Химические свойства

 

1.      Термическое разложение.

 

CaCO₃  CaO + CO₂­

2Cu(NO₃)₂  2CuO + 4NO₂­ + O₂­

NH₄Cl  NH₃­ + HCl­

 

2.      Гидролиз.

 

Al₂S₃ + 6H₂O  2Al(OH)₃ + 3H₂S­

FeCl₃ + H₂O  Fe(OH)Cl₂ + HCl

Na₂S + H₂O  NaHS +NaOH

 

3.      Обменные реакции с кислотами, основаниями и другими солями.

 

AgNO₃ + HCl  AgCl + HNO₃

Fe(NO₃)₃ + 3NaOH  Fe(OH)₃ + 3NaNO₃

CaCl₂ + Na₂SiO₃  CaSiO₃ + 2NaCl

 

4.      Окислительно-восстановительные реакции, обусловленные свойствами катиона или аниона.

 

2KMnO₄ + 16HCl  2MnCl₂ + 2KCl + 5Cl₂­ + 8H₂O

 

Кислые соли

 

Получение

 

1.      Взаимодействие кислоты с недостатком основания.

 

KOH + H₂SO₄  KHSO₄ + H₂O

 

2.      Взаимодействие основания с избытком кислотного оксида

 

Ca(OH)₂ + 2CO₂  Ca(HCO₃)₂

 

3.      Взаимодействие средней соли с кислотой

 

Ca₃(PO₄)₂ + 4H₃PO₄  3Ca(H₂PO₄)₂

 

Химические свойства.

 

1.      Термическое разложение с образованием средней соли

 

Ca(HCO₃)₂  CaCO₃ + CO₂­ + H₂O

 

2.      Взаимодействие со щёлочью. Получение средней соли.

 

Ba(HCO₃)₂ + Ba(OH)₂  2BaCO₃ + 2H₂O

 

Основные соли

 

Получение

 

1.      Гидролиз солей, образованных слабым основанием и сильной кислотой

 

ZnCl₂ + H₂O  [Zn(OH)]Cl + HCl

 

2.      Добавление (по каплям) небольших количеств щелочей к растворам средних солей металлов

 

AlCl₃ + 2NaOH  [Al(OH)₂]Cl + 2NaCl

 

3.      Взаимодействие солей слабых кислот со средними солями

 

2MgCl₂ + 2Na₂CO₃ + H₂O  [Mg(OH)]₂CO₃ + CO₂­ + 4NaCl

 

Химические свойства.

 

1.      Термическое разложение.

 

[Cu(OH)]₂CO₃(малахит)  2CuO + CO₂­ + H₂O

 

2.      Взаимодействие с кислотой: образование средней соли.

 

Sn(OH)Cl + HCl  SnCl₂ + H₂O

 

Комплексные соли

 

Строение

 

K4[Fe(CN)6]
K4[Fe(CN)6]	– Внешняя сфера
K4[Fe(CN)6]	– Внутренняя сфера
K4[Fe(CN)6]	– Комплексообразователь (центральный атом)
K4[Fe(CN)6]	– Координационное число
K4[Fe(CN)6]	– Лиганд

 

 

Центральными атомами обычно служат ионы металлов больших периодов (Co, Ni, Pt, Hg, Ag, Cu); типичными лигандами являются OH^-, CN^-, NH₃, CO, H₂O; они связаны с центральным атомом донорно-акцепторной связью.

 

Получение

 

1.      Реакции солей с лигандами:

 

AgCl + 2NH₃  [Ag(NH₃)₂]Cl

FeCl₃ + 6KCN  K₃[Fe(CN)₆] + 3KCl

 

Химические свойства.

 

1.      Разрушение комплексов за счёт образования малорастворимых соединений:

 

2[Cu(NH₃)₂]Cl + K₂S  CuS + 2KCl + 4NH₃

 

2.      Обмен лигандами между внешней и внутренней сферами.

 

K₂[CoCl₄] + 6H₂O  [Co(H₂O)₆]Cl₂ + 2KCl

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ МЕЖДУ РАЗЛИЧНЫМИ КЛАССАМИ СОЕДИНЕНИЙ

 

 

 

Примеры

 

1.      металл + неметалл  соль

Hg + S  HgS

2Al + 3I₂  2AlI₃

 

2.      основной оксид + кислотный оксид  соль

 

Li₂O + CO₂ Li₂CO₃

CaO + SiO₂  CaSiO₃

 

3.      основание + кислота  соль

 

Cu(OH)₂ + 2HCl  CuCl₂ + 2H₂O

FeCl3	+	3HNO3		Fe(NO3)3	+	3HCl
соль		кислота		соль		кислота

 

4.      металл  основной оксид

2Ca + O₂  2CaO

4Li + O₂  2Li₂O

 

5.      неметалл  кислотный оксид

S + O₂  SO₂

4As + 5O₂  2As₂O₅

 

6.      основной оксид  основание

BaO + H₂O  Ba(OH)₂

Li₂O + H₂O  2LiOH

 

7.      кислотный оксид  кислота

P₂O₅ + 3H₂O  2H₃PO₄

SO₃ + H₂O  H₂SO₄

Билет 61

Соответственно этой классификации элементы, содержащиеся в живых организмах, делятся на три группы: •Макроэлементы. Это элементы, содержание которых в организме выше 10 х(-2) %. К ним относятся кислород, углерод, водород, азот, фосфор, сера, кальций, магний, натрий и хлор. •Микроэлементы. Это элементы, содержание которых в организме находится в пределах от 10 х(-3) до 10 х(-5) %. К ним относятся йод, медь, мышьяк, фтор, бром, стронций, барий, кобальт. •Ультрамикроэлементы. Это элементы, содержание которых в организме ниже 10 х(-5) %. К ним относятся ртуть, золото, уран, торий, радий и др. В настоящее время в литературе ультрамикроэлементы объединены с микроэлементами в одну группу. Уточненные данные содержания химических элементов в организме человека: •массовая доля (ω) 10 и более % - O (62%), C (21%), H (10%); •массовая доля (ω) 1 - 10 % - N (3%), Ca (2%), p (1%); •массовая доля (ω) 0,01 - 1 % - K (0,23%), S (0,16%), Cl (0,1%), Na (0,08%), Mg (0,027%), Fe (0,01%); •массовая доля (ω) 10x(-3) – 10x(-2) % - Zn, Sr; •массовая доля (ω) 10x(-4) – 10x(-3) % - Cu, Co, Br, Cs, Si; •массовая доля (ω) 10x(-5) – 10x(-3) % - I; •массовая доля (ω) 10x(-5) – 10x(-4) % - Mn, V, B, Cr, Al, Ba; •массовая доля (ω) 10x(-6) – 10x(-3) % - Mo, Pb, Ti; •массовая доля (ω) 10x(-7) – 10x(-4) % - Be, Ag; •массовая доля (ω) 10x(-6) – 10x(-5) % - Ni, Ga, Ge, As, Hg, Bi ; •массовая доля (ω) 10x(-7) – 10x(-5) % - Se, Sb, U; •массовая доля (ω) 10x(-7) – 10x(-6) % - Th; •массовая доля (ω) 10x(-12) – 10x(-4) % - Ru. Однако в этой классификации отражено только содержание элементов в живых организмах, но не указывается биологическая роль и физиологическое значение того или иного элемента.

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

Вода

Вода - самое простое химическое соединение, входящее в состав жи­вых организмов. По количественному содержанию в протоплазме она стоит на первом месте. Например, вода составляет 95% веса медузы. В бактериях ее от 76 до 86%. В теле человека в общем около ²/з веса приходится на воду.

Высокое содержание воды в протоплазме живых организмов указы­вает на важную роль ее в процессах жизнедеятельности. Большое био­логическое значение имеют физические свойства воды, обусловленные асимметричным строением ее молекулы. В ней центры тяжести положи­тельных и отрицательных зарядов не совпадают, поэтому молекула воды является маленьким постоянным электромагнитом, т. е. диполем.

Вода в клетке находится в двух формах: связанной и свободной.

В связанном состоянии находится около 4-5% всей ее массы. Свя­занную воду составляют те молекулы воды, которые водородными и дру­гими связями непрочно соединены с белками. Вокруг молекул белка в коллоидном растворе образуются водные, или сольватные (от лат, solvere - распускать), оболочки. Они изолируют белковые молекулы друг от друга, препятствуют их агрегации. Молекулы воды, действуя как диполь, могут вступать в связь с положительно и отрицательно заряжен­ными группами белков. В белковой молекуле каждая аминная группа способна связать 2,6 молекулы воды. Сольватная («связанная») вода прочно удерживается коллоидными частицами, не растворяет солей, за­мерзает только при очень низкой температуре, близкой к -40°.

Основная масса (около 95%) воды в клетке находится в свободном состоянии. Она играет роль растворителя химических веществ и среды, в которой совершаются жизненно важные химические реакции. Многие из них происходят с участием молекул воды: они могут включаться в ферментативные реакции, а также образуются в клетке при окислении ряда веществ. Необходима вода и для удаления различных веществ из клетки.

К числу важных физических свойств воды следует отнести высокую теплоемкость, в 4 раза превышающую теплоемкость воздуха, высо­кую теплопроводность, значительно большую, чем у других жид­костей; и большую величину теплоты парообразования. Благо­даря этим особенностям вода, с минимальным изменением своей собст­венной температуры, хорошо предохраняет протоплазму от резких изме­нений температуры, обеспечивает равномерное распределение тепла по клетке и во всем организме, предохраняет организмы от перегревания.

В организме вода играет еще и ту роль, что межтканевые жидкости, состоящие преимущественно из воды, смачивают, как бы смазывают по­кровы там, где происходит трение одного органа о поверхность другого, например в суставах.

Большим биологическим значением воды можно объяснить паралле­лизм между интенсивностью обмена веществ и содержанием ее в орга­нах и тканях. В сером веществе мозга около 86% воды, в клетках почек- 83%, в мышцах сердца- 79%, в печени -70%. Наименьшее количество воды в костях - около 22% - и в эмали зубов - около 10%.

Семена, содержащие очень мало воды, характеризуются очень низкой интенсивностью обмена веществ,

При снижении интенсивности обмена у животных, например при ана­биозе, количество воды уменьшается. С возрастом содержание ее в орга­низме также снижается. Так, эмбрион человека 1¹/₂-месячного возраста содержит 97,5% воды, 8-месячный эмбрион-около 837а, новорожден­ный- 74%, а взрослый человек-около 66%. Возрастное   уменьшение интенсивности процессов жизнедеятельности, несомненно, стоит в связи

с изменением содержания воды.

Интенсивность обновления воды в организме зависит от условий среды, к обитанию в которой приспособлен данный вид. Обновление воды, рав­ное объему организма у амебы, осуществляется за неделю, у человека - за месяц, у черепахи - за год, у кактуса - за 29 лет.

Минеральные соли

Минеральные соли играют важную роль в живых организмах. Они могут находиться либо в диссоциированном состоянии, либо в соединениях с белками, углеводами и липидами.

Калиевые, натриевые, магниевые соли серной, соляной, фосфорной и других кислот, образуя соединения с белками, входят в состав прото­плазмы. От них зависит кислотно-щелочное равновесие в протоплазме и плазме крови. Ионы солей оказывают влияние на возбудимость нерв­Ной и мышечной тканей, а также активируют ферменты.

Нормальное протекание процессов в протоплазме возможно лишь при определенном пропорциональном соотношении солей. В частности, необ­ходимо пропорциональное поступление калия и натрия в среду, окру­жающую клетку. Обнаружено, что в живой клетке калия почти в 30 раз больше, чем в окружающей среде, а натрия в 10 раз меньше. Повышение содержания калия оказывает токсическое действие на сердечную и дру­гие мышцы. Недостаток калия в клетках нарушает нормальную функцию ряда органов.

Раковины моллюсков и наружный скелет ракообразных состоят пре­имущественно из солей кальция. Фосфорная, угольная и фтористая соли кальция, а также соли натрия, калия и магния входят в состав ске­лета позвоночных.

Отложение кальция в костях, осуществляемое специальными клетка­ми, происходит только в присутствии фосфора, когда соотношение каль­ция и фосфора составляет 2:1. Отложение фосфора возможно только в присутствии витамина D. При его недостатке рост нарушается. Следо­вательно, между различными неорганическими соединениями в клетке и во всем организме возникает взаимозависимость.

Большая биологическая роль ионов неорганических веществ выражает­ся также в том, что с ними связана проницаемость клеточных мембран и накопление воды в тканях (см. ниже).

Недостаток или избыток тех или иных минеральных солей вызывает нарушение жизнедеятельности и может привести к гибели организма. Особенно велико значение минеральных веществ для растущих организ­мов. Повышается потребность в минеральных веществах у женщин и у животных при беременности, в связи с ростом зародыша.

Микроэлементы

Микроэлементы (от греч. mikros - малый). Особое значение имеет ряд элементов, входящих в протоплазму в ничтожных количествах, но являющихся жизненно важными. К ним относятся кобальт, медь, цинк, марганец, бор, молибден, никель, стронций, свинец, йод и некоторые дру­гие. Микроэлементы входят в состав гормонов и ферментов, оказывают влияние на ферментативные процессы в клетке и на основные функции организма: кроветворение, рост, развитие, размножение. Так, цинк вхо­дит в молекулу гормона поджелудочной железы - инсулина, йод - в мо­лекулу гормона щитовидной железы - тироксина, кобальт - в молекулу витамина В₁₂ и т. д. Недостаток определенных микроэлементов в пище приводит к нарушению обмена веществ и возникновению заболеваний. В ряде местностей и стран, так называемых геохимических  пров и н и и я х, воды и почвы имеют пониженное содержание некоторых микроэлементов, что становится причиной эндемичных (местных) забо­леваний. Там, где недостаток йода, распространен эндемичный зоб. Про­филактика зоба осуществляется в СССР в государственном масштабе: в местностях, неблагополучных по этому заболеванию, в продажу по­ступает йодированная поваренная соль. Тяжелые заболевания вызывает недостаток кобальта. При этом у животных развивается авитаминоз В₁₂. Недостаточное содержаниефтора в питьевой воде приводит к массовым заболеваниям зубов кариесом. При повышенном содержании фтора в питьевой воде некоторые животные стралают другой болезнью ске­лета и зубов - флюорозом; кости и зубы при этом заболевании стано­вятся хрупкими и разрушаются.