Примеры составления условий задач и их решения. Для организма перманганаты являются ядами

Для организма перманганаты являются ядами. Для лечения острых отравлений перманганатом используются 3% водный раствор H₂O₂, подкисленный уксусной кислотой. Обезвреживание происходит следующим образом:

KMnO₄ + H₂O₂ + CH₃COOH → Mn(CH₃COO)₂ + CH₃COOK + H₂O + O₂

Определите окислитель и восстановитель в данной реакции. Расставьте коэффициенты методом окислительно-восстановительных полуреакций.

Решение:

KMnO₄+H₂O₂+ CH₃COOH→Mn(CH₃COO)₂+CH₃COOK+H₂O+O₂

5 H₂O₂ – 2e ® O₂ + 2H⁺

2 MnO₄^- + 8 H⁺ + 5e ® Mn²⁺ + 4H₂O

5H₂O₂+2MnO₄^- + 8H⁺ = 5O₂+10H⁺+2Mn²⁺ + 8H₂O

2KMnO₄ +5H₂O₂ + 6CH₃COOH = 2Mn(CH₃COO)₂ + 2CH₃COOK + 8H₂O+ 5O₂

Кислородное дыхание приводит к образованию водород-пероксида H₂O₂. При его взаимодействии с биоорганическими соединениями клеток образуются радикалы. Под действием радикалов разрушаются важнейшие составные части клеток – мембраны и ДНК. В ходе биологической эволюции природа выработала особый белок – фермент каталазу, которая разрушает водород пероксид.

Представьте действие каталазы (CatFe²⁺) в виде каталитического цикла из двух последовательных реакций.

Сколько циклов может осуществить 1 молекула каталазы в течение секунды?

Решение:

CatFe²⁺ + H₂O₂ ® CatFe²⁺ ∙ H₂O₂

CatFe²⁺ ∙ H₂O₂ + H₂O ® CatFe²⁺ + 2H₂O₂ + O₂

В течение одной секунды каталаза может осуществить до 20000 циклов.

Супероксид-ион O^-₂ играет важную роль в окислительно-восстановительных процессах внутри живых клеток. Предполагается, что увеличенное по сравнению с нормой содержание этих частиц в ткани может способствовать образованию злокачественных опухолей.

Решение: О₂^- + О₂^- + 2Н⁺ → Н₂О₂ + О₂

По распространенности в природе, применению соединений в медицине и технике и роли в организме железо стоит на первом месте в VIII Б группе.

В биогенных соединениях железо связано в комплекс с органическими лигандами (миоглобин, гемоглобин). Рассмотрите образование октаэдрического комплекса [Fe(CN)₆]^4- d²sp³ гибридизации по методу валентных связей.

Решение: 3d 4s 4p

Fe …3d⁶4s²4p⁰.

Fe²⁺ …3d⁶4s⁰4p⁰

Благодаря сильному полю CN^- вытесняет одиночные электроны на соседние орбитали.

Освободившиеся две 3d и свободные 4s и три 4p гибридизуются:

Fe²⁺ + 6 CN^- → →

CN^- CN^- CN^- CN^- CN^-CN^-

→ [Fe(CN)₆]^4-

По характеру функционирования и воздействия на оргнизм элемент Cd является токсичнопримесным. Токсичность кадмия связана с его сродством к нуклеиновым кислотам. В результате его присоединения к ДНК нарушается ее функционирование. Ионы кадмия также вступают во взаимодействие с сульфидгидрильными SH группами белков, ферментов, аминокислот.

Покажите схему блокировки сульфгидрильных групп. Каков биологический период полувыведения кадмия из организма? Какие вредные последствия внедрения Cd в организм?

Решение:

а)

^{донор акцептор}

б) период полувыведения более 10 лет

в) болезнь «итаи-итаи», выражается в болезненном скручивании костей, анемии, почечной недостаточности

Углерод (II) оксид – угарный газ – продукт неполного окисления углерода. Это эндогенный углерод (II) оксид, который образуется в процессах кроветворения. При вдыхании CO с воздухом в легких параллельно с оксигемоглобином образуется металлокомплексное соединение – карбонилгемоглобин. Напишите соответствующие реакции. Почему для детоксикации – устранения отравляющего действия СО достаточно прекратить его поступление и усилить кислородную вентиляцию – вывести пострадавшего на «свежий» влздух.

Объясните с позиции принципа Ле-Шателье.

Решение: HbO₂ + CO = HbCO + O₂*

Hb + CO = HbCO

Константа устойчивости HbCO ~ в 2500 раз > К уст. HbO₂

Повышение в дыхательной среде парциального PO₂ будет ускорять диссоциацию HbCO и выделение CO из организма (равновесие смещается влево - образуется HbO₂).

Растворимые соединения азота, попадая в воду, могут оказывать токсическое действие. Проникая вместе с пищей в слюну и тонкие кишки, нитраты микробиологически восстанавливаются до нитратов, в результате в крови образуется нитрозил – ионы (NO⁺).

Нитрозил – ионы могут окислять железо (II) в гемоглобине до железа (III), что препятствует связыванию кислорода гемоглобином. Напишите реакцию образования нитрозил – иона и метгемоглобина. Когда наступает летальный исход?

Решение: NO^-₂ + H⁺ = NO⁺ + OH^-

HbFe²⁺ + NO⁺ → HbFe³⁺ + NO

Гемоглобин метгомоглобин

связывает O₂ не связывает O₂

Возникают симптомы кислородной недостаточности, приводящей к цианозу (синюхе).

При переходе 60-80% железа (II) гемоглобина в железо (III) наступает смерть. Особенно чутко на NO⁺ реагируют грудные младенцы в первые недели своей жизни. У них недостаточно проявляется деятельность гемоглобинредуктазы, восстанавливающей железо (III) в железа (II).

Date: 2015-09-24; view: 603; Нарушение авторских прав