำหนดโดยการไตเตรทสารละลายของไธโอซัลเฟต Na 2 S 2 O 3: I + 2е-> 2I - โซเดียมไธโอซัลไฟต์ดูดซับไอโอดีนอิสระโดยเปลี่ยนสมดุลของปฏิกิริยาไปทางขวา เพื่อให้ปฏิกิริยาดำเนินต่อไปจากซ้ายไปขวา จำเป็นต้องมีไอโอดีนอิสระส่วนเกิน โดยปกติแล้วจะทำการไตเตรทย้อนกลับ สารละลายไอโอดีนที่ไตเตรทส่วนเกินจะถูกเติมลงในตัวรีดิวซ์ที่กำลังหาอยู่ทันที ส่วนหนึ่งทำปฏิกิริยากับตัวรีดิวซ์ และส่วนที่เหลือถูกกำหนดโดยการไตเตรทด้วยสารละลายโซเดียมไธโอซัลเฟต

67. ควอนตัม - แบบจำลองทางกลของอะตอม

กลศาสตร์ควอนตัม (หรือคลื่น) ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าอนุภาคของวัสดุใดๆ ก็ตามมีคุณสมบัติเป็นคลื่นในเวลาเดียวกัน สิ่งนี้ถูกทำนายครั้งแรกโดย L. de Broglie ซึ่งในปี 1924 ในทางทฤษฎีแสดงให้เห็นว่าอนุภาคที่มีมวล m และความเร็ว v สามารถเชื่อมโยงกับการเคลื่อนที่ของคลื่น ความยาวคลื่นที่ X ถูกกำหนดโดยนิพจน์: A = h / m v โดยที่ h (ค่าคงที่ของพลังค์ ) = 6.6256-10-27 erg-s = 6.6256-10 34 J-s ในไม่ช้าสมมติฐานนี้ก็ได้รับการยืนยันจากปรากฏการณ์การเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนและการแทรกสอดของลำอิเล็กตรอนสองตัว ลักษณะที่เป็นคู่ของอนุภาคมูลฐาน (ความเป็นคู่ของอนุภาคคลื่น-อนุภาค) เป็นการแสดงให้เห็นคุณสมบัติทั่วไปของสสารโดยเฉพาะ แต่ควรคาดหวังไว้สำหรับวัตถุขนาดเล็กเท่านั้น คุณสมบัติของคลื่นของอนุภาคขนาดเล็กแสดงออกมาด้วยการนำไปประยุกต์ใช้ได้อย่างจำกัดตามแนวคิดที่แสดงลักษณะของอนุภาคขนาดใหญ่ในกลศาสตร์คลาสสิก เช่น พิกัด (x, y, z) และโมเมนตัม (p = m v) ​​สำหรับอนุภาคขนาดเล็กนั้นมีความไม่แน่นอนอยู่เสมอ ในพิกัดและโมเมนตัมที่เกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์ของไฮเซนเบิร์ก : d x d p x > = h โดยที่ d x คือความไม่แน่นอนของพิกัด และ d p x คือความไม่แน่นอนของโมเมนตัม ตามหลักการความไม่แน่นอน การเคลื่อนที่ของอนุภาคขนาดเล็กไม่สามารถอธิบายได้ด้วยวิถีโคจรเฉพาะ และเป็นไปไม่ได้ที่จะแสดงการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในอะตอมในรูปแบบของการเคลื่อนที่ไปตามวงโคจรแบบวงกลมหรือวงรีเฉพาะ ดังที่เป็นธรรมเนียมใน แบบจำลองบอร์ คำอธิบายการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนสามารถให้ไว้ได้โดยใช้คลื่นเดอบรอกลี คลื่นที่สอดคล้องกับอนุภาคขนาดเล็กอธิบายได้ด้วยฟังก์ชันคลื่น y (x, y, ช)ไม่ใช่ตัวมันเองที่มีความหมายทางกายภาพ ฟังก์ชันคลื่น แต่จะเป็นผลคูณของกำลังสองของโมดูลัสและปริมาตรเบื้องต้น |y| 2 -dу เท่ากับความน่าจะเป็นในการค้นหาอิเล็กตรอนในปริมาตรเบื้องต้น dv = dx -dу- dz สมการคลื่นชโรดิงเงอร์เป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของอะตอม มันสะท้อนถึงความสามัคคีของคุณสมบัติทางร่างกายและคลื่นของอิเล็กตรอน โดยไม่ต้องไปวิเคราะห์สมการชโรดิงเงอร์

68. วงโคจรเมฆอิเล็กตรอน

ความคิดที่ว่าอิเล็กตรอนเป็นจุดวัสดุไม่สอดคล้องกับลักษณะทางกายภาพที่แท้จริงของมัน ดังนั้นจึงถูกต้องมากกว่าที่จะพิจารณาว่าเป็นตัวแทนแผนผังของอิเล็กตรอนที่ "เปื้อน" ตลอดปริมาตรทั้งหมดของอะตอมในรูปแบบของสิ่งที่เรียกว่า คลาวด์อิเล็กทรอนิกส์:ยิ่งจุดหนาแน่นอยู่ในสถานที่ใดจุดหนึ่ง ความหนาแน่นของเมฆอิเล็กตรอนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความหนาแน่นของเมฆอิเล็กตรอนเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของฟังก์ชันคลื่น อีพลังงานของอิเล็กตรอนในอะตอมขึ้นอยู่กับเลขควอนตัมหลัก ป.ในอะตอมไฮโดรเจน พลังงานของอิเล็กตรอนจะถูกกำหนดโดยค่านั้นโดยสมบูรณ์ ป.อย่างไรก็ตาม ในอะตอมหลายอิเล็กตรอน พลังงานของอิเล็กตรอนยังขึ้นอยู่กับค่าของเลขควอนตัมในวงโคจรด้วย ดังนั้นสถานะของอิเล็กตรอนที่มีค่าต่างกันจึงมักเรียกว่าระดับย่อยพลังงานของอิเล็กตรอนในอะตอม ตามสัญลักษณ์เหล่านี้พวกเขาพูดถึง s-sublevel, p-sublevel ฯลฯ อิเล็กตรอนที่มีลักษณะเฉพาะด้วยค่าของหมายเลขควอนตัมด้านข้าง O, 1, 2 และ 3 เรียกว่า s-electrons, p- ตามลำดับ อิเล็กตรอน d-อิเล็กตรอน และ f - อิเล็กตรอน สำหรับค่าที่กำหนดของเลขควอนตัมหลัก ปเอสอิเล็กตรอนมีพลังงานต่ำสุด จากนั้น p-, d - และฉอิเล็กตรอน สถานะของอิเล็กตรอนในอะตอมที่สอดคล้องกับค่าที่กำหนด ปและ l เขียนได้ดังนี้ อันดับแรก ค่าของเลขควอนตัมหลักจะถูกระบุด้วยตัวเลข จากนั้นเลขควอนตัมในวงโคจรจะถูกระบุด้วยตัวอักษร ดังนั้นการกำหนด 2p จึงหมายถึงอิเล็กตรอนซึ่งมีอยู่ ป= 2 และ l = 1 การกำหนด 3d - ถึงอิเล็กตรอนซึ่ง น= 3 และ l == 2 เมฆอิเล็กตรอนไม่มีขอบเขตที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนในอวกาศ ดังนั้นแนวคิดเรื่องขนาดและรูปร่างจึงต้องมีการชี้แจง

69. ลักษณะของสถานะไฟฟ้าของอิเล็กตรอนโดยระบบของตัวเลขควอนตัม: ตัวเลขควอนตัมหลัก, วงโคจร, แม่เหล็กและหมุน

ในแบบจำลองอะตอมหนึ่งมิติ พลังงานอิเล็กตรอนสามารถรับค่าได้เพียงบางค่าเท่านั้น กล่าวคือ พลังงานอิเล็กตรอนสามารถรับค่าดังกล่าวได้เท่านั้น เชิงปริมาณพลังงานของอิเล็กตรอนในอะตอมจริงก็เป็นปริมาณเชิงปริมาณเช่นกัน สถานะพลังงานที่เป็นไปได้ของอิเล็กตรอนในอะตอมจะถูกกำหนดโดยค่าของเลขควอนตัมหลัก พีซึ่งสามารถรับค่าจำนวนเต็มบวกได้ เช่น 1, 2, 3... เป็นต้น อิเล็กตรอนมีพลังงานต่ำที่สุดเมื่อใด น= 1; ด้วยการเพิ่มขึ้น ป.พลังงานอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น ดังนั้นสถานะของอิเล็กตรอนซึ่งมีค่าเฉพาะของเลขควอนตัมหลักจึงมักเรียกว่าระดับพลังงานของอิเล็กตรอนในอะตอม โดยที่ n = 1 อิเล็กตรอนจะอยู่ที่ระดับพลังงานแรก โดยที่ n = 2 ในวันที่สอง เป็นต้น จำนวนควอนตัมหลักเป็นตัวกำหนดและ มิติของเมฆอิเล็กตรอนเพื่อที่จะเพิ่มขนาดของเมฆอิเล็กตรอนจำเป็นต้องถอดส่วนหนึ่งออกให้ห่างจากนิวเคลียสมากขึ้น รูปร่างของเมฆอิเล็กตรอนไม่สามารถกำหนดได้ตามอำเภอใจ ถูกกำหนดโดยเลขควอนตัมการโคจร (เรียกอีกอย่างว่าด้านหรืออะซิมุธาล) ซึ่งสามารถรับค่าจำนวนเต็มตั้งแต่ 0 ถึง (ป- 1) ที่ไหน ป- หมายเลขควอนตัมหลัก ความหมายต่างๆ ปสอดคล้องกับจำนวนค่าที่เป็นไปได้ที่แตกต่างกัน ดังนั้น เมื่อ i = 1 จะมีค่าได้เพียงค่าเดียวเท่านั้น หมายเลขควอนตัมวงโคจร - ศูนย์ (/ = 0) ด้วย n= 2 ลิตรสามารถเท่ากับ 0 หรือ 1 โดยที่ i = 3 ค่าที่เป็นไปได้ของ / เท่ากับ 0, 1 และ 2; โดยทั่วไปแล้ว ตามค่าที่กำหนดของเลขควอนตัมหลัก ปสอดคล้อง ปค่าที่เป็นไปได้ที่แตกต่างกันของเลขควอนตัมวงโคจร จากสมการชเรอดิงเงอร์เป็นไปตามนั้นว่าการวางแนวของเมฆอิเล็กตรอนในอวกาศไม่สามารถกำหนดได้โดยพลการ: มันถูกกำหนดโดยค่าของค่าที่สามที่เรียกว่าเลขควอนตัมแม่เหล็ก ฯลฯ หมายเลขควอนตัมแม่เหล็กสามารถรับค่าจำนวนเต็มใดก็ได้ทั้งบวกและลบตั้งแต่ + L ถึง - L ดังนั้นสำหรับค่าที่ต่างกันจำนวนค่าที่เป็นไปได้ m จะแตกต่างกัน ดังนั้น สำหรับอิเล็กตรอนแบบเอส (l= 0) มีเพียงค่าเดียวเท่านั้นที่สามารถทำได้ m (m- 0) สำหรับ p-อิเล็กตรอน (L=1) มีค่าที่แตกต่างกันสามค่าที่เป็นไปได้ ที.พีนอกจากตัวเลขควอนตัมแล้ว พี ฉันและ m อิเล็กตรอนมีลักษณะเป็นปริมาณเชิงปริมาณอื่นที่ไม่เกี่ยวข้อง การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสและกำหนดสถานะของตัวเอง ปริมาณนี้เรียกว่าเลขควอนตัมหมุนหรือเรียกง่ายๆ ว่าหมุน สปินมักจะแสดงด้วยตัวอักษร S การหมุนของอิเล็กตรอนสามารถมีค่าได้เพียงสองค่าเท่านั้น ดังนั้น เช่นเดียวกับในกรณีของเลขควอนตัมอื่นๆ ค่าที่เป็นไปได้ของเลขควอนตัมสปินจะต่างกันหนึ่งค่า

ออกซิเดชันเป็นกระบวนการที่อะตอมและโมเลกุลสูญเสียอิเล็กตรอน ซึ่งเป็นปฏิกิริยาทางเคมีของบางสิ่งที่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ส่งผลให้เกิดออกไซด์

นี่คือปฏิกิริยาเคมีที่สำคัญที่สุดในร่างกาย ปฏิกิริยาเป็นไปตามธรรมชาติและปกติ พลังงานที่มนุษย์ต้องการนั้นเกิดจากการออกซิเดชั่นของสารประกอบอินทรีย์ที่มาพร้อมกับอาหาร อันเป็นผลมาจากการเกิดออกซิเดชันทางชีวภาพหรือการหายใจของเซลล์ ความร้อน น้ำ คาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้น กรดอะมิโนถูกแปลง และฮอร์โมนเกิดขึ้น

อย่างไรก็ตาม การออกซิเดชันที่ไม่สามารถควบคุมได้มากเกินไปเป็นกระบวนการทำลายล้าง ซึ่งนำไปสู่โรคภัยไข้เจ็บและการแก่เร็ว

สารต้านอนุมูลอิสระเป็นสารประกอบทางเคมีที่ป้องกันการเกิดออกซิเดชันมากเกินไป อนุมูลอิสระเป็นสารประกอบทางเคมีที่เกิดขึ้นจากการเกิดออกซิเดชันส่วนเกิน

อันตรายจากอนุมูลอิสระ

อนุมูลอิสระเป็นสารอันตรายที่เกิดขึ้นจากการลดออกซิเจนที่ไม่เพียงพอ พวกมันเป็น "มลพิษ" พวกมันสามารถทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่และทำลายเซลล์ของร่างกายได้ ร่างกายของเราสามารถต้านทานอนุมูลอิสระและต่อต้านผลกระทบของสารพิษและสิ่งแปลกปลอมได้สูงสุด แต่เมื่อกระบวนการออกซิเดชั่นเกินความสามารถในการป้องกันของร่างกาย โรคก็เริ่มต้นขึ้น

อนุมูลอิสระเป็นสาเหตุของโรคมะเร็ง ภายใต้อิทธิพลของพวกเขา จังหวะและหัวใจวายเกิดขึ้น เช่นเดียวกับโรคภูมิต้านตนเองและโรคทางจิตทุกประเภท รวมถึงการเสพติดหรือการพึ่งพาทางจิตใจจำนวนหนึ่ง

สาเหตุหลักประการหนึ่งของการเพิ่มขึ้นของอนุมูลอิสระในร่างกายคือการบริโภคอาหาร แพทย์และนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำหลายคนได้ทำงานและทำงานในทิศทางนี้ ศัลยแพทย์ระบบประสาท G. Shatalova นักวิชาการสรีรวิทยา A. Ugolev ศาสตราจารย์ด้านเนื้องอกวิทยา I. Petrov , นักชีวเคมี K. Campbell, แพทย์หทัยวิทยา D . Ornish, ศัลยแพทย์หัวใจ E. Wareham, แพทย์ด้านเนื้องอกวิทยา V. Elburg

สิ่งที่จำเป็นเพื่อหลีกเลี่ยงการเพิ่มขึ้นของอนุมูลอิสระในร่างกาย?

ต้องการสารต้านอนุมูลอิสระ!
สารต้านอนุมูลอิสระสามารถสังเคราะห์ได้ในรูปของวิตามินและอาหารเสริมหรือจากธรรมชาติ
สารต้านอนุมูลอิสระตามธรรมชาติ ได้แก่ พืช ผลไม้ ผัก และธัญพืชทุกชนิด

สารต้านอนุมูลอิสระพบได้ในอาหารจากพืชที่มีชีวิตเท่านั้น และโปรตีนจากสัตว์ส่วนเกินทำให้เกิดอนุมูลอิสระเพิ่มขึ้น

สารต้านอนุมูลอิสระที่เข้มข้นที่สุดคือผักและผลไม้สดที่มีสีสันสดใสและเม็ดสีเด่นชัด สารต้านอนุมูลอิสระมักมีสีเพราะสารเคมีชนิดเดียวกันที่ทำหน้าที่ดูดซับอิเล็กตรอนส่วนเกินจะสร้างสีที่มองเห็นได้ สารต้านอนุมูลอิสระบางชนิดเรียกว่าแคโรทีนอยด์และมีหลายร้อยชนิด มีสีแตกต่างกันไป ตั้งแต่เบต้าแคโรทีนสีเหลือง (ฟักทอง) ไปจนถึงไลโคปีนสีแดง (มะเขือเทศ) ไปจนถึงคริปโตแซนธินสีส้ม (ส้ม) สารต้านอนุมูลอิสระอื่นๆ ไม่มีสี เช่น สารเคมี เช่น กรดแอสคอร์บิก (ผลไม้รสเปรี้ยว ผักใบเขียว) และวิตามินอี (ถั่ว ธัญพืช)

หลายๆ คนเชื่อว่าการรับประทานสารต้านอนุมูลอิสระเทียมจะช่วยปกป้องพวกเขาจากผลร้ายของปัจจัยอื่นๆ อย่างไรก็ตาม เราขอประกาศอย่างแน่วแน่ว่าในกระบวนการศึกษาจำนวนมาก นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าสารต้านอนุมูลอิสระในรูปแบบขนาดยาไม่ได้ป้องกันผลการทำลายล้างของอนุมูลอิสระต่อเซลล์ และไม่ชะลอกระบวนการชราของร่างกาย น่าเสียดายที่การรับประทานวิตามินในขณะที่ยังคงรับประทานอาหารที่มีโปรตีนสูงอยู่นั้นไม่มีประโยชน์ ในกรณีนี้ก็จำเป็น

รสนิยมของมนุษย์ได้มาทั้งหมด ยกเว้นนมแม่ ซึ่งหมายความว่าไม่ว่าช่วงวัยใดก็ตาม คนๆ หนึ่งก็สามารถเปลี่ยนรสนิยมของเขาได้
วารสารวอลล์สตรีท (2014.1)