4. Көмірсулардың химиялық қасиеттері

Глюкоза құрамында альдегид тобы бар көпатомды спирт болғандықтан, альдегидтерге және көпатомды спирттерге тән екі жақты қасиет көрсетеді.

Альдегид тобына тән реакциялары

1. Глюкоза жақсы тотықсыздандырғыш, жұмсақ тотықтырғыштардың әсерінен, мысалы, күміс оксидінің аммиактағы ерітіндісімен альдегид тобы ғана тотығып, глюкон қышқылына айналады:

2. Мыс (II) гидроксидімен қыздырғанда, альдегид тобы тотығып, карбоксил тобына айналады және мыс (І) оксидінің қызыл түсті тұнбасы түзіледі:

3. Глюкозаның альдегид тобы тотықсыздану реакциясына да түседі. Катализатор қатысында сутекпен тотықсызданғанда, глюкоза алтыатомды спирт — сорбит түзеді:

Глюкозаның көпатомды спирттерге тән қасиеттері

4. Бөлме температурасында мыс (II) гидроксидімен әрекеттескенде, ашық көк түсті ерітінді түзеді, бұл глюкозаның көпатомды спирт екенін дәлелдейді. Глюкоза көпатомды спирт болғандықтан, күрделі және жай эфирлер түзеді.

5.Күрделі эфирлер түзілуі. Қанттардың гидроксил топтары этерификация реакциясына оңай түседі. Кең таралған этерификация реакциясы ацилдеу, оны сірке ангидридімен катализатор (ZnCl₂, H₂SO₄ натрий ацетаты) қатысында жүргізеді. Гексозалардың тұйық құрылымы тұйық пентаацетаттар түзеді. Қышқылмен әрекеттесу реакциясы глюкозаның құрамында бес гидроксил тобы бар екенін дәлелдейді. Мысалы, глюкоза сірке ангидридімен мырыш хлориді қатысында әрекеттесіп, α-пентаацетаттар түзеді:

6. Жай эфирлер түзілуі. Глюкозаны метил спиртімен қышқыл ортада алкилдесе, реакцияға гликозид гидроксилі түседі, реакция нәтижесінде жай эфир түзіледі. Бұл реакция глюкозаның циклді түріндегі глюкозид гидроксил тобы басқа гидроксилдермен салыстырғанда реакцияға түскіш екенін көрсетеді:

Ашуы

Глюкозаның маңызды химиялық қасиеттерінің бірі — әр түрлі микроорганизмдер әсерінен ашуы.

7. Спирттік ашуы. Ашытқы ферменті әсерінен ашып, глюкозадан этанол түзіледі. Бұл процестің химизмі өте күрделі. Жүретін өзгерістерді қысқаша былай жазады:

С₆Н₁₂O₆ → 2С₂Н₅ОН + 2СO₂

8. Сүт қышқылды ашуы. Глюкоза сүт қышқылды ашығанда, сүт қышқылы түзіледі. Процесс сүт қышқылды бактерия ферменттерінің әсерінен жүреді:

Сүт қышқылы екі функционалдық тобы бар болғандықтан (гидроксил және карбоксил топтары), екі түрлі қасиет көрсетеді. Сүт қышқылы сүт іріген кезде пайда болады, оны лакмус қағазы арқылы анықтауға болады.

9. Тотығуы. Органикалық қосылыс болғандықтан, глюкоза толық тотыға алады. Ең соңғы өнім ретінде көміртек (IV) оксиді мен су түзіледі. Бұл процесті ықшамдап былай жазуға болады:

С₆Н₁₂O₆ + 6O₂ → 6СO₂ + 6Н₂O + Q

№ 28 билет

1. Вольтамперометрия (Полярография).Ильковичтеңдеуі

Волтьамперметрия әдісі электролиз кезінде, талданатын зат ерітіндісінің кернеуін жоғарылата отырып тогк күшін өлшеу нәтижесінде алынған вольтамперлік қисықтарды (ток күшінің кернеуге тәуелділігі) тіркеуге негізделген. Бұл әдісті 1892 жылы чех ғалымы Я.Гейровский тамшылауыш сынап электролында электролиз жүргізе отырып ашқан.

Зерттелуге тиісті зат ерітіндісінің құрамын, мөлшерін электрод поляризациясы нәтижесінде алынған ток күші мен кернеу арасындағы тәуелділікті пайдалана отырып анықтау, вольтамперметриялық әдістің негізін құрайды.

Вольтамперметрия әдісі төмендегідей түрлерге бөлінеді:

1. Қарапайым не тура

2. Дифференциялды

3. Айырымдық

4. Инверсионды

5. Осциллографиялық

6. Айнымалы токты

Вольтамперметрлік әдісте анықталатын зат ерітіндісінің иондарына сезімтал индикаторлы электрод(жұмыс атқарушы) сыртқы кернеу көзінен поляризацияға ұшыратылады. Ал екінші электрод, яғни салыстырмалы электрод поляризация құбылысына ұшырамайды. Егер, жұмыс атқарушы электрод ретінде тамшылауыш сынап электроды пайдаланылса, әдіс полярографиялық деп аталады. Бұл әдістің басқалардан басты ерекшелігі, ол тек электродтар арасындағы кеңістіктегі иондардың концентрациясын өлшеуге ғана негізделген, және ол электродтардағы тепе-тендік потенциалының өзгеруімен байланысты емес.

Электрохимиялық реакциялар жылдамдығының кинетикалық заңдылықтарын зерттейтін саланың бір түрін полярография деп атайды. Полярографиялық тәсілдің басты ерекшелігі катод ретінде сұйық, тамшылауыш сынапты пайдалану. Тамшылауыш сынап электроды (ТСЭ) – дегеніміз диаметрі өте жіңішке түтіктен тамшылап, сынап ағып тұрған құрылғы. Тамшының диаметрі 0,4 - 0,7 мм, ал бетінің ауданы 2– 6 мм².Сынап электродында тамшы үзілген сайын оның беті жаңарып, яғни қасиеттері бірдей иондардың разрядталуына жағдай жасалады. Сонымен қатар, тамшы бетінің ауданының мардымсыз болуы электрод яғни, катодтыңполяризациялануын анодқа қарағандабірнеше есе арттырады.Қосымша электрод (анод) қызметін, катод бетінің ауданына қарағанда аудан беті жүз еседей үлкен, арнаулы ыдыстағы сынап (каломель, хлоркүміс) атқарады (электрототығатын заттарды анықтауда) және бұл іс жүзінде поляризацияға ұшырамайды деп қабылданады. Полярографиялық ыдыс арқылы өтетін ток күші өте аз және бұл ыдыстың кедергісі мардымсыз болғандықтан мұны жоюға кететін кернеу шамасы да өте аз болады. Анод – поляризацияға ұшырамайды. Сонымен ток күшінің өзгеруіне байланысты ыдыстағы кернеудің артуы немесе кемуі тек катодтық потенциалдың өзгеруіне ғана байланысты яғни, φ₊=const, φ_-=U. Демек, электродтарға берілетін кернеу толығымен катод потенциалын өзгертуге жұмсалады.

Белгілі бір мәндегі потенциалға жеткен бірлік уақыт ішінде электрохимиялық реакцияға түсетін бөлшектер саны ерітіндіден электродқа диффузиялық бөлшектер санына теңеледі. Ток шамасы өзгеріссіз қалатын күйде поляризациялық концентрация күйі тұрақталынады.

Талданатын заттың электрод маңайына диффузия арқылы келген барлық иондары толық зарядсызданған кезде токтың осындай шамасын диффузиялық немесе шекті ток деп атайды. Мұндай ток ерітіндідегі талданатын ион концентрациясына пропорционал болады.

Бұл тәуелділік Илькович теңдеуімен өрнектелінеді: І_диф= 6.05D^1/1 • nm^2/3 • т^1/6 • С_в (12.2) мұндағы Ідиф - диффузиялық ток (мА, 10~(' A) D - иондардың диффузиялық коэффициенті (см~ с"'), п - электрохимиялық реакцияға қатынасқан электрондар саны, m - тамшылаған сынап массасы в/с (мг), х - тамшылау периоды (С) , Св - анықталатын ион концентрациясы (моль/л).

Әйтсе де, Илькович теңдеуін іс жүзінде заттың абсолюттік мөлшерін анықтау кезінде осы теңдеудің кейбір параметрінің дәл мәні болмағандықтан, есептеу қиындық келгіреді. Сондықтан сандық анықтауға градуирлеу графигі, стандарт және қосымша қосу әдістері пайдаланылады.

Полярографиялық толқын биіктігі (Һ) шекті токты сипаттайды, бұл деполяризатор концентрациясына тура пропорционал, мұныц өзі талданатын заттың концентрациясын анықтауға мүмкіндік береді. Жоғарыда айтылғандай, ерітіндіде бірнеше ион қоспасы болса, онда Е-нін өзгеру регінде орналасқан бірінен кейін бірі келетін толқындар қатары алынады.

2. Электрогравиметрия және кулонометрия. Электрогравиметрия - ерітіндінің құрамынан тұрақты ток өткен кездегі қатты заттың бөлінуіне негізделген. Аналитикалық сигнал ретінде бөлінген заттың массасы алынады.

Сыртқы не ішкі потенциал әсерінен жұмыс істеп тұрған электродтың беткі қабатына металдардын, оксидтердің немесе еритін тұздардың шөгуіне негізделген. Бұл әдістегі сапалық заттың шамасын анықтау шөгіндісі бар немесе жоқ электрод массасының айырмасын табуға сүйенеді.Әрбір топтағы электрохимиялық әдістер келесі тарауларда толық қарастырылады. Олардын арасында тек диэлектрометрлік әдіс қана жоқ. Алдын ала оларда кездесетін кейбір терминдер мен амалдарды қысқаша түсіндірме түрінде қарастырайык, электрохимиядағы өлшемдер мен атаулар халықаралық бірліктер жүйесі бойынша алынған.Ток күші - негізгі шамалардың бірі. Ол I таңбасымен белгіленеді. Ампер (А) - бірлік өлшемі. Ол өзара параллель екі өткізгіш арқылы жүретін тұрақты ток күшіне тең. Мұндай өткізгіштер шексіз ұзын, қима ауданы мейлінше аз, вакуумда бір-бірінен 1 м қашықтықта орналасқан ұзындығы 1 м өткізгіштің бойында . 2: 107 Н өзара әсер күшін туындатады. Кулонометрия - мұнда анықталатын зат электродта қатты зат ретінде бөлінбейді. Аналитикалық сигнал ретінде ерітіндіден өткен ток мөлшері алынады. Есептеу Кулон заңы бойынша жүргізіледі. Бұл әдіспен талдаған кезде тіпті аз концентрацияның өзі анықталынады, талдауды оңай автоматтандыруға болады. Бұдан аса активті де тұрақсыз реагенттерді пайдалану мүмкіндігі туындайтындықтан, стандартты ерітінді әзірлеу қажетсіз болып қалады. Анықталынатын қосылыстың белгілі мөлшері болатын үлгі бойынша өлшегіш құрылғыны алдын ала тексеріп, өлшемдеп, қалыптастырып алмай-ақ талдау жүргізілуі мүмкін. Кулонометрлік талдаудың реагенті электр тогы болғандықтан, оны қалаған жерге орнатып, алыстан басқаруға, автоматтандыруға болады. Сонымен қатар бұл әдіс өте дәл және оны стандартты сынаманы дайындау үшін пайдаланады.

3. Зат алмасуда белоктардың рөлі Ақуыз, нәруыз — молекулалары өте күрделі болатын аминқышқылдарынан құралған органикалық зат; тірі ағзаларга тән азотты күрделі органикалық қосылыс. Аминқышқылдары қалдықтарынан құралған жоғары молекуларлық органикалық түзілістер. Ақуыз ағзалар тіршілігінде олардын құрылысы дамуы мен зат алмасуына қатысуы арқылы әр алуан өте маңызды қызмет атқарады. Ақуызды зат құрамында міндетті түрде азоты бар күрделі органикалық қосылыс. Ф.Энгельс өзінің «Табиғат диалектикасы» еңбегінде өмір дегеніміз – белокты денелердің өмір суру тәсілі, яғни организмдегі зат алмасудың қоршаған ортамен тығыз байланысы деп жазды. Организмде  белок алуан түрлі  қызмет атқарады. Белоктың қызметін көбіне жекелеген  молекулалар да жүзеге асыруы мүмкін. Белоктың ең басты қызметі  — катализаторлық қызмет. Барлық тірі организмдерде зат  алмасу реакциялары  ферменттердің әсер етуімен жүзеге асады. Белгілі ферменттердің барлығы белоктардан құралған.  Заттарды тасымалдау да белоктың маңызды бір қызметі. Заттардың клетка мен органоидтар ішінде қозғалуын белок реттеп отырады, яғни оларды активті түрде тасымалдайды. Соңғы кезде клетка мембранасының құрамында түрлі тасымалдаушы белоктардың болатыны анықталған.Белок сондай-ақ организмнің иммундық қасиеттерін жүзеге асырады. Сонымен бірге белоктың тағы маңызды қызметінің бірі — оның құрылыс материалы ретінде пайдаланылуы. Белок барлық протоплазмалық органоидтардың негізін кұрайды. Ол құрылым компонентінің бірі ретінде барлық клетка мембраналарының құрамына кіреді, тіпті сұйық гомогенді цитоплазмалық матриксте де белок кездеседі. 

4. Д витаминіне жалпы сипттама

XVIII ғасырдың ортасында Глиссон деген ағылшын дәрігері Лондон қаласында тұратын жас балалардың арасында кездесетін ауру турлы жазған болатын. Бұл аурумен ауырғанардың сүйектері деформацияланатындығы анықталады, кейіннен оның мешел (рахит) ауруы, яғни тағамда Д витаминіжетіспеушілігі саларынан екендігі белгілі боады. Химиялық табиғаты мен қасиеттері. Д витамині таза түрінде түссіз кристалды зат, суда ерімейді. Эмпирикалық формуласы – С₂₈Н₄₄О. Химиялық құрылымы жағынан стериндерге жақын. Күнделікті жиі қолданатын тағамдардың құрамында Д витамині өте аз. Балықтың бауыры мен іш майында, сүтқоректілер мен құс бауырында көп. Жұмыртқаның сары уызында және сүтте де бар. Ананың сүтіндегі бұл витаминнің мөшері, ананың жейтін тағамының құрамына, оның денсаулығына, күн сәулесінің жеткіліктігіне және т.б.жағдайларға байланысты. 1) құрамында Д витамині бар балық мойына бром мен хлороформ ерітіндісін қосқанда көгілдір-жасыл түске боялады. 2)Д витамині бар балық майына анилин мен концентрі тұз қышқылы қоспасын қосып қыздырғанда, сұйықтықта қызыл түс пайда болады. Д витамині (кальциферол) организмде жетіспеуінен мешел немесе рахит (грек. рахис - омыртқа) ауруы пайда болады. Мешелмен ауырған балада кальцидің және фосфордың алмасуы бұзылады, сондықтан олардың сүйектері дұрыс  өсіп жетілмейді. Сүйектері жұмсарып, борпылдақ болады, дене салмағының ауырлығынан аяқ сүйектері қисаяды, бас сүйегі мөлшерден тыс үлкен болып, тістері  кешігіп өседі.Бұл витаминнің тәуліктік қажетті мөлшері 25 мкг.

№29 билет