Токсическое действие соединений серы

аминокислоте - цистине:

Другая аминокислота цистеин, содержит сульфгидрильную или тиоловую группу:

Как известно, аминокислоты в белках соединены пептидной связью. Полипептидные белковые молекулы стабилизируются внутримолекулярной водородной связью. Пептидные цепи могут быть связаны также и дисульфидным мостиком (-S-S-), как напри­мер, в керотине волос. На схеме показано образование дисульфидной связи между двумя остатками цистеина, каждый из которых потерял атом водорода:

дисульфидные мостиковые связи создают третичную струтктуру белков. Это функционально-необходимое взаимное расположение в пространстве вторичной структуры белков - спиралей и слоев, образованных полипептидными цепями.

Дисульфидные мостики образуются из сульфгидрильных групп серусодержащей аминокислоты - цистеина.

Очень важной в биологическом отношении является аминокислота - метионин (донор метильной группы - СН₃). Активная форма метионина - S-аденозилметионин (Ad-S-CH₃). В ней метильная группа соединена через серу с аденином - Ad. В процессах биосинтеза метильная группа переносится на различные акцепторы метильных групп (RH):

Ad-S-CH₃ + RH ® Ad-SH + R-CH₃

5.коэффициенты методом подуреакций.

6. Какие киcлотно-осносновные свойства проявляет гидроксид железа (II)? Чем объясняется его грязно-зеленая окраска?

7. При помощи какого реактива можно установить присутствие ионов Fe(II) в растворе? Напишите уравнения реакций.

8. Приведите уравнения реакций, подтверждающих восстановительные свойства ионов Fe(II).

9. Какие соли образует железо (III)? Приведите примеры простых, двойных и комплексных солей. Какие соли железа (III) нельзя получить в водных растворах реакцией обмена? Почему?

10. Какой характер носит гидроксид железа (III)?Ответ подтвердите уравнениями реакций.

11. Почему нельзя получить иодид железа (III)?

12. Напишите уравнения двух реакций при помощи которых можно обнаружить ионы железа (III).

13. В чем заключается биологическая роль железа?

14. Какие препараты железа применяются в медицине?

15. В виде каких ионов в водных растворах существует Co(II) и Ni(II)? Какую окраску они имеют?

16. В чем особенность гидроксида кобальта (II)? Какие кислотно-основные свойства он проявляет?

17. Чем отличается гидроксид никеля (II) от гидроксида кобальта (II)?

18. Как получают гидроксиды кобальта (III) и никеля (III)?

19. Что произойдет, если к гидроксиду кобальта (III) прибавить серную кислоту? Напишите уравнение реакции.

20. В чем заключается биологическая роль кобальта и никеля?

21. При помощи каких реакций можно осуществить следующие превращения:

FeSO₄ ® FeOHSO₄ ® Fe₂(SO₄)₃ ® K₃[Fe(CN)₆] ® K₃[Fe(NCS)₆]?

D- Элементы I группы

К d-элементам I группы ПС относятся медь - Cu, серебро -Ag, золото - Au. Т.к. каждый из этих элементов является предпоследним d-элементом в своем периоде, в (n-1)d-подуровне их атомов должно находиться по девять электронов. Однако, энергетически более выгодным оказывается переход одного из s-электронов в (n-1)d состояние. Поэтому для Cu, Ag, Au характерна электронная конфигу­рация валентного слоя... (n-I)s²(n-1)p⁶(n-1)d¹⁰ns¹.

характерна степень окисления +2, для золота +3, для серебра +1. Устойчивость степени окисления +1 у серебра объясняется тем, что конфигурация (n-1)d¹⁰ встречается уже у предшествующего 46 элемента - палладия. В результате проникновения ns -электрона к ядру эти элементы относятся к неактивным металлам и стоят в электрохимическом ряду напряжений после водорода. Уменьшение химической активности при переходе от меди к золоту объясняется эффектом проникновения ns -электрона под экран 4f¹⁴ -электронов. Этим же объясняется склонность меди и ее электронных аналогов к образованию ковалентных связей.

Медь (Cuprum)

Соединения меди (II)

Ион меди относится к ионам с незавершенным d-подуровнем; в водных растворах образует аквакомплекс [Cu(H₂O)₄]²⁺ , окрашенный в голубой цвет. Эта окраска характерна для многих соединений меди (II). Из солей меди наибольшее значение имеет пентагидрат сульфата меди (II) образующий синие кристаллы. Получают его, действуя на медь разбавленной серной кислотой в присутствии окислителей (O₂, HNO₃ и др.):

2Cu+2H₂SO₄+O₂+8H₂O®2Cu SO₄´5H₂O

Гидроксид меди (II) Cu(OH)₂ выпадает в виде голубого осадка из растворов солей меди (II) при добавлении щелочей, при нагревании легко разлагается на черный оксид меди (II) и воду. При нагревании Cu(OH)₂ с альдегидами в щелочной среде голубой осадок превращается в желтый гидроксид меди (I), а затем в красный осадок оксида меди (I)

При взаимодействии с глюкозой в щелочной среде при нагревании происходит деструкция молекул глюкозы:

Гидроксид меди (II) легко растворяется в многоатомных спиртах с образованием хелатного комплекса синего цвета:

H₂SO₄ + SO₃ ® H₂S₂O₇

H₂SO₄ + 2SO₃ ® H₂S₃O₁₀

H₂SO₅ - действием 100%-ного H₂O₂ на H₂SO₄ или H₂S₂O₈

H₂SO₄ + H₂O₂ ® H₂SO₅ + H₂O

H₂S₂O₈ + H₂O₂ ® 2H₂SO₅

Для синтеза пероксокислот применяют электролиз концентрированных водных растворов H₂SO₄:
Катод: 2H₃O⁺ + 2e^- ® H₂­ + 2H₂O

Анод: 2HSO₄^- - 2e^- ® H₂S₂O₈

Пероксокислоты - нестойкие соединения, легко подвергаются гидролизу, что используется в технике для получения H₂O₂.

H₂S₂O₈ + 2H₂O ® 2H₂SO₄ + H₂O₂­

H₂SO₅ + H₂O ® H₂SO₄ + H₂O₂­

Пероксосерные кислоты и их соли принадлежат к сильным окис­лителям, они способны окислить Mn²⁺ до MnO₄^-; Cr³⁺ до Cr₂O₇^2- что позволяет их использовать в химическом анализе и синтезе.

(S₂O₈^2- + 2e^- ® 2SO₄^2-; Е° = +2,01 В)

2MnSO₄ + 5(NH₄)₂S₂O₈ + 8H₂O ® 2HMnO₄ + 5(NH₄)₂SO₄ + 7H₂SO₄

Реакция проводится при нагревании в присутствии катализатора (AgNO₃), который препятствует превращению MnSO₄ в бурый оса­док H₂MnO₃. При выполнении этой реакции раствор окрашивается в красно-фиолетовый цвет (MnO₄^-).

Биологическая роль серы

По содержанию в организме человека сера относится к макро­элементам (0,16%; ~120 г) и является жизненно необходимой (наряду с другими органогенами: С, Н, N, Р, O и S), которые составляют основу живых систем.

Сера входит в состав различных биомолекул: белков, амино­кислот (цистин, цистеин, метионин), гормонов (инсулин), витаминов (В₁), каротина волос, костей и нервной ткани.

Суточная потребность в сере взрослого человека ~4-5 г. Способность атомов серы образовывать гомоцепи (-S-S-) харак­терна и для соединения серы в организме, выполняющих определенную биологическую роль в процессах жизнедеятельности.

CaSO₄ CaO + SO₃­

Гидросульфаты при прокаливании разлагаются сначала до дисульфатов, а затем до сульфатов:

2NaHSO₄ Na₂S₂O₇ + H₂O­

Na₂S₂O₇ Na₂SO₄ + SO₃­

Сульфат аммония разлагается на аммиак и гидросульфат аммония:

(NH₄)₂SO₄ NH₃­ + NH₄HSO₄

Многие сульфаты - ценные лекарственные средства и широко применяются в медицине. Например, обезвоженный гипс CaSO₄´0,5H₂O - служит для наложения гипсовых повязок при переломах костей. Вследствие связывания воды, водная кашица быстро за­твердевает:

2CaSO₄´0,5H₂O + 3H₂O ® 2CaSO₄´2H₂O

Кроме указанного применения в медицине, сульфаты используют в борьбе с вредителями сельского хозяйства - с насекомыми и возбу­дителями грибковых заболеваний. Они представляют собой ценные ядо­химикаты: бордосская жидкость, парижская зелень и др.

Квасцы применяют как вяжущее средство для дубления кож, в производстве красок и т.д.

В виде сульфатных добавок к фосфорным или азотным удобрениям используют микроудобрения: CuSO₄´5H₂O; ZnSO₄´7H₂O и другие. CuSO₄´5H₂O - для протравливания зерна перед посевом, чтобы уничтожить споры вредных грибов.

Кроме H₂SO₃ и H₂SO₄ сера образует ряд других оксокислот:

1. Политионовые кислоты H₂S_nO₆ (n>2)

H₂S₃O₆ - трисульфоновая кислота

H₂S₄O₆ - тетратионовая кислота

2. Полисерные кислоты H₂SO₄´n(SO₃)

H₂S₂O₇ - дисерная кислота

H₂S₃O₁₀ - трисерная кислота

3. Пероксокислоты (содержат пероксидную группу ¾О¾О¾)

H₂SO₅ - монопероксосерная (кислота Каро)

H₂S₂O₈ - пероксодисерная кислота

Способы их получения:

H₂S_nO₆ - взаимодействием H₂SO₃ и H₂S (политионовые кислоты являются промежуточ­ными продуктами)

H₂SO₄´nSO₃ – растворением SO₃ в H₂SO₄ ® олеум

Действие концентрированного раствора гидроксида натрия приводит к образованию тетрагидроксокупрата (II) натрия:

Cu(OH)₂+2NaOH ® Na₂[Cu(OH)₄]

При действии концентрированного раствора аммиака образуется аммиачный комплекс - гидроксид тетраамминмеди (II), окрашенный в синий цвет:

Cu(OH)₂+4NH₃´H₂O®[Cu(NH₃)₄](OH)₂ +4H₂O

Координационное число меди (II), как правило, равно 4. Теорети­чески следовало ожидать координационное число равное 6 и октаэдрическое расположение лигандов, однако, лиганды, расположенные вдоль оси Z, оказываются настолько удаленными от иона меди (II), что комплексы можно считать квадратными.

Соединения меди (II) являются окислителями, поэтому некоторые соединения меди (II) с ионами-восстановителями получить нельзя:

2CuSO₄ + 4KI®2CuI¯ + I₂ + 2K₂SO₄

2CuSO₄ + 4KCN®2CuCN + (CN)₂ + 2K₂SO₄

Соединения меди (I) неустойчивы; практическое значение имеет оксид меди (I), который применяется для получения окрашенных стекол и эма­лей.