Контрольная работа по "Химии"

Соединения, содержащие несколько аминокислотных остатков, называют пептидами. Соединения с большим количеством пептидных звеньев называют полипептидами.

Белки построены еще более сложно, чем  полипептиды. Однако фрагменты белковой молекулы могут рассматриваться  как полипептидные звенья.

Группы  К могут содержать свободные  амино- или карбоксильные группы, так как некоторые белковые аминокислоты содержат две амино- (лизин) или две  карбоксильные (аспарагиновая кислота) группы. Они могут содержать также  группы ОН, 5Н и амидные.

Дипептид, состоящий из остатков двух различных аминокислот А и Б, может быть построен двумя способами. Например, дипептид, построенный из глицина и аланина, может иметь строение I или II :

МН2-- СН2-- СО-- Ш-- СН-- СООН

СН

глицилаланин (I)

СН3--СН--СО--NН--СН2--СООН

NН₂

аланилглицин (II)

Три различные  аминокислоты могут быть соединены  шестью различными способами и т. д.

Порядок чередования остатков аминокислот  в цепи может быть установлен последовательным отщеплением с обоих концов молекулы отдельных аминокислот, которые предварительно «метятся» превращением в какие-либо устойчивые к гидролизу производные. Этим путем было установлено строение многих наиболее простых белков (инсулина, миоглобина, рибонуклеазы и др.), молекулы которых построены из нескольких десятков или сотен различных и одинаковых остатков а-аминокислот и имеют молекулярную массу порядка 5 000--20 000. Эти данные дополняются результатами рентгеноструктурного анализа. Для многих более сложных белков установлен порядок чередования нескольких аминокислотных звеньев с каждого конца молекулы.

Таким образом может быть идентифицирована конечная аминокислота. Процесс может  быть снова повторен для деградированного пептида.

В случае сложных белков или полипептидов расшифровке подвергают продукты их частичного гидролиза -- простые поли-пептиды, причем определяются места их «стыковки» (по различию в аминокислотном составе отдельных осколков) в сложную молекулу.

В современных  лабораториях анализ аминокислотного  состава и определение простых  осколков проводится с помощью специальных хроматографов - автоматических аминокислотных анализаторов.

Уникальная  последовательность аминокислотных остатков в цепи, характерная для каждого  белка, называется первичной структурой белка.

В отличие  от углеводов первичная структура белков строго специфична для каждого вида организмов. Так, гормон инсулин, построенный из 51 остатка а-аминокислот в виде двух цепей, соединенных дисульфидными мостиками, имеет неодинаковый состав у различных видов животных. Отдельные молекулы белка взаимодействуют друг с другом, образуя водородные связи, причем цепи «свертываются» в виде спиралей. В так называемых фибрилярных белках отдельные цепи более растянуты. В глобулярных белках упаковка цепей более компактна.

В кристаллическом  виде получены только глобулярные белки; фибрилярные белки не способны кристаллизоваться. Кристаллы белков, растущие из растворов, содержат растворитель, который входит в структуру белка, так что удаление его вызывает потерю кристалличности.

Особенности скручивания цепей белковых молекул (взаимное положение фрагментов в пространстве) называются вторичной структурой белков.

Полипептидные цепи белков могут соединяться между  собой с образованием амидных, дисульфидных, водородных и иных связей за счет боковых  цепей аминокислот. В результате возникновения этих связей происходит закручивание спирали в клубок. Эти особенности строения белков называют третичной структурой.

Наиболее  всесторонне исследован белок, придающий  красную окраску тканям мышц, -- миоглобин. Его молекулярная масса 17 000. Он содержит одну окрашивающую группу на молекулу. Последняя имеет вид глобулы.

Качественная реакция на белки. Белки выявляются в основном на реакциях, основанные на окрасках. 
Ксантопротеиновая реакция. Данная реакция обнаруживает ароматические аминокислоты, входящие в белки (на примере тирозина): 
(OH)C₆H₄CH(NH₂)COOH + HNO₃ ----H₂SO₄-----> (OH)C₆H₃(NO₂)CH(NH₂)COOH↓ + H₂O - выпал осадок желтого цвета. 
(OH)C₆H₃(NO₂)CH(NH₂)COOH + 2NaOH -------> (ONa)C₆H₃(NO₂)CH(NH₂)COONa + H₂O - раствор становится оранжевым.

Обнаружение серосодержащих аминокислот: 
Белок + (CH₃COO)₂Pb ---NaOH---> PbS↓ (осадок черного цвета).  
 
Биуретовая реакция для обнаружения пептидной связи (CO-NH): 
Белок + CuSO₄ + NaOH -----> красно-фиолетовое окрашивание. 
 
Спецефический запах при горении: 
Белок ----обжиг----> запах паленой шерсти. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Практическое  задание.

 

а) Закончите  следующее уравнение окислительно-восстановительной  реакции, укажите окислитель и восстановитель,  подберите коэффициенты, пользуясь  методом ионно-электронного баланса. 

HCl + MnO₂           Cl₂ + MnCl₂ + …

4HCl + MnO₂           Cl₂ + MnCl₂ + 2H₂O … 

MnO_{2- окислитель}

Cl- восстановитель 
 

     б) Напишите молекулярное и молекулярно-ионное уравнение 

          гидролиза следующих соединений. Укажите рН полученных растворов

      ( 7>pH>7).

Na₂CO₃;  Zn(NO₃)₂ 

     Na₂CO₃+ H2O <-> NaOH + NaHCO₃ 
CO₃^2- + H2O <-> OH^- + HCO₃^-

       Щелочная среда, рН >7.

      
Zn(NO3)2 + H2O <-> ZnOHNO3 + HNO3 
Zn²⁺ + H2O <-> ZnOH⁺ + H⁺ 
В растворе накапливаются ионы Н⁺ , обуславливающие кислую среду, рН <7. 

     в)  Составьте ионные уравнения реакции  между следующими

     веществами.

BaCl₂(p) + Na₂SO₄(p) → 2NaCl + BaSO₄↓ 
Ba²⁺ + 2Cl^- + 2Na⁺ + SO₄^2- → 2Na⁺ + 2Cl^- + BaSO₄↓

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄↓  
 
 
 

г) Сколько литров метана (н.у.) подверглось хлорированию, если в результате было получено 272 г дихлорметана, а выход реакции составил 80%?

Дано:                                              Решение:

m (CH₂Cl₂) = 272 г

W (вых.) = 80 %

Найти: V (СН₄) 

HC₄ +2Cl_{2 =} CH₂Cl₂ + 2HCl

Молекулярная формула дихлорметана СН₂Сl₂. Вычислим молярную массу дихлорметана:

₌ М (CH₂Cl_{2)= 12+1x2 +} 35.5x2 = 85 г/моль 

Вычислим количество вещества дихлорметана:

                        

V(CH2Cl2) = 

Задача: Какой объем метана (н.у.) потребуется, чтобы синтезировать 30 г муравьиной кислоты, если её выход составляет 90 % ?

1. Запишите кратко условие задачи:

Дано:                                              Решение:

m (HCOOH) = 30 г

W (вых.) = 90 %

Найти: V (СН₄) 

Муравьиную кислоту  можно получить при делении метана в присутствии катализатора:

Молекулярная  формула муравьиной кислоты СН₂О₂. Вычислим молярную массу муравьиной кислоты:

Вычислим количество вещества муравьиной кислоты:

 

По уравнению  реакции из 2 моль метана образуется 2 моль муравьиной кислоты, следовательно для получения 652000 моль муравьиной кислоты при 100% выходе необходимо 652000 моль метана. Однако выход составляет только 90%, или 0,9, поэтому необходимо 652000/0,9 = 724000 моль.

Вычислим объем  метана:

Ответ: потребуется 16220 м³. 
 
 
 

Рекомендуемая литература:

1. Коровин  Н.В. Общая химия, М., Высшая школа, 2000.

2. Артеменко А.И. Органическая химия, М., Высшая школа, 2000
3. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов – М.: Интеграл-Пресс, 2002
4. Артеменко А.И.  Справочное руководство по химии: Справ. Пособие/ А. И. Артеменко, И.В. Тикунова, В.А. Малеванный – 2-е изд, перераб и доп. – М.: Высш. шк, 2002.