Основні особливості, які обумовлюють біологічне значення кислот, основ та оксидів. Найбільш поширені реакції солей. Вода, її значення, властивості та особливості будови молекул. Роль води в біосистемах, що визначається її фізико-хімічними властивостями.
Аннотация к работе
Серед складних речовин, зазвичай, виділяють чотири основних класи: оксиди, кислоти, основи, солі.Особливостями, які обумовлюють біологічне значення оксидів, є: 1) Оксиген сполучається з неметалами, утворюючи кислотні оксиди (СО2, SO2, SO3, N2Os, Р2O5 та ін.); вони мають молекулярну будову, ковалентні звязки і, у більшості, добре розчиняються у воді, утворюючи біологічно важливі неорганічні, або мінеральні, кислоти; 2) з металами Оксиген утворює основні оксиди (К2O, Na2O, MGO), які є йонними сполуками і в переважній більшості нерозчинні у воді; ці оксиди здатні реагувати з кислотами з утворенням важливих для живого солей; основні оксиди лужних і лужноземельних металів з водою реагують легко, утворюючи відповідні основи; 3) з групи амфотерних оксидів, які здатні проявляти і кислотні, і основні властивості, найбільше значення для організмів мають оксид Гідрогену та оксид Феруму III; 4) оксиди із звязками між двома атомами Оксигену називаються пероксидами; у живих системах важливе значення має Н2O2, який є сильним окисником і тому небезпечним для клітин. Отже, оксиди неметалів та металів є поширеними в складі біосистем, де виконують певні життєво важливі функції: 1) беруть участь в утворенні неорганічних сполук живого (кислотні оксиди утворюють кислоти, основні - утворюють основи і солі); 2) є будівельним матеріалом (наприклад, з оксиду Силіцію побудовані скелети діатомових водоростей, радіолярій); 3) є отруйними сполуками (наприклад, оксиди Фосфору, Сульфуру, пероксиди); 4) виявляють властивості розчинника (наприклад, вода). Основними особливостями, які обумовлюють біологічне значення кислот, є те, що вони: 1) мають здатність при дисоціації утворювати аніони кислотних залишків та катіони Гідрогену Н , від концентрації яких залежать кислотність рідин внутрішнього середовища, активність ферментів тощо; 2) сильні кислоти (HNO3, HCL, H2SO4) здатні розчиняти практично всі мінеральні сполуки літосфери; у результаті цього рослини можуть отримувати Фосфор, Калій, Кальцій, які перебувають у ґрунті в недоступному для них стані, а також нерозчинні продукти обміну, приєднуючи залишки кислот, стають розчинними і можуть видалятися з організму разом з водою; 3) у слабких кислот (HNO3, Н2СО3, HCN, H2S) лише невелика частина молекул дисоціює повністю на йони, і тому вони входять до складу буферних систем, які підтримують постійне значення PH внутрішнього середовища біосистем; 4) усі неорганічні кислоти добре розчинні у воді, за винятком нерозчинної силікатної кислоти H2SIO3, яка у воді утворює колоїдні розчини; тому в організмі тварин і людини кремнійові сполуки підвищують вязкість крові, посилюють опірність органів, активізують фагоцитоз тощо. Особливостями, які обумовлюють біологічне значення основ, є такі: 1) вони мають здатність звязувати йони Гідрогену Н , тому в біосистемах разом із кислотами беруть участь в регуляції кислотно-лужної рівноваги рідин внутрішнього середовища; 2) розчинні у воді основи - луги здатні утворювати при взаємодії з кислотами кислі солі; цю властивість організми реалізують для утворення гідрогенкарбонатної і фосфатної буферних систем; 3) більшість основ у воді нерозчинні, і тому їх живі організми утворюють як кінцеві продукти окисно-відновних реакцій, які мають бути видалені в довкілля; наприклад, залізобактерії з родів Leptothrix, Siderocapsa, Metallogenium окиснюють органічні сполуки Феруму (II) з утворенням гідроксиду Fe(OH), який відкладається на поверхні клітин; 4) луги можуть утворюватися шляхом взаємодії лужних та лужноземельних металів та їх оксидів з водою, що досить часто спостерігається в ґрунтах; наприклад, надлишок Кальцію в ґрунтах обумовлює їх лужні властивості завдяки утворенню Са(ОН)2, що визначають існування певних мікроорганізмів та рослин, які називаються алкаліфільними (ацидофобними). Звязана вода (4-5%) буває осмотично звязаною (вода у звязках з йонами та низькомолекулярними сполуками), колоїдно звязаною (вода у звязках як із внутрішніми, так і з розташованими на поверхні хімічними групами високомолекулярних сполук) та структурно звязаною (вода у замкненому просторі високомолекулярних біополімерів складної структури).