Витамин С
Химические, физические свойства витамина С. Механизм реакции окисления аскорбиновой кислоты кислородом в присутствии ионов металлов. Влияние аскорбиновой кислоты на активность некоторых ферментов. Формирование основного вещества соединительной ткани.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 11.03.2011 |
Размер файла | 1,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Как показано в табл. 1.5 аскорбиновая кислота является мощным водорастворимым антиоксидантом, способным удалять/нейтрализовать ряд реактивных видов кислорода, таких как гидроксил, алкоксил, пероксид, супероксид-анион, гидроксильный радикал и реакционных азотных радикалов, таких как диоксид азота, нитроксид, пероксонитрит в очень низких концентрациях [6].
Таблица 1.5
Активные частицы удаляемые аксорбиновой кислотой
Химические частицы |
Реакционная активность (M-1·с-1) |
|
Реакционные кислородные частицы |
||
Гидроксил-радикал |
1.1 · 1010 |
|
Алкоксил-радикал |
1.6 · 109 |
|
Пероксил-радикал |
1.2 · 106 |
|
Супероксид-анион/ гидроперокси-радикал |
1.0 · 105 |
|
Реакционные азотные частицы |
||
Оксид азота (III)/Оксид азота (IV) |
1.2 · 109 |
|
Пероксинитрид/Пероксиазотная кислота |
235 |
Кроме того аскорбиновая кислота регенерирует другие антиоксиданты, такие как альфа-токофероксил, урат и ?-каротин катион-радикал из их радикальных видов [66]. Таким.образом, аскорбиновая кислота действует как ко-антиоксидант для ?-токоферола, превращая ?-токофероксил радикал в ?-токоферол и помогая предотвратить получение ?-токофероксил-радикала в промежуточных реакциях образования пероксидов [67].
Эти виды радикалов высоко реактивны и могут запускать реакции окисления липидов. Возникает вопрос, может ли витамин С действовать как прооксидант в условиях in vivo? Ответ очевиден - "нет". Как считается, эти реакции легко протекают in vitro, их течение in vivo служит предметом споров, связанных с доступностью каталитически активных свободных ионов металлов in vivo [66]. В биологических системах железо не является свободно доступным, оно связано с белками такими как: трансферрин, гемоглобин и ферритин. Мобилизация железа из этих биомолекул необходима прежде чем они смогут катализировать окисление липидов. Далее, концентрации ионов свободных металлов in vivo , как полагают, очень низки как в отношени железа, так и др. маталлов, т.к. они секвестрированы метал связывающими белками [66]. Другой фактор, который может влиять на прооксидантные или антиоксидантные свойства аскорбиновой кислоты - это её концентрациях. Данные in vitro подтвержают, что низкие концентрации аскорбиновой кислоты действуют как прокисдант, и как антиоксидант при высоких концентрация [67]. Более того, показано, что большие дозы экзогенного железа (200 мг) и аскорбиновой кислоты (75 мг) способствуют высвобождению железа от связывающих его белков, а также усиливают in vitro окисление липидов в сыворотке морских свинок. Эти данные подтверждают гипотезу, согласно которой высокое потребление железа и аскорбиновой увеличивает in vivo окисление липидов из LDL23, а следовательно, может увеличивать риск атеросклероза [65]. Однако в другом исследовании продемонстрировано, что в плазме перегруженной железом, аскорбиновая кислота действует как антиоксидант и предупреждает оксидативное повреждение липидов in vivo [68].
1.2. Экспериментальная часть
1.2.1 Получение комплексов (общая методика)
Ацетат меди (СН3СОО)2Сu·Н2О (0,01 моль) и органическое вещество - потенциальный лиганд (0,02 моль), растворяют в минимальном количестве метанола и нагревают. Затем горячие растворы сливают. Выделившийся комплекс отфильтровывают, промывают (порциями по 10 мл) спиртом и 2 раза гексаном и сушат при температуре 50-55 оС.
1.2.2 Оценка восстановительных свойств аскорбиновой кислоты
С целью визуальной оценки восстановительной способности аскорбиновой кислоты были проведены пробирочные опыты.
В качестве объектов исследования были использованы хелатные комплексы меди (II), полученные на основе ацетилацетона - 1 и ацетоуксусного эфира - 2, салицилового альдегида - 3 и его оксима - 4, аминоуксусной кислоты (глицина) - 5 и диметилглиоксима - 6, относящиеся по характеру координационного узла к трём типам: CuO4 (1 - 3), CuN2O2 (4, 5). CuN4 (6). А также комплексы меди с природными ?-аминокислотами: ?-аланином (7) и аспарагином (8), и соли меди: CuSO4•5H2O, Cu(NO3)2•3H2O, (CH3COO)2Cu•H2O и аммиакат гидроксида меди [Cu(NH3)4](OH)2.
В результате реакций комплексов 1 - 6 в метаноле выделяется металлическая медь в виде зеркала или мелкодисперсного порошка коричневого цвета, что в последнем случае подтверждается индифферентностью порошка к раствору НCl и растворением его в концентрированной НNO3 с выделением бурого газа.
Взаимодействие аминокислотных комплексов с H2Asс. Реакционную смесь, полученную сливанием раствора 1 ммоль комплекса в 5 мл воды и 5 мл раствора H2Asc (С = 0,1 моль/л) нагревают до кипения, затем охлаждают и центрифугированием отделяют выделившийся практически с количественным выходом мелкодисперсный порошок меди.
При проведении этих реакций при комнатной температуре выделение металлической меди происходит только в случае комплекса 8.
Взаимодействие солей меди с H2Asc. Водные растворы соли (С = 0,5 моль/л) и аскорбиновой кислоты (С = 0,1 моль/л) в объёмном соотношении 1 : 1; 1 : 2 и 1 : 4 выдерживали при комнатной температуре до обесцвечивания и выделения металлической меди, которую отделяют центрифугированием (таблица 1.7).
Аналогично осуществлено взаимодействие H2Asc с аммиачным раствором гидроксида меди.
1.2.3 Потенциометрическое исследование аскорбиновой кислоты
Для проведения измерений собирают трехэлектродную ячейку, состоящую из рабочего и вспомогательного электродов и электрода сравнения. В качестве вспомогательного электрода обычно используют платиновую проволоку. Электрод сравнения - хлорсеребряный, вспомогательный электрод - медная проволока.
Перед экспериментом все электроды и ячейку необходимо тщательно промыть.
Исследуемый электрод может иметь разную форму: флажка, стержня. Нерабочую часть его поверхности изолируют полистиролом (используют раствор полистирола в химически чистом толуоле) или другим полимером. Часто для этих целей применяют эпоксидный клей. Стержневые электроды можно запрессовывать в тефлоновую оправку, оставляя открытым торец - рабочую поверхность.
При выборе изолирующего полимера необходимо проявлять определенную осторожность и предварительно убедиться в том, что он не растворяется в исследуемом растворе.
Видимую поверхность рабочего электрода (площадь) определяют с помощью штангенциркуля; более грубо она может быть определена с помощью линейки.
Перед опытами электрод аккуратно зачищают тонкой наждачной бумагой, обезжиривают этиловым спиртом и многократно промывают дистиллированной водой.
Собранную ячейку заполняют исследуемым раствором, выводы электродов просоединяют к соответствующим клеммам потенциостата, который предварительно (за 30 минут до начала) включают в сеть.
Обычно значение стационарного потенциала устанавливается примерно через 5-10 минут после погружения электрода в раствор. Это значение фиксируется.
Для снятия зависимости тока от потенциала (тумблер "ПОТЕНЦИАЛ - ТОК" - в положении "ПОТЕНЦИАЛ") в режиме поддержания постоянной величины тока поляризации (гальваностатический режим).
На блоке задатчика потенциала (БЗП) потенциостата П-5827М перед подачей напряжения на ячейку необходимо установить заданное значение тока поляризации и потенциостат приводится в режим "ЯЧЕЙКА ВКЛ.".
Задаваемая величина тока поляризации в мА определяется произведением установленного начального напряжения в вольтах (U1 или U2 блока БЗН) на величину множителя тока, установленную переключателем "МНОЖ. ТОКА, мА/V на блоке БПУ. Требуемая полярность ("+" или "-") выставляется на источнике начального напряжения.
Подача напряжения на ячейку производится установкой переключателя "РОД РАБОТЫ" на блоке БПУ в положение "ТОК" и "ЯЧЕЙКА ВКЛ.".
Для регистрации и измерения потенциала рабочего электрода необходимо подключить вход высокоомного вольтметра (БВВ-1) к рабочему электроду и электроду сравнения электрохимической ячейки установкой переключателя "РОД РАБОТЫ" БВВ-1 в положение "U раб.".
По окончании измерений поляризация отключается и в течение примерно 10 минут можно наблюдать смещение потенциала в обратную сторону до достижения стационарного значения. Полученное значение может на 5-10 мВ отличаться от начального для анодной кривой, что обычно является следствием появления в растворе некоторого количества ионов металла. Поэтому перед проведением последующих измерений необходимо сменить раствор. Катодную кривую получают перед анодной.
Полученные результаты обрабатывают таким образом, чтобы получилась поляризационная кривая в координатах: Е - lg i (мА/см2).
1.3 Результаты и их обсуждение
1.3.1 Результаты и обсуждение визуального исследования
При взаимодействии с H2Asc соли меди (II) восстанавливаются до соединений меди (I). Однако, вследствие изменения окислительно-восстановительного потенциала ионов меди (II) за счёт хелатирования, Н2Asc способна восстанавливать их до металлической меди [73].
Таблица 1.6
Результаты реакций H2Asc с хелатными комплексами
Растворитель |
Комплекс |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
||
H2O |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|||
CH3OH |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
C2H5OH |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|||
"+" медь выделяется, " " медь не выделяется |
В воде образование меди происходит при восстановлении комплексов 1, 3 - 5, 7, 8, а в этаноле - 1, 2, 5 8.
Различие в восстановлении Сu (II) до Сu (I) или Сu0, по-видимому, связано с изменением электродных потенциалов Сu2+/Сu и H2Asc/DАsc, а также обусловлено природой растворителя и лиганда, а, возможно, и с различной растворимостью комплексов в воде, метиловом и этиловом спиртах.
При проведении этих реакций при комнатной температуре выделение металлической меди происходит только в случае комплекса 8 (аспарагин).
Таблица 1.7
Взаимодействие H2Asc с солями и аммиакатом гидроксида меди
Соединение меди |
Объём раствора H2Asc, мл |
|||
2,5 |
5 |
10 |
||
Продолжительность реакции, ч |
||||
CuSO4•5H2O |
3 |
2 |
1 |
|
Cu(NO3)2•3H2O |
4 |
2 |
1 |
|
(CH3COO)2Cu•H2O |
20 |
5 |
3 |
|
[Cu(NH3)4](OH)2 |
20 |
10 |
8 |
Таким образом, показана возможность восстановления аскорбиновой кислотой соединений меди (II) различной природы до меди металлической.
H2Asc в процессе биохимических реакций обратимо окисляется до дегидроаскорбиновой кислоты (DАsc). В растениях и животных тканях катализ этой реакции осуществляется соответственно медьсодержащими оксидазой и цитохромами. При этом, как установлено при изучении реакции окисления H2Asc ионами Cu2+, происходит промежуточное образование малоустойчивого аскорбинатного комплекса хелатного типа CuHAsc+ (lg K = 1,57), который в процессе диспропорционирования разрушается с образованием соединений меди (I) и DАsc [71].
H2Asc способна восстанавливать многие ионы до более низких степеней окисления, а ионы металлов (Hg2+, Ag+, Pd2+, Au3+ [72-74]) с положительными значениями электродных потенциалов - до нульвалентного состояния. Что и было продемонстрировано в данном опыте.
1.3.2 Результаты и обсуждение потенциометрических исследований
По окончании исследования поведения аскорбиновой кислоты на потенциостате в гальваностатическом режиме при варьировании концентрации и рН следующие данные (таблица 1.7- 1.9).
По этим данным были построены поляризационные кривые в координатах Е - lg i.
Перейдем к их анализу.
Для лучшего описания характера кривых рассмотрим два типа графиков:
1) зависимость величины потенциала от концентрации аскорбиновой кислоты при одном значении рН;
2) зависимость величины потенциала от рН при одном значении концентрации.
Рассмотрим первый тип графиков.
При значении рН = 1 и рН = 2 (рис 1.4, 1.5) и в катодном и в анодном режимах, поляризационные кривые расположены близко друг к другу, так что практически сливаются (особенно при значении рН = 1). Окислительные процессы протекают без поляризации и имеют тенденцию выхода на предельный ток. В анодном режиме эта зависимость строже, чем в катодном, где некоторые отклонения всё-таки наблюдаются.
При значении рН = 3,2 (рис. 1.6) - естественная кислотность аскорбиновой кислоты - наблюдаются выходы на предельный ток при всех значениях концентраций. С повышением концентрации возрастает значение предельного тока. Прогнозируемая величина предельного тока зависит от концентрации. Наличие предельного тока свидетельствует о затруднениях в диффузионных процессах. Наблюдая за характером кривых можно увидеть следующую закономерность. При минимальной из исследуемых концентрации (0,01 М) поляризации нет, т. е. кривая идёт резко вверх и выходит на предельный ток. При концентрации 0,05М на кривой можно наблюдать поляризацию, об этом свидетельствует лёгкий изгиб в начале кривой. При концентрации 0,01 М наблюдается явная волна, свидетельствующая о смене природы восстанавливающейся частицы.
При рН = 4 (рис. 1.7) в анодном и катодном режимах кривые имеют зависимость, в целом напоминающую экспоненциальную, однако в катодном режиме появились некоторые изгибы. В катодном режиме наблюдается сначала резкое возрастание значения тока, затем изгиб, символизирующий, вероятно, выход на предельный ток, а затем вновь наблюдается резкое возрастание плотности тока. Явно прослеживается следующая закономерность: с увеличением концентрации возрастает значение предельного тока.
Та же закономерность прослеживается и для других кривых (рН = 5, 7, 9, 11).
Таблица 1.8
Значения потенциалов меди в 0,01 М аскорбиновой кислоте
lg i |
pH 1 |
pH 2 |
pH 3,2 |
pH 4 |
pH 5 |
pH 7 |
pH 9 |
pH 11 |
|||||||||
Катод |
Анод |
Катод |
Анод |
Катод |
Анод |
Катод |
Анод |
Катод |
Анод |
Катод |
Анод |
Катод |
Анод |
Катод |
Анод |
||
0 |
60 |
40 |
80 |
30 |
20 |
30 |
10 |
-9 |
-10 |
-10 |
10 |
30 |
30 |
40 |
-70 |
-90 |
|
0,6626 |
-30 |
80 |
60 |
80 |
-800 |
560 |
-390 |
365 |
-140 |
170 |
-910 |
150 |
-110 |
160 |
-1230 |
160 |
|
0,9637 |
-240 |
90 |
40 |
110 |
-1260 |
1000 |
-1450 |
590 |
-270 |
260 |
-1380 |
270 |
-220 |
250 |
-1340 |
270 |
|
1,2647 |
-670 |
105 |
-30 |
130 |
-2320 |
1410 |
-1730 |
930 |
-450 |
400 |
-1580 |
440 |
-390 |
400 |
-1440 |
420 |
|
1,4408 |
-700 |
120 |
-750 |
160 |
-4100 |
1740 |
-1850 |
1330 |
-570 |
560 |
-1720 |
650 |
-600 |
600 |
-1530 |
600 |
|
1,5657 |
-720 |
130 |
-780 |
180 |
2260 |
-1970 |
1630 |
-600 |
720 |
-1830 |
880 |
-1250 |
780 |
-1590 |
770 |
||
1,6627 |
-740 |
140 |
-810 |
190 |
2750 |
-2050 |
1940 |
-660 |
880 |
-1930 |
1050 |
-1530 |
970 |
-1650 |
940 |
||
1,7416 |
-750 |
145 |
-830 |
200 |
3420 |
-2160 |
2270 |
-870 |
1040 |
-2010 |
1250 |
-1690 |
1140 |
-1700 |
1070 |
||
1,8667 |
-770 |
160 |
-880 |
230 |
4040 |
-2210 |
2880 |
-980 |
1350 |
-2231 |
1630 |
-1880 |
1500 |
-1800 |
1400 |
||
1,9636 |
-790 |
170 |
-920 |
260 |
-2300 |
3420 |
-1100 |
1660 |
-2420 |
2010 |
-2050 |
1950 |
-1890 |
1600 |
|||
2,0776 |
-810 |
190 |
-980 |
290 |
-2550 |
-1150 |
2120 |
-2700 |
2540 |
-2220 |
2210 |
-2010 |
2050 |
||||
2,1678 |
-820 |
205 |
-1040 |
320 |
-1560 |
2530 |
-3080 |
3070 |
-2440 |
2940 |
-2130 |
2580 |
|||||
2,2647 |
-850 |
225 |
-1130 |
370 |
-1850 |
3130 |
-3480 |
3800 |
-2700 |
3620 |
-2270 |
3270 |
|||||
2,3786 |
-870 |
250 |
-1300 |
430 |
-2340 |
3960 |
-3140 |
-2450 |
4440 |
||||||||
2,4687 |
-900 |
280 |
-1500 |
500 |
-2950 |
4820 |
-3220 |
-2670 |
5480 |
||||||||
2,5657 |
-920 |
320 |
-1720 |
590 |
-3590 |
5970 |
-4000 |
-2940 |
Таблица 1.9
Значения потенциалов меди в 0,05 М аскорбиновой кислоте
lg i |
pH 1 |
pH 2 |
pH 3,2 |
pH 4 |
pH 5 |
pH 7 |
pH 9 |
pH 11 |
|||||||||
Катод |
Анод |
Катод |
Анод |
Катод |
Анод |
Катод |
Анод |
Катод |
Анод |
Катод |
Анод |
Катод |
Анод |
Катод |
Анод |
||
0 |
70 |
60 |
90 |
20 |
50 |
-60 |
20 |
20 |
20 |
10 |
-10 |
-50 |
-60 |
-80 |
-30 |
-180 |
|
0,6626 |
-600 |
90 |
50 |
80 |
-850 |
140 |
-40 |
180 |
-30 |
60 |
-140 |
30 |
-770 |
70 |
-720 |
90 |
|
0,9637 |
-650 |
100 |
5 |
120 |
-1090 |
210 |
-140 |
260 |
-90 |
90 |
-780 |
80 |
-1050 |
110 |
-1220 |
120 |
|
1,2647 |
-690 |
110 |
-730 |
160 |
-1470 |
350 |
-980 |
390 |
-270 |
135 |
-1110 |
130 |
-1310 |
170 |
-1390 |
170 |
|
1,4408 |
-720 |
120 |
-780 |
200 |
-1880 |
570 |
-1200 |
530 |
-1370 |
170 |
-1210 |
170 |
-1380 |
230 |
-1450 |
240 |
|
1,5657 |
-740 |
130 |
-820 |
220 |
-2250 |
610 |
-1340 |
650 |
-1460 |
200 |
-1370 |
200 |
-1430 |
290 |
-1500 |
290 |
|
1,6627 |
-750 |
135 |
-860 |
250 |
-2570 |
730 |
-1490 |
770 |
-1510 |
220 |
-1470 |
230 |
-1470 |
350 |
-1550 |
350 |
|
1,7416 |
-760 |
140 |
-890 |
270 |
-2830 |
850 |
-1560 |
880 |
-1550 |
260 |
-1520 |
260 |
-1510 |
400 |
-1590 |
410 |
|
1,8667 |
-780 |
150 |
-960 |
320 |
-3480 |
1100 |
-1670 |
1110 |
-1630 |
310 |
-1590 |
310 |
-1570 |
490 |
-1660 |
520 |
|
1,9636 |
-800 |
160 |
-1050 |
360 |
-4090 |
1330 |
-1770 |
1330 |
-1700 |
370 |
-1650 |
360 |
-1620 |
590 |
-1720 |
640 |
|
2,0776 |
-820 |
180 |
-1090 |
430 |
1670 |
-1900 |
1660 |
-1790 |
440 |
-1720 |
440 |
-1690 |
730 |
-1810 |
800 |
||
2,1678 |
-840 |
190 |
-1350 |
490 |
2030 |
-2015 |
1980 |
-1880 |
515 |
-1790 |
510 |
-1760 |
860 |
-1890 |
980 |
||
2,2647 |
-860 |
210 |
-1620 |
590 |
2460 |
-2180 |
2410 |
-1990 |
620 |
-1880 |
770 |
-1830 |
1020 |
-1980 |
1240 |
||
2,3786 |
-880 |
230 |
-1900 |
730 |
3120 |
-2360 |
3030 |
-2130 |
870 |
-1990 |
830 |
-1920 |
1310 |
-2110 |
1590 |
||
2,4687 |
-900 |
250 |
-2070 |
880 |
3810 |
-2540 |
3650 |
-2260 |
930 |
-2090 |
920 |
-2010 |
1580 |
-2230 |
1960 |
||
2,5657 |
-930 |
280 |
-2240 |
1090 |
4720 |
-2710 |
4470 |
-2430 |
1130 |
-2220 |
1130 |
-2120 |
1920 |
-2390 |
2440 |
Таблица 1.10
Значения потенциалов меди в 0,1 М аскорбиновой кислоте
lg i |
pH 1 |
pH 2 |
pH 3,2 |
pH 4 |
pH 5 |
pH 7 |
pH 9 |
pH 11 |
|||||||||
Катод |
Анод |
Катод |
Анод |
Катод |
Анод |
Катод |
Анод |
Катод |
Анод |
Катод |
Анод |
Катод |
Анод |
Катод |
Анод |
||
0 |
80 |
80 |
20 |
20 |
90 |
40 |
40 |
70 |
-10 |
-70 |
-40 |
-60 |
-20 |
-110 |
-100 |
-100 |
|
0,6626 |
-600 |
100 |
-710 |
90 |
-60 |
120 |
-10 |
90 |
-870 |
40 |
-730 |
40 |
-890 |
50 |
-1160 |
50 |
|
0,9637 |
-640 |
110 |
-770 |
120 |
-180 |
170 |
-120 |
130 |
-1000 |
90 |
-800 |
80 |
-1200 |
110 |
-1250 |
120 |
|
1,2647 |
-690 |
120 |
-830 |
160 |
-1240 |
230 |
-340 |
190 |
-1280 |
140 |
-990 |
120 |
-1270 |
150 |
-1380 |
170 |
|
1,4408 |
-720 |
130 |
-910 |
200 |
-1600 |
295 |
-1140 |
240 |
-1340 |
170 |
-1240 |
150 |
-1340 |
180 |
-1440 |
210 |
|
1,5657 |
-740 |
145 |
-970 |
230 |
-1850 |
360 |
-1360 |
295 |
-1380 |
190 |
-1280 |
160 |
-1380 |
200 |
-1480 |
240 |
|
1,6627 |
-750 |
150 |
-1090 |
260 |
-2220 |
420 |
-1430 |
345 |
-1420 |
220 |
-1310 |
190 |
-1420 |
225 |
-1510 |
270 |
|
1,7416 |
-770 |
160 |
-1140 |
280 |
-2590 |
480 |
-1490 |
395 |
-1450 |
230 |
-1340 |
205 |
-1450 |
245 |
-1530 |
300 |
|
1,8667 |
-790 |
170 |
-1280 |
330 |
-2970 |
600 |
-1560 |
490 |
-1500 |
270 |
-1380 |
240 |
-1500 |
290 |
-1590 |
350 |
|
1,9636 |
-800 |
190 |
-1440 |
370 |
-3320 |
710 |
-1620 |
580 |
-1560 |
310 |
-1420 |
280 |
-1550 |
340 |
-1640 |
410 |
|
2,0776 |
-830 |
200 |
-1590 |
440 |
-3840 |
870 |
-1700 |
720 |
-1620 |
380 |
-1470 |
340 |
-1600 |
410 |
-1700 |
490 |
|
2,1678 |
-845 |
210 |
-1710 |
490 |
-4370 |
1030 |
-1770 |
860 |
-1680 |
420 |
-1510 |
395 |
-1650 |
480 |
-1750 |
570 |
|
2,2647 |
-860 |
220 |
-2030 |
590 |
-4880 |
1240 |
-1870 |
1040 |
-1750 |
500 |
-1560 |
470 |
-1710 |
580 |
-1810 |
670 |
|
2,3786 |
-890 |
230 |
-2410 |
960 |
-5670 |
1530 |
-2010 |
1320 |
-1850 |
610 |
-1640 |
580 |
-1790 |
720 |
-1890 |
830 |
|
2,4687 |
-910 |
250 |
-2700 |
1290 |
1850 |
-2140 |
1600 |
-1940 |
730 |
-1700 |
690 |
-1850 |
860 |
-1960 |
980 |
||
2,5657 |
-940 |
270 |
-2940 |
1610 |
2250 |
-2290 |
1955 |
-2050 |
880 |
-1780 |
850 |
-1940 |
1040 |
-2060 |
1180 |
Но при сравнении этих графиков между собой прослеживается следующая зависимость: с ростом рН от 1 до 3,2 кривые всё более явно отличимы друг от друга, т. е. если при рН = 1 они практически сливаются, то при рН = 3,2 они расположены на самом широком расстоянии друг от друга и имеют самые явные выходы на предельный ток. При дальнейшем подщелачивании от 3,2 до 7 (включительно) значения предельных токов растёт, а поляризация уменьшается, причём выход на предельный ток наблюдается уже только при минимальной из исследуемых концентраций (0,01 М). После значения рН = 7 закономерность меняется вновь, т. е. значение предельного тока вновь падает, а расстояние между кривыми и поляризация растёт. Хотя явный выход на предельный ток всё также наблюдается только при минимальной из исследуемых концентраций.
Просмотрев все графики, улавливается следующая закономерность: с ростом концентрации растёт предельный ток. Однако для кислой среды, т. е. рН 1 и 2 наблюдается обратный характер зависимости. При подкислении аскорбиновой кислоты до рН 2 в катодном режиме можно увидеть следующее: при максимальной исследуемой концентрации наблюдается лишь лёгкий изгиб, символизирующий поляризацию. При концентрации 0,05 М наблюдается своеобразная волна, характеризующая смену природы восстанавливающейся частицы, а при концентрации 0, 01 М, эта волна располагается ещё выше. Как уже говорилось ранее, эти волны, вероятно, символизируют выход на предельный ток, и в данном случае с увеличением концентрации предельный ток в отличие от предыдущих случаев наоборот снижается.
При рН = 1 наблюдается аналогичная картина, однако кривые концентраций 0,1 М и 0,05 М практически сливаются друг с другом, а кривая с концентрацией 0,01 М имеет явную волну.
Интересной особенностью графиков при рН = 7 является то, что на кривой соответствующей концентрации аскорбиновой кислоты 0,1 М наблюдается сначала лёгкий изгиб, соответствующий поляризации, а затем волна, характеризующая выход на предельный ток. Обычно на всех остальных кривых присутствует либо то, либо другое. Т. е. график кривых при рН, соответствующем рН = 7 опять же является изображением смены зависимостей.
На всех графиках анодного процесса кривые идут плавно без изгибов и волн. Это свидетельствует лишь о том, что отсутствует поляризация, и все процессы идут без затруднений. Наличие этих кривых свидетельствует о способность аскорбиновой кислоты окисляться.
а б
Рис. 1.4. Гальваностатические поляризационные катодные (а) и анодные (б) кривые, полученные на медном электроде в растворе аскорбиновой кислоты при рН 1 с концентрациями: 1 - 0,01 М, 2 - 0,05 М, 3 - 0,1 М
а б
Рис. 1.5. Гальваностатические поляризационные катодные (а) и анодные (б) кривые, полученные на медном электроде в растворе аскорбиновой кислоты при рН 2 с концентрациями: 1 - 0,01 М, 2 - 0,05 М, 3 - 0,1 М
а б
Рис. 1.6. Гальваностатические поляризационные катодные (а) и анодные (б) кривые, полученные на медном электроде в растворе аскорбиновой кислоты при рН 3,2 с концентрациями: 1 - 0,01 М, 2 - 0,05 М, 3 - 0,1 М
а б
Рис. 1.7. Гальваностатические поляризационные катодные (а) и анодные (б) кривые, полученные на медном электроде в растворе аскорбиновой кислоты при рН 4 с концентрациями: 1 - 0,01 М, 2 - 0,05 М, 3 - 0,1 М
а б
Рис. 1.8. Гальваностатические поляризационные катодные (а) и анодные (б) кривые, полученные на медном электроде в растворе аскорбиновой кислоты при рН 5 с концентрациями: 1 - 0,01 М, 2 - 0,05 М, 3 - 0,1 М
а б
Рис. 1.9. Гальваностатические поляризационные катодные (а) и анодные (б) кривые, полученные на медном электроде в растворе аскорбиновой кислоты при рН 7 с концентрациями: 1 - 0,01 М, 2 - 0,05 М, 3 - 0,1 М
а б
Рис. 1.10. Гальваностатические поляризационные катодные (а) и анодные (б) кривые, полученные на медном электроде в растворе аскорбиновой кислоты при рН 9 с концентрациями: 1 - 0,01 М, 2 - 0,05 М, 3 - 0,1 М
а б
Рис. 1.11. Гальваностатические поляризационные катодные (а) и анодные (б) кривые, полученные на медном электроде в растворе аскорбиновой кислоты при рН 11 с концентрациями: 1 - 0,01 М, 2 - 0,05 М, 3 - 0,1 М
Рассмотрим графики зависимости характера поляризационных кривых от значений рН раствора при одной концентрации.
Выше показано, что переломными значениями рН (в которых меняется закономерность) стали рН = 3,2 и рН = 7. Ту же закономерность можно проследить и на графиках зависимости величины потенциала от различных рН при одном значении концентрации. А именно, при значении рН от 1 до 3,2 с ростом значения lg i, растёт и электродный потенциал (графически увидно, чем больше значение рН, тем больше поляризация). Причём на кривой, полученной при рН = 3,2 наблюдается максимальная поляризация. После значения рН = 3,2 потенциалы кривых уменьшаются, т. е. уменьшается и поляризация. И при значении рН = 7 закономерность вновь меняется в первоначальную сторону, хотя и с меньшей интенсивностью.
При концентрации равной 0,01 М, т. е. при минимальной из исследуемых концентраций, в большинстве случаев (преимущественно в анодном режиме) наблюдается явный выход на предельный ток, и эти кривые имеют наибольшую поляризацию.
При значении концентрации равной 0,05 М, поляризация кривых несколько меньше, чем в первом случае, а выходы на предельный ток зафиксированы только у кривой с pH = 3,2, т. е. у кривой с наибольшим наклоном. Причём в катодном режиме этот выход выражен более явно.
При значении концентрации, равной 0,1 М, кривые расположены близко друг к другу, поляризация наименьшая, и наименьшие потенциалы, а выход на предельный ток зафиксирован в одном случае: при рН = 3,2 в катодном режиме.
Из литературных данных [76] известно, что в щелочной среде при значениях рН = 7,6 и выше происходит самоокисление аскорбиновой кислоты. В проведенном эксперименте значение рН = 7,6 не было проанализировано, но оно находится в промежутке исследуемых значений 7 - 9. рН = 7 последнее из исследуемых значений меньшее 7,6, и возможно, поэтому на графиках, после значения pH = 7 происходит смена закономерностей.
При исследовании кривых в катодном режиме наблюдается несколько участков кривой: 1 - резкое возрастание предельного тока; 2 - волна; 3 - резкое увеличение предельного тока. Предположительно, на первом - прямолинейном - участке восстанавливается одна из форм аскорбиновой кислоты; практически прямолинейный участок кривой, составляющий последний отрезок после скачка электродного потенциала соответствует тафелевской прямой и представляет собой восстановление ионов водорода.
Практически на всех изученных катодных кривых имеют место волны, хотя их закономерность и меняется в зависимости от рН среды. Как уже упоминалось выше, наличие волны, предположительно свидетельствует о предельном токе и его величина зависит от концентрации. Однако в кислой среде при увеличении концентрации предельный ток падает, а в щелочной среде растёт.
Водные растворы аскорбиновой кислоты обладают сильным восстановительным действием. Важнейшим свойством её является способность к обратимым окислительно-восстановительным превращениям в живых организмах, в результате которых аскорбиновая кислота (H2Asc) переходит в дегидроаскорбиновую (DAsc) по схеме:
Предположительно, исходя из указанных выше равновесий, в щелочной среде будет накапливаться дегидроаскорбиновая кислота (DAsc), т. к. добавление щёлочи будет смещать равновесие в сторону продуктов реакции. В кислой среде будет накапливаться аскорбиновая кислота, т. к. при дополнительном введении количества ионов водорода равновесие смещается в сторону исходных веществ.
При рН < 3,2 в растворе находятся в избытке ионы водорода, а при рН >3,2 - избыток ионов ОН?, т. к. значение рН аскорбиновой кислоты корректировалось введением щёлочи. При рН = 3,2 естественный фон раствора аскорбиновой кислоты. В проведённых исследованиях отмечена явная зависимость предельного тока от рН среды. А именно: предельный ток максимален в кислой среде (рН = 1 и рН = 2), а минимален при рН = 3,2, т. е. при естественном фоне. Несмотря на то, что концентрация ионов ОН? сильно различается (10?4 - 10?9), предельный ток остается неизменным, т. е. ионы ОН? не являются частицами, обусловливающими предельный ток.
Аналогично в кислой среде концентрация ионов водорода Н+ хотя и отличается только на один порядок (10?1 - 10?2), но поляризационные кривые буквально сливаются друг с другом, а значит и в этом случае, ионы Н+ не влияют на величину предельного тока.
Таким образом, на величину предельного тока может влиять лишь то вещество, которое накапливается в ходе окислительно-восстановительных процессов.
Остаётся неразрешённым вопрос: что именно окисляется и что восстанавливается на электродах. На аноде явно окисляется аскорбиновая кислота, т. к. её стандартный электродный потенциал (0,18 В) меньше стандартного потенциала меди (0,34 В). А на катоде можно предположить, что в начале восстанавливается аскорбиновая кислота, а затем восстанавливаются ионы водорода Н+. Хотя достоверных данных, подтверждающих это, в литературе не найдено.
а б
Рис. 1.12. Гальваностатические поляризационные катодные (а) и анодные (б) кривые,
полученные на медном электроде в растворе аскорбиновой кислоты при концентрациии 0,01 М:
1 - рН 1; 2 - рН 2; 3 - рН 3,2; 4 - рН 4; 5 - рН 5; 6 - рН 7; 7 - рН 9; 8 - рН 11.
а б
Рис. 1.13. Гальваностатические поляризационные катодные (а) и анодные (б) кривые,
полученные на медном электроде в растворе аскорбиновой кислоты при концентрации 0,01 М:
1 - рН 1; 2 - рН 2; 3 - рН 3,2; 4 - рН 4; 5 - рН 5; 6 - рН 7; 7 - рН 9; 8 - рН 11.
а б
Рис. 1.14. Гальваностатические поляризационные катодные (а) и анодные (б) кривые,
полученные на медном электроде в растворе аскорбиновой кислоты при концентрации 0,01 М:
1 - рН 1; 2 - рН 2; 3 - рН 3,2; 4 - рН 4; 5 - рН 5; 6 - рН 7; 7 - рН 9; 8 - рН 11.
витамин аскорбиновый кислота фермент
2. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
При выполнении исследовательских работ в лабораторных условиях используется значительное количество материалов, характеризующихся горючими свойствами и токсичным действием на организм. Поэтому необходимо предусмотреть оптимальные условия работы: освещённость, вентиляцию и т. д., так как именно они определяют микроклимат в лаборатории, что позволяет значительно повысить производительность труда.
Также следует учесть, что при работе с электроприборами и газовыми горелками всегда существует вероятность возникновения пожара, поэтому нужно предусмотреть меры по предотвращению пожароопасных ситуаций, а в случае их возникновения - наиболее рациональные действия по ликвидации чрезвычайных ситуаций.
Хотя исследуемые вещества достаточно безопасны (а аскорбиновая кислота даже полезна), тем не менее в ходе эксперимента были использованы и другие вещества, которые достаточно токсичны (концентрированные кислоты и щёлочи)
2.1 Анализ документации по безопасности жизнедеятельности
Эффективный и безопасный труд возможен только в том случае, если производственные условия на рабочем месте отвечают всем требованиям международных стандартов в области охраны труда.
В системе обеспечения безопасности жизни и здоровья работников в процессе их трудовой деятельности основная роль принадлежит нормативным правовым актам по охране труда. Нормативные требования по охране труда и их соблюдение по существу являются фундаментом в создании здоровых и безопасных условий труда. Обеспечение единства таких требований -- важная государственная задача. Поэтому статьей 3 Основ законодательства РФ об охране труда одним из основных направлений государственной политики в области охраны труда предусмотрено установление единых нормативных требований для предприятий, учреждений и организаций всех форм собственности независимо от сферы хозяйственной деятельности и ведомственной подчиненности.
Министерство труда РФ - это координационный центр нормативного обеспечения по охране труда, а созданная при этом Министерстве Федеральная инспекция труда (Рострудинспекция) обязана обеспечить надзор и контроль за соблюдением нормативных требований по охране труда и за реализацией в целом постановления Правительства РФ, используя предоставленные инспекции полномочия.
Согласно постановлению Правительства РФ от 12 августа 1994 г. № 937 «О государственных нормативных требованиях по охране труда в РФ» нормативные правовые акты по охране труда подразделяются на следующие виды (табл.2.1).
Таблица 2.1
Правовые акты по охране труда
Наименование нормативного правового акта |
Органы, утверждающие нормативные правовые акты |
||
полное |
Сокра-щённое |
||
1 |
2 |
3 |
|
Государственные стандарты системы стандартов безопасности труда |
ГОСТ Р ССБТ |
Госстандарт России, Минстрой России |
|
1 |
2 |
3 |
|
Отраслевые стандарты системы стандартов безопасности |
ОСТ ССБТ |
Федеральные органы исполнительной власти |
|
Гигиенические нормативы |
ГН |
||
Санитарные правила и нормы |
СаНПиН |
||
Строительные нормы и правила |
СНиП |
Минстрой РФ |
|
Правила безопасности |
ПБ |
Федеральные органы надзора в соответствии с их компетенцией |
|
Правила устройства и безопасной эксплуатации |
ПУБЭ |
||
Инструкции по безопасности |
ИБ |
||
Правила по охране труда межотраслевые |
ПОТ М |
Минтруд РФ |
|
Межотраслевые организационно-методические документы (положения, методические указания, рекомендации) |
Минтруд РФ, Федеральные органы надзора |
||
Правила по охране труда отраслевые |
ПОТ О |
Федеральные органы исполнительной власти |
|
Типовые отраслевые инструкции по охране труда |
ТОИ |
Федеральные органы исполнительной власти |
|
Отраслевые организационно-методические документы (положения, методические указания, рекомендации) |
В ГОСТ 1.26--77 установлен порядок разработки и согласования требований безопасности со стандартами в технических условиях. Задачей ССБТ является стандартизация требований безопасности труда и включение требований безопасности труда в стандарты и технические условия.
Структура ССБТ включает пять подсистем стандартов (12.0--12.4).0. Организационно-методические стандарты основ построения систем.
Системы устанавливают структуру, задачи, цели и области распространения ССБТ, терминологию в области безопасности труда, классификацию опасных и вредных производственных факторов, методы оценки безопасности труда.
1. Стандарты требований и норм по видам опасных и вредных производственных факторов устанавливают предельно допустимые значения нормируемых параметров (вид, характер действия, предельно допустимые значения, методы контроля), а также требования безопасности при работе с вредными веществами. Они содержат также стандарты на общие требования по обеспечению пожаро- и взрывобезопасности, электробезопасности, радиационной, вибрационной и биологической безопасности, а также требования к защите от шума, инфра- и ультразвука, электромагнитных полей, вредных веществ. В этих стандартах рассмотрены требования к освещению и воздушной среде.
2. Стандарты требований безопасности к производственному оборудованию устанавливают общие требования безопасности по всем группам производственного оборудования, а также к отдельным группам оборудования, обладающим повышенной опасностью (разрабатываются в первую очередь). В них определены требования безопасности к конструкции оборудования в целом и его компонентам в отдельности, а также методы контроля выполнения требований безопасности.
3. Стандарты требований безопасности к производственным процессам устанавливают общие требования к производственным процессам и конкретные к отдельным группам технологических процессов, к размещению оборудования и организации рабочих мест, режимам работы технологического оборудования, рабочим местам и режимам труда, системам управления, требования к применению защитных средств, а также к методам контроля за выполнением требований безопасности.
4. Стандарты на требования к средствам защиты работающих классифицируют все средства защиты и устанавливают требования безопасности к эксплуатационным, конструктивным и гигиеническим показателям отдельных классов и видов защитных устройств, а также методам их контроля и оценки защиты. В эти стандарты входят требования к вспомогательным устройствам, защитным и предохранительным ограждениям, блокировке, сигнализации, надежности и прочности, к средствам защиты рук, головы, органов дыхания и слуха и т. д., к цветам и знакам сигнализации и др.
Вопросы безопасности обязательно входят в технические условия, в которых в разделе «Требования безопасности» необходимо регламентировать такие вопрос, как: требования безопасности к конструкции; требования по созданию санитарно-гигиенических условий; требования электро-, пожаро- и взрывобезопасности и другие.
2.2 Техника безопасности в лаборатории
При работе в химической лаборатории всегда нужно помнить, что химические соединения в той или иной мере ядовиты и огнеопасны. Поэтому при работе с ними необходимо соблюдать: чистоту, аккуратность и внимательность, избегать их попадания на руки, не трогать лицо и глаза руками, после работы перед едой тщательно мыть руки, избегать использования открытого огня. Все эти требования и ряд других закреплены в инструктаже по технике безопасности, и каждый работающий в лаборатории должен ознакомиться с правилами безопасности и обязан выполнять их.
Химические вещества категорически запрещается пробовать на вкус. Нюхать какие бы то ни было вещества нужно с осторожностью, не наклоняясь над сосудом и не вдыхая полной грудью, а направляя к себе пары или газ движением руки.
В силу того, что работа связана с необходимостью держать в лаборатории большое количество концентрированных кислот и щелочей, то следует помнить, что переливать эти вещества из больших бутылей в меньшие нужно через сифон и воронку в специальных помещениях. Проделывающий эту операцию сотрудник обязан пользоваться защитными очками, резиновыми перчатками и фартуком. При разбавлении концентрированной серной кислоты, при смешивании концентрированных серной и азотной кислот, и вообще при смешивании веществ, сопровождающихся выделением тепла, необходимо пользоваться тонкостенной химической или фарфоровой посудой во избежании трещин.
Работать одному в лаборатории категорически запрещается, так как в ситуации несчастного случая некому будет оказать помощь пострадавшему и ликвидировать последствия аварии. Во время работы в лаборатории необходимо соблюдать чистоту, тишину, порядок и правила техники безопасности, так как поспешность и небрежность часто приводят к несчастным случаям с тяжелыми последствиями. Категорически запрещается в лаборатории курить, принимать пищу, пить воду.
Опыты нужно проводить только в чистой химической посуде. После окончания эксперимента посуду сразу же следует мыть. В процессе работы необходимо соблюдать чистоту и аккуратность, следить, чтобы вещества не попадали на кожу лица и рук, так как многие вещества вызывают раздражение кожи и слизистых оболочек.
Никакие вещества в лаборатории нельзя пробовать на вкус. Нюхать вещества можно, лишь осторожно направляя на себя пары или газы легким движением руки, а не наклоняясь к сосуду и не вдыхая полной грудью. Сосуды с веществами или растворами необходимо брать одной рукой за горлышко, а другой снизу поддерживать за дно. Категорически запрещается затягивать ртом в пипетки органические вещества и их растворы.
По окончании работы нужно привести в порядок своё рабочее место, а при уходе - проверить водопроводные краны, которые должны быть закрыты, и выключить все электроприборы.
2.3 Промышленная санитария в лаборатории
Вентиляция и кондиционирование воздуха в лаборатории создают воздушную среду, которая соответствует нормам гигиены труда. С помощью вентиляции можно регулировать температуру, влажность, и чистоту воздуха в помещении. Кондиционирование воздуха создаёт оптимальный искусственный климат.
Необходимость вентиляции воздуха в административных, бытовых и других помещениях вызвана конструктивным устройством помещений, устройством естественного и искусственного освещения, технологическими процессами, количеством работников, санитарно - гигиеническими требованиями. К конструктивным элементам относятся высота и планировка помещения, площадь пола и окон, количество этажей, устройство входов и выходов и другое.
Солнечные лучи, система искусственного освещения - источник дополнительного поступления тепла в помещение.
При распаковке, фасовке и других операциях с реактивами происходит образование пыли, выделение газов, загрязняющих атмосферу. А постоянное нахождение значительного количества сотрудников в лаборатории требует более интенсивного воздухообмена, так как недостаточный воздухообмен в помещении ослабляет внимание и трудоспособность, вызывает нервную раздражительность и снижает качество труда.
Поэтому для обеспечения оптимальных условий работы, соответствующих нормам промышленной санитарии необходимо предусмотреть как естественную, так и искусственную вентиляцию. Кроме того, для предупреждения образования взрывоопасных концентраций в воздухе и необходимо укрытие и максимальная герметизация мест образования пыли, механизация процессов и устройств пылеотсасывающей вентиляции.
2.4 Пожарная безопасность
При работе с легковоспламеняющимися жидкостями никогда не исключена возможность возникновения пожара. Вследствие этого должны быть предприняты все возможные предупредительные меры.
Во всех лабораториях должны быть ящики с песком, огнетушители и противопожарные одеяла.
В случае возникновения пожара надо прежде всего загасить горелки и выключить плитки, унести все находящиеся поблизости горючие вещества, а затем тушить пламя засыпая его песком, закрывая мокрым полотенцем или одеялом.
Никоим образом нельзя заливать горящие не растворимые в воде жидкости водой, так как этим пожар только распространяется на большее пространство. В случае возникновения большого пожара следует тушить его огнетушителем и сообщить пожарной охране.
Если загорелась одежда на работающем, то нужно обернуть его одеялом, пальто, войлоком и т.п., но ни в коем случае не давая пострадавшему бежать, так как в этом случае горение станет более интенсивным.
Даже при появлении запаха гари, дыма в помещении сеть электропитания должна быть немедленно отключена и сразу приняты меры к тушению источника возгорания первичными средствами пожаротушения. Если загорятся электрические провода, следует обесточить электроустановку выключением рубильника и принять меры к тушению пожара.
Заключение
В данном разделе были рассмотрены наиболее важные аспекты безопасности работы в лаборатории, такие как пожарная безопасность, особенности работы электрическими приборами.
Реферат
В дипломной работе содержится 58 страниц, 11 таблиц.
Работа состоит из двух основных разделов:
- общетеоретическая и научная часть;
- безопасность жизнедеятельности
В общетеоретической и научной части приведен литературный, непосредственно экспериментальная часть, а также результаты экспериментов и их обсуждение. На основе полученных были предложены выдвинуты предположения по поводу механизма действия аскорбиновой кислоты.
В разделе "Безопасность жизнедеятельности" рассмотрены основные меры предупреждения чрезвычайных ситуаций, подержания оптимальных санитарных условий.
Заключение
Таким образом, витамины как низкомолекулярные биологически активные вещества, необходимые для жизнедеятельности организма, не являются ни пластическим материалом, ни источником энергии, но они участвуют в обмене веществ, выполняя роль стимуляторов и регуляторов биохимических процессов. Витамин С синтезируется в печени большинства животных, однако организм человека не обладает этой способностью из-за отсутствия фермента - L-гулонолактоноксидазы, который катализирует последнюю стадию синтеза аскорбиновой кислоты.
В организме взрослого человека содержится около 100 мг меди-элемента. Ионы меди по сравнению с ионами других металлов жизни реакционно более активны и образуют более стабильные хелатные комплексы с аминокислотами и белками. Поэтому преимущественно медь существует в организме человека в виде внутрикомплексных соединений, в основном с аминокислотами или белками типа сывороточного альбумина и церулоплазмина. Медьсодержащие ферменты ответственны за многочисленные жизненно важные биохимические реакции.
Токсическое действие тяжёлых металлов обусловлено способностью их ионов участвовать в комплексообразовании. Для понимания механизмов некоторых реакций, протекающих в биологических системах, возникает необходимость изучения химизма окисления аскорбиновой кислоты в присутствии ионов меди (II).
В настоящей работе предпринята попытка оценить участие простых «модельных» соединений меди в реакциях с аскорбиновой кислотой. Взаимодействие аскорбиновой кислоты с природными соединениями меди, возможно, представляет интерес для того, чтобы посмотреть на роль аскорбиновой кислоты в живом организме.
Известно, что в организме человека аскорбиновая кислота восстанавливает двухвалентную медь из её соединений до одновалентного состояния. При изучении восстановительных свойств аскорбиновой кислоты был проведён ряд опытов с солями и комплексными соединениями меди (II), в которых обнаружилось, что медь может быть восстановлена до металлического состояния, причём, следует заметить, в окислительной среде кислорода.
При оценке возможности самопроизвольного протекания окислительно-восстановительных реакций пользуются понятием окислительно-восстановительного потенциала. До металлического состояния медь может восстанавливаться двумя способами:
Размещено на http://www.allbest.ru/
В роли окислителя выступает то вещество, чей окислительно-восстановительный потенциал больше.
1) Cu2+ + 2e - Cu0 +0,340 В
2) Cu+ + e - Cu0 +0,520 В
3) Cu2+ + e - Cu+ +0,159 В
Потенциал Asc варьируется от -0,12 до + 0,33 В.
Известно, что:
?G1 = ?G2 + ?G3,
где
?Gi = -Z F lg ?,
где Z - число отданных или принятых электронов
F - число Фарадея
? - окислительно-восстановительный потенциал
Так как между энергией Гиббса и окислительно-восстановительным потенциалом существует прямо пропорциональная связь, то можно воспользоваться сравнением значений окислительно-восстановительных потенциалов.
Таким образом, произвольно могут протекать процессы (1) и (2), т. к. их окислительно-восстановительный потенциал больше. Однако из литературы известно, что в организме протекает реакция (2). Это обусловлено тем, что в организме играют дополнительно другие факторы, которые трудно и учесть в предварительных лабораторных исследованиях, или идёт конпропорционирование ионов Cu2+ и образовавшейся металлической меди до ионов Cu+. Возможно она растворяется в кислотах организма и поэтому получается одновалентная медь. С другой стороны, известно, что аскорбиновая кислота обладает антиоксидантными свойствами, но известно и то, что в лабораторных условиях она может проявлять и оксидантные свойства. [67]
Список литературы:
1. Sauberlich HE: Ascorbic acid. In: Present knowledge in Nutrition (Edited by: Brown ML). Nutrition Foundation, Washington DC, 1990.
2. Hellman L, Burns JJ: Metabolism of L-ascorbic acid-1-C14 in man. J Biol Chem 1958, 230:923-930 [PubMed Abstract].
3. Kallner A, Horing D, Hartman D: Kinteics of ascorbic acid in humans. In: Ascorbic acid: Chemistry, metabolism and uses (Edited by: Seib PA, Tolbert BM). Advances in Chem. Ser. No. 200, Am. Chem. Soc., Washington, DC, 1982, 385-400.
4. Johnson CS: Biomarkers for establishing a tolerable upper intake level for vitamin C. Nutr Rev 1999, 57:71-77.
5. Olson RE: Water soluble vitamins. - In: Principles of Pharmacology (Edited by: Munson PL, Mueller RA, Bresse GR). Chapman and Hall, N. Y.. 1999, Ch 59.
6. Carr AC, Frei B: Does vitamin C act as pro-oxidant under physiological conditions? - FASEB J, 1999, 13:1007-1024.
7. Березовский В. М. Химия витаминов. - М.: Пищепром, 1959. - с. 40-80.
8. Бременер С. М. Витамины и их клиническое применение. - М.: Медицина, 1966.
9. Дьяченко Р.А. - Витамины в эксперименте и клинике, 1970, вып. 2. - с. 63-81.
10. Hvoself J. - Acta Crystallogr., 1968, В24, р. 23.
11. Flood E, Skanske P. N. - Acta Chem.Scand.,1973, 27, p. 3069.
12. Martin G., Ann N.Y. - Acad. Sci.,1961, 92, p.141.
13. Schneider W., Staudinger Hg. - Klin. Wocherschr., 1964., 42. s. 879.
14. Шамирай Е. Ф. - Витамины, 1970, вып 5. с.240
15. Hiitterranch R. - Deutsche Apotheker - Zeitung, 1965., 105., 46, s. 1621.
16. Ball E. - J. Biol.Chem.,1937, 118, p. 219.
17. Cox G., Goodwin T. - J. Chem. Soc., 1936, p. 769.
18. Cox G. -Nature, 1932, 130, p. 205.
19. Borsook H., Davenport H., Jeffreys., Warner R. - J. Biol. Chem., 1937, 117, p. 327.
20. Rao G.G., Rao V. N. - Z. Anal. Chem., 1955., 147, s. 338.
21. Слободин Я.М. Басова А. К., Гельмс А. Е.. - Журн. прикл. хим, 1946, 19, с. 170.
22. Эрдей Л. - Журнал анал. хим. - 1953, 8, с. 356.
23. McDonald. - Ind. Chem., 1956, p. 545.
24. Baczik S. - Chem. Analit., 1960, 5, p. 13.
25. Пилипенко А. Т., Кладницкая М.Б. - Завод. лаб., 1966, 32, с. 3-10.
26. Erdey L., Svehla G. - Chem. Analist., 1963, 52, p. 24.
27. Herbert R., Hirst E., Percival E. - J. Chem. Soc., 1933, p. 1270.
28. Энгельгарт В. А., Букин В. И. - Биохимия, М.: 1937, 2, с. 587.
29. Reihtel F, Wither R. - J. Am. Chem. Soc., 1949, 71, p. 1879.
30. Woker G, Antener J. - Helv. chim. acta, 1937, 20, p. 732.
31. Эльдерфильд Р., Дорд Т. - Гетероцикл. соед. В 2-х т. Т. 1. - М.: ИЛ, 1953, с. 96.
32. Birch Т., Harris L. - Biochem. J., 1933, 27, p. 595.
33. Khan M. M. T., Martell A. E. - J. Am. Chem. Soc., 1969, 91, p. 4668.
34. Крисе Е. Е., Курбатова Г.Т., Куц B.C. Прокопенко В.П. - Журн. неорг. химии, 1976, 21, № 11, 2978.
35. Sudmeier J.L., Relilley С. N. - Anal. Chem., 1964, 36, S. 1698.
36. Sobkowska A., Minczewski J. - Poczn/ chem., 1962, 36, s. 17.
37. Khan M.M.T., Martell A.E. - J. Am. Chem. Soc., 1967,89, p. 7104.
38. Weissberger A., LuValle J.E.L. - J. Am. Chem. Soc., 1944, 66, p. 700.
39. Silverblat E., Robinson A.L., King С G. - J. Am. Chem. Soc., 1943, 65, p. 137.
40. Dekker A.O., Dickinson R. G. - J. Am. Chem. Soc., 1940, 62, p. 2165.
41. Peterson R. W., Walton J. H. - J. Am. Chem. Soc., 1943, 65, p. 1212.
42. Grinstead R.R. - J. Am. Chem. Soc., 1960, 82, p. 3464.
43. Kremer M.L. - Trans. Farad. Soc, 1967, 63, p. 1208.
44. Куримура Иосими, Муреками Кэйго, Цутида Эйсеон. - J. Chem. Soc. Japan Industr. Chem. Soc., 1969, 72, № 8, p. 1698 (РЖХим. 1970, 6Б1240).
45. Dawson C.R., Tapley W.P., Simmer I.B., Myrback K. The Enzymes, 2. N.Y., Academic Press Inc., 1951, p. 454.
46. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты, М.: ИЛ, 1961.
47. Khan M.M.T., Martell A.E. - J. Am. Chem. Soc, 1967, 89, p. 4176.
48. Khan M.M.T., Martell A.E. - J. Am. Chem. Soc, 1968, 90, p. 3386.
49. Khan M.M.T., Martell A.E. - J. Am. Chem. Soc, 1968, 90, p. 6011.
50. Barron E.S.G., De-Meio R., Klemperer F.W. - J. Biol. Chem., 1936, 112, p. 625.
51. Weissberger A., LuValle J.E.L., Thomas D.S. - J. Am. Chem. Soc., 1943, 65, p. l934.
52. Sillen L.G., Martell A.E. - Stability Constants of metal-ion complexes, London, The Chemical Society, 1964.
53. Ogata Y., Kosugi Y., Morimoto T. - Tetrahedron, 1968, 94, p. 4057.
54. Ogata Y., Kosugi Y. - Tetrahedron, 1970, 26, p. 4711.
55. Haykawa K., Minami S., Nakamura S. - Bull. Soc. Japan, 1973, 46, p. 2788.
56. Bakardieva N.T. - Докл. Болг. АНБ 1970, 23, с. 591.
57. Martell A.E., Khan M.M.T. - In. Bioinorganic Chem., 2, N.Y. Acad. Press., 1966, p. 654.
58. Ogata Y., Kosugi Y. - Tetrahedron, 1969, 25, p. 4633.
59. Jos Lin M.A., Miller J. - Food Research, 1949, 14, p. 325.
60. Штамм Е.В., Скурлатов Ю.И. - Журн. физ. хим., 1974, 48, с. 1454.
61. Nord Н. - Acta Chem. Scand., 1955,9, p. 422.
62. Butt W.S., Hallaway M - Arch. Biochem. Biophys., 1961, 92, p. 24.
63. Штамм Е.В., Пурмаль А.П., Скурлатов Ю.И. - Журн. физ. хим., 1974, 48, с. 2229, 2233.
64. Jameson R.F., Blackburn N.Y. - J. Inorg. Nucl.Chem., 1975, 37, p 809.
65. Яблоков Ю.В., Гаврилов В.В., Романенко Л.Н. - В кн: Радиоспкетроскопия. М., 1973, с. 31.
66. Chen K, Suh J, Carr AC, Marrow JD, Zeind J, Frei B: Vitamin C suppresses lipid damage in vivo even in the presence of iron over-load. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab., 2000, 279 : E1406-1212.
67. Halliwell B, Gutteridge JMC: Free radicals in Biology and Medicine. - Oxford University Press, Oxford, 1999.
68. Halliwell B, Gutteridge JMC: Oxygen free radicals and iron in relation to biology and medicine: some problem and concepts. - Arch. Biochem. Biophys., 1986, 246 : 501-514.
69. Neuzil J, Thomas SR, Stocker R: Requirement for promotion or inhibition by ?-tocopheroxyl radical induced plasma lipoprotein lipid peroxidation. - Free Rad. Biol. Med., 1997, 22 : 57-71.
70. Buettner GR, Jurkiewicz BA: Catalytic metals, ascorbate and free radicals: combinations to avoid. - Rad. Res., 1996, 145:532-541.
71. Berger TM, Poldori MC, Dabbagh A, Evans PJ, Halliwell B, Morrow JD, Roberts II J, Frei B: Antioxidant activity of vitamin C in iron-overloaded human plasma. - J. Biol. Chem. 1997, 279 : 15636-15660.
72. Проблемы координационной химии / Под ред. К.Б. Яцимирского. - Киев: Наукова думка, 1977. - С. 79-144.
73. Аскорбиновая кислота - восстановитель координированных металлов до нульвалентных. Г.Н. Дорофеенко, Н.В. Шибаева, Ю.И. Рябухин. Тез. докл. VII Всесоюз. конф. "Химия и биохимия углеводов." Пущино, 1982. - С. 142-143.
74. Восстановление аскорбиновой кислотой - метод анализа координационных соединений меди, ртути и благородных металлов. Шибаева Н.В., Рябухин Ю.И., Гарновский А.Д. Тез. докл. "V Всесоюз. совещ. по химии неводных растворов неорган. и комплекс. соед." Ростов н/Д. - М.: Наука, 1985. - С. 261-262.
75. Пилипенко А. Т., Кладницкая М. Б. - Завод. лаб., 1966, 32. - С. 3-10.
76. Труфанов А.В. Биохимия витаминов и анти витаминов. - М.: Колос, 1972. - С. 200-220.
ПРИЛОЖЕНИЕ
1 Краска Тильманса (натрий 2,6-дихлорфенолизофенолят)
2 Индол
3 Сульфат аммония
4 НАД - никотинамидадениндинуклеотид
5 НАДН - дигидроникотинамид-адениндинуклеотид
6 Гранулёма - [лат. granulum зернышко + гр. …oma - окончание в назв. опухолей] - воспалительное разрастание ткани, имеющее вид узелка или бугорка.
7 Триптофан
8 Кинуренин (2-амино-4-(2-аминофенил)-4-оксобутановая кислота) - промежуточный продукт ферментативного распада триптофана и биосинтеза никотиновой кислоты в организме человека.
9 Антраниловая кислота, ортоаминобензойная кислота
Подобные документы
Витамин С как водорастворимое биологически активное органическое соединение, родственное глюкозе. История названия этого вещества. Проявление гиповитаминоза при дефиците витамина С. Функции этого витамина в организме. Содержание в различных продуктах.
презентация [353,0 K], добавлен 25.01.2017Понятие и функциональные особенности в организме витамина С как единственного активного изомера аскорбиновой кислоты (L-аскорбиновая кислота). Его содержание в различных овощах и фруктах, степень усвояемости. Реакции гидроксилирования. Причины цинги.
презентация [1,9 M], добавлен 18.03.2014Химический состав, природа и структура белков. Механизм действия ферментов, виды их активирования и ингибирования. Современная классификация и номенклатура ферментов и витаминов. Механизм биологического окисления, главная цепь дыхательных ферментов.
шпаргалка [893,3 K], добавлен 20.06.2013Химическое и физическое строение Витамина К. Биологическая роль Витамина К. Введение витамина в синтетической форме. Распространение витамина в природе. Участие витамина К в биосинтезе других ферментов в печени, участвующих в процессе свертывания крови.
презентация [318,5 K], добавлен 12.10.2014Функции и строение эпителия, регенерация его клеток. Типы соединительной ткани, преобладание межклеточного вещества над клетками. Химический состав и физические свойства межклеточного вещества. Костная, жировая, хрящевая, мышечная и нервная ткани.
реферат [1,1 M], добавлен 04.06.2010История открытия витамина В1. Функции витамина В1 (ретинола) на организм человека, его влияние на зрение, рост костей, здоровье кожи и волос, нормальную работу иммунной системы. Свойства витамина, причины его нехватки и поступление с продуктами питания.
презентация [1,7 M], добавлен 25.12.2014Специфические белки, катализирующие химические реакции в живых системах. Характеристика и классификация ферментов, их размеры и строение. Влияние условий среды на активность ферментов: факторы и кофакторы; заболевания, связанные с нарушением их выработки.
презентация [1,4 M], добавлен 07.05.2015Синтез витамина Е. Содержание токоферолов в растительных маслах и пищевых продуктах. Длительность жизни красных кровяных клеток. Окисление липидов и формирование свободных радикалов. Формирование коллагеновых и эластичных волокон межклеточного вещества.
реферат [28,5 K], добавлен 15.12.2010Исследование биологической роли ферментов в механизмах взаимодействия адренергической и пептидергической систем. Определение активности ферментов флюорометрическим методом. Изучение гипофиза, гипоталамуса, больших полушарий и четверохолмия самцов крыс.
статья [14,0 K], добавлен 01.09.2013Понятия о витаминах, история открытия витамина С. Растительные источники богатые витамином, содержание витамина С в пищевых продуктах. Суточная потребность в зависимости от возраста, симтомы гиповитаминоза. Сохранность витамина при кулинарной обработке.
курсовая работа [28,5 K], добавлен 12.11.2010