E=mc2
Forum de discutii libere Subiecte din Stiinta - Filosofie-Religie Prezentari de subiecte tangentiale Paranormal - Astrologie - Minuni geografice Sfaturi practice Meditatii online pentru bacalaureat 		Lista Forumurilor Pe Tematici
E=mc2 | Inregistrare | Login

POZE E=MC2

Nu sunteti logat. 		Nou pe simpatie:
danutza_84 din Galati
Femeie
25 ani
Galati
cauta Barbat
26 - 55 ani
E=mc2 / Comentarii de chimie / Referate pentru Bac si nu numai Moderat de DarkJesus
Autor
Mesaj Pagini: 1
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
TABELUL PERIODIC AL ELEMENTELOR

Chimia este stiinta care are ca obiect studierea substantelor si a transformarilor lor. Este definita si ca stiinta despre atomi (elemente chimice) si combinatiile lor, deoarece studiaza procesele de transformare a substantelor dintr-una în alta prin regruparea atomilor si modificarea legaturilor dintre atomi. Chimia are strânse legaturi cu alte stiinte, dintre care în primul rând cu fizica (limita dintre ele fiind relativa si facând obiectul a doua discipline, chimie fizica si fizica chimica), precum si cu biologia (biochimia) si cu geologia (geochimia) etc. Domeniul chimiei se împarete în: chimia anorganica, chimia organica si chimia fizica. Chimia anorganica studiaza proprietatile fizice si chimice ale elementelor si combinatiilor lor (în afara de compusii carbonului, studiati de chimia organica),precum si legile generale ale combinarii chimice. Chimia organica studiaza combinatiile carbonului cu câteva elemente (hidrogen, oxigen, azot, sulf, halogeni etc.).

Denumirea de chimie organica provine din conceptia gresita care a dominat pâna la începutul sec.al XIX-lea, potrivit careia substantele organice nu ar putea proveni decât din organismele vii. Sintetizarea substan-telor organice din substante minerale ( realizata pentru prima oara de Wohler în 1828 prin sintetizarea ureii din substante tipic anorganice) a spulberat aceasta conceptie gresita si a dovedit înca o data unitatea materiala, indestructibila a lumii. Chimia fizica are ca obiect studierea, prin metode fizice, a legilor si feno-menelor chimice precum si a structurii combinatiilor chimice. S-au mai dezvoltat, pe baza acestor discipli-ne, numeroase alte ramuri, cum sunt: chimia analitica, chimia combinatiilor compexe, chimia coloizilor, electrochimia, analiza fizico-chimica, fotochimia, magnetochimia, radiochimia.

Au existat in decursul timpului mai multe tentative ale chimistilor de clasificare a elementelor chimice: in metale si nemetale, acizi si baze, in functie de valenta sau de alte proprietati. Aplicarea acestor metode facea insa ca o serie de elemente sa se regaseasca in mai multe grupe concomitent. O clasificare mai detaliata si mai utila s-a bazat la inceput pe greutatea atomica si apoi pe numarul atomic. Aceasta clasificare a condus la ceea ce cunoastem astazi sub denumirea de sistemul periodic, inclus in tabelul periodic care ilustreaza grafic legaturile dintre diferite elemente.
Notatia atomica.Notatia atomica este o modalitate de de a descrie doua proprietati principale ale unui element – numarul atomic si numarul de masa. Elementele se scriu de obicei sub forma baX, unde X este simbolul chimic al elementului, a este numarul sau atomic iar b este numarul de masa.
1. Scurt istoric
Clasificarea initiala a elementelor cunoscute in metale si nemetale a condus mai departe la diferentieri in functie de reactivitate. S-a observat ca unele elemente au proprietati intermediare intre metale si nemetale, acestea primind denumirea de metaloizi.
In 1828, J.W. Döbereiner a remarcat ca la unele elemente exista aceeasi diferenta intre greutatea lor atomica (termenul actual utilizat este masa atomica relativa) atunci cind sunt aranjate in grupe de cite trei. De exemplu, a observat aceeasi diferenta intre greutatea atomica a elementelor clor – brom si brom – iod. Pe aceeasi baza a gasit si alte grupari asemanatoare care au devenit cunoscute sub denumirea de “triadele lui Döbereiner�. John Newlands a aratat in 1864 ca aceste clasificari sunt parte integranta dintr-o schema mai generala. Newlands a grupat elementele pe linie in ordinea masei lor atomice si atunci cind a observat aparitia unor elemente cu proprietati similare la intervale regulate, a regrupat elementele si in in coloane:

Newlands a observat ca proprietatile primelor sapte elemente reapar si la urmatoarele sapte, astfel incit primul si al optulea, al doilea si al noulea si asa mai departe, apartin aceluiasi grup sau familii. El a numit acest fenomen “legea octavelor�. Gazele nobile care nu fusesera descoperite pina in anul 1890, si-au gasit locul in aceasta schema la sfirsitul fiecarei linii. Aceasta teorie nu a fost luata in serios la acea vreme mai mult datorita alegerii termenului muzical de “octava� de catre Newlands.
Ideile lui Newlands au fost dezvoltate si reformulate mai clar de catre chimistul rus Dmitry Mendeleyev. Mendeleyev a formulat legea periodicitatii care se bazeaza pe ipoteza ca proprietatile elementelor sunt intr-o dependenta periodica in functie de masele lor atomice. El a aranjat elementele intr-un tabel, lasind spatii libere acolo unde nu existau elemente cunoscute cu masa atomica sau proprietati fizice si chimice corespunzatoare pozitiei respective.
Primele opt elemente dupa hidrogen si heliu sunt litiu, beriliu, bor, carbon, nitrogen, oxigen, fluor si neon (neonul inca nu fusese descoperit la vremea aceea). Aceste elemente au fost grupate de catre Mendeleyev pentru a forma prima linie sau perioada din tabelul periodic. Celelalte elemente cunoscute au fost aranjate sub aceasta prima linie in ordinea masei lor atomice astfel incit sa rezulte un tabel in care elementele de pe coloane prezinta proprietati similare.
Mendeleyev a aranjat de asemenea si elementele pe care le cunoastem astazi sub denumirea de metale tranzitorii in perioade mai lungi astfel incit sa nu se regaseasca in tabel in regiunea ocupata de nemetale.
Decizia lui Mendeleyev de a lasa anumite locuri libere in tabel a fost confirmata ulterior prin descoperirea de elemente ale caror proprietati fusesera astfel anticipate. De exemplu, el a prognozat descoperirea unui element pe care l-a numit eka-aluminiu si ale carui proprietati le-a intuit printr-un studiu al tendintelor si similitudinilor dintre elementele din tabelul sau. Patru ani mai tirziu a fost descoperit galiu ale carui proprietati corespundeau pe deplin cu cele prognozate de catre Mendeleyev.
Tabelul periodic al elementelor este instrumentul cel mai valoros in studiul chimiei anorganice. A ajutat la estimarea masei atomice relative reale a elementelor si la descoperirea de noi elemente. Un studiu mai riguros al sistemului periodic bazat pe masa atomica scoate insa in evidenta si o serie de anomalii; de exemplu, argonul si potasiul, iodul si telluriumul, cobaltul si nichelul, judecind dupa proprietatile lor, ar trebui sa fie plasate incorect in functie de masele lor atomice. Aceasta anomalie a ramas o lunga perioada de timp neexplicata, dar acum se cunoaste ca masa atomica a unui element are o importanta mai mare decit masa atomica relativa. Aceste anomalii dispar atunci cind elementele sunt aranjate in functie de numarul atomic.
2. Gruparea elementelor in tabelul periodic
Tabelul periodic al elementelor este aranjat astfel incit sa scoata in evidenta similitudinea dintre anumite elemente. Elementele dintr-o anumita zona a tabelului au proprietati asemanatoare in timp ce elementele situate la o distanta semnificativa au un comportament diferit. Intre aceste extreme exista o variatie gradata a proprietatilor fizice si chimice ca rezultat al masei atomice relative si configuratiei electronice a elementelor care intervin in aceasta zona intermediara.
2.1 Perioade
Elementele dintr-o perioada au acelasi numar de straturi electronice in atom, numar care coincide si cu numarul stratului exterior. In cadrul aceleasi perioade elementele sunt aranjate in ordinea crescatoare a numerelor atomice. In aceeasi perioada fiecare element contine un electron in plus pe ultimul strat comparativ cu elementul anterior. Aceasta conduce la o crestere a masei nucleului si sarcinii elementelor de la stinga spre dreapta in cadrul fiecarei perioade, fara a avea insa si o crestere a numarului de straturi de electroni.
Rezulta in acest fel o crestere a fortei de atractie exercitata de catre nucleu asupra electronilor din ultimul strat numit si strat de valenta. O alta consecinta este si contractarea stratului de valenta de la stinga spre dreapta, cu electronii din acest strat orbitind mai aproape de nucleu (scade raza atomica). Acest fenomen reflecta o tendinta de crestere a atractiei atomului pentru electroni pe masura ce ne deplasam de la stinga spre dreapta in cadrul aceleasi perioade. Metalele alcaline si alcalino-pamintoase care sunt situate la capatul din stinga al perioadelor prezinta o slaba atractie pentru electronii din stratul exterior de valenta, electroni pe care ii cedeaza usor formind astfel ioni pozitivi. Spunem ca aceste elemente sunt electropozitive, spre deosebire de elementele situate la dreapta perioadelor care sunt electronegative. Halogenii, situati la extremitatea din dreapta a perioadelor, sunt elemente puternic electronegative si, posedind o afinitate mare pentru electroni, formeaza usor ioni negativi cu metalele sau cu hidrogenul prin atragerea unui electron in stratul de valenta.
2.2 Grupe
Deplasindu-ne de sus in jos in coloanele (grupele) tabelului periodic, fiecare element va avea un strat de electroni in plus fata de cel de deasupra lui. Chiar daca sarcina nucleului creste pe aceasta directie, straturile suplimentare si distanta din ce in ce mai mare a nucleului fata de electronii de pe ultimul strat face ca acesti electroni sa fie mai putin legati. Una dintre cauze o constituie influenta straturilor interioare de electroni care au un efect de ecranare, reducind astfel forta de atractie exercitata asupra electronilor de valenta, ceea ce conduce la formarea de cationi.
Influenta combinata a acestor factori conduce la o tendinta puternica a elementelor metalice din coltul din stinga jos al tabelului periodic (metalele alcaline grele) de a forma cationi, in timp ce elementele nemetalice din coltul din dreapta sus (halogenii usori) formeaza anioni.
2.3 Legaturi pe diagonala
Ca urmare a celor doua tendinte importante din tabelul periodic – contractia straturilor de electroni de la stinga la dreapta perioadelor (cresterea electronegativitatii) si cresterea numarului de straturi de electroni in grupe de sus in jos (descresterea electronegativitatii) – se intimpla deseori ca un element sa aiba o raza atomica si raza ionica apropiate de ale elementului pozitionat mai jos pe diagonala decit elementele din propria grupa. Deoarece exista o serie de proprietati care sunt dependente de aceste raze si de valorile electronegativitatii, comportarea elementelor situate pe diagonala poate fi uneori asemanatoare. De exemplu, litiu se aseamana ca proprietati chimice cu magneziu mai mult decit ne-am astepta. Astfel de asemanari pot fi observate si in cazul altor perechi de elemente pozitionate similar.

Exemple de legaturi pe diagonala in tabelul periodic
3. Blocurile de elemente de tip s, p, d si f
Este cunoscut ca substraturile de electroni sunt formate din orbitali de acelasi tip si care au aceeasi energie; acestia sunt notati cu simbolurile s, p, d, f.
Tipuri de orbitali
Elementele chimice se pot clasifica in grupuri sau blocuri, dupa tipul de orbital in care intra electronul distinctiv.
3.1 Elemente de tip bloc s
Toate elementele din blocul s sunt metale si se regasesc in grupele 1 si 2 ale tabelului periodic. Blocul s contine metalele alcaline si metalele alcalino-pamintoase. Aceste metale sunt puternic reactive, pierzind cu usurinta electronii lor de valenta pentru a forma compusi ionici cu numere de oxidare +1 sau +2 (Numarul de oxidare este un numar care indica citi electroni trebuie sa primeasca sau sa cedeze atomul dintr-un compus pentru a forma un atom neutru.
Avind numai unul sau doi electroni de valenta, legatura metalica din structura metalelor din blocul s este relativ slaba, astfel incit acestea sunt metale cu temperaturi de topire scazute.
3.2 Elementele de tip bloc p
Elementele de tip bloc p sunt cele din grupele 13-18 din tabelul periodic. Blocul include un amestec de metale de tip bloc p si nemetale. Metaloizii (sau semi-metalele – germaniu, arsenic, antimoniu) se gasesc si ei in acest bloc. Toate aceste elemente au orbitalii de tip p partial ocupati. Aceste elemente prezinta o variatie mai mare a proprietatilor fizice si chimice comparativ cu cele din blocul de tip s. Blocul p include si halogenii puternic reactivi si un numar de nemetale extrem de importante cum ar fi carbonul, nitrogenul si oxigenul. Aceste elemente tind sa formeze intre ele compusi covalenti. Tot in blocul p se regasesc si gazele nobile.

3.3 Elemente de tip bloc d
Blocul d contine metalele tranzitionale care au partial ocupat orbitalii d. Energetic, acesti orbitali sunt asemanatori cu cei situati imediat deasupra lor. Ca urmare a energiei tranzitionale scazute, electronii din orbitalul d pot trece usor pe un nivel energetic mai inalt prin absorbtia de radiatii electromagnetice din domeniul vizibil. Unele dintre elementele cele mai grele din blocul d prezinta o puternica instabilitate nucleara, motiv pentru care nu se gasesc in forma naturala ci trebuie produse numai pe cale sintetica.
3.4 Elemente de tip bloc f
Elementele din blocul f sunt lantanidele si actinidele. Acestea au orbitalii 4f sau 5f ocupati partial sau total si uneori au orbitalul 5d sau 6d ocupat pe jumatate. Ca urmare a diferentelor mici intre nivelele energetice din aceasta regiune a tabelului periodic, lantanidele au proprietati asemanatoare.
O contractie pronuntata apare in seria lantanidelor din blocul f. Ca rezultat al acestei contractii, elementele care urmeaza in tabel imediat dupa lantanide au raze atomice si ionice similare cu elementele din grupa situata imediat la stinga lantanidelor.
Tendinta generala pentru elementele cu electronegativitate puternic diferita intre ele este de a forma legaturi ionice. Atomii metalelor tind sa formeze cationi (ioni pozitivi) avind o raza ionica mare. Nemetalele tind sa formeze legaturi covalente intre ele.
Oricare dintre elementele din grupa metalelor tranzitionale, inclusiv lantanidele si actinidele prezinta o mai mare asemanare intre ele decit exista in alte zone ale tabelului periodic. Similitudinea rezulta ca urmare a faptului ca stratul de electroni care este completat de-a lungul unei perioade nu este stratul exterior, astfel incit diferentele din cadrul acestei serii de elemente sunt mai putin evidente ca in alte zone, stratul exterior fiind similar.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Derivati halogenati cu functiuni monovalente

Prin combinatii cu functiuni simple se inteleg acele substante care contin in molecula o grupa caracteristica unei functiuni organice. Formula cea mai simpla a unei asemenea combinatii este R-X, in care R reprezinta restul de hidrocarbura (radicalul) si X-grupa functionala. Cand in molecula substantei exista mai multe grupe functionale identice, combinatia respectiva are functie multipla (este polifunctionala).

Structura si nomeclatura

Combinatiile halogenate organice pot fi considerate ca derivand dintr-o hidrocarbura prin inlocuirea unuia sau a mai multor atomi de hidrogen cu atomi de halogen. Prin urmare, in formula generala a unui derivat monohalogenat, R-X, X reprezinta halogenul. Numarul derivatilor halogenati cunoscuti este foarte mare. Cei mai folositi sunt, in ordine descrescatoare, derivatii clorurati, bromurati si iodurati. Importanta tehnica au si derivatii florurati, mai ales pentru prepararea unor fungicide, in industria frigothenica si a unor polimeri organici.

Denumirea derivatilor halogenati se formeaza din numele hidrocarburii de la care deriva, precedat de un prefix care indica numarul si natura atomilor de halogen. De exemplu, derivatii clorurari ai metanului se numesc: CH3Cl, monoclormetan; CH2Cl2, diclormetan; CHCl3, triclormetan; CCl4, tetraclormetan. De asemenea, in cazul moleculelor cu mai multi atomi de carbon, trebuie indicati si atomii de carbon de care sunt legati halogenii. Astfel, de exemplu, daca la dicloretan cei doi atomi de clor sunt legati e un atom de carbon, CHCl2-CH3, derivatul clorurat se numeste 1,1-dicloretan; daca cei doi atomi de clor sunt legati de cei doi atomi de carbon CH2Cl-CH2Cl, derivatul clorurat se numeste 1,2-dicloretan. Conform celor aratate denumirea urmatorilor derivati halogenati este:

CCl3-Cl3 CH2Cl-CH2-CH2Cl CH2Cl-CHCH3-CH3
hexacloretan 1,3-diclorpropan 1-clor-2-metilpropan

Cum intre derivatii halogenati ai hidrocarburilor si sarurile anorganice ale hidroacizilor halogenati exista o asemanare formala, radicalul organic fiind in locul unui metal, o nomenclatura mai veche, folosita uneori si astazi exprima combinatiile halogenate drep halogenuri de radicali organici. Asa, de exemplu, monoclormetanul, CH3Cl, este numit clorura de metil, cloretanul, C2H5Cl, este numit clorura de etil; 1-clorpropanul, C3H7Cl, clorura de propil.

Numarul derivatilor halogenati izomeri este foarte mare, avand in vedere numarul mare de posibilitati de inlocuire a atomilor de hidrogen, cum si pozitia pe care halogenul o ocupa in molecula. De la metan si etan la care toti atomii de hidrogen din molecula sunt identici, se obtine un singur derivat monohalogenat. La propan insa, rezulta doi derivati monohalogenati izomeri:

CH2Cl-CH2-CH3 (1-clorpropan sau clorura de n-propil)
CH3-CHCl-CH3 (2-clorpropan sau clorura de izopropil)

Clasificare

1. Dupa numarul de halogeni
             -derivati monohalogenati - R-X
             -derivati dihalogenati - R-X2
             -derivati polihalogenati - R-Xn

2. Dupa tipul catenei
             -derivati halogenati -alifatici: saturati sau nesaturati
             -derivati halogenati -aromatici: X este legat de un nucleu aromatic

3. Dupa pozitia relativa a halogenilor
             -derivati halogenati vicinali - X vecini
             -derivati halogenati geminali - X la acelasi atom de C
             -derivati halogenati izolati

Metode de obtinere

1. Din alcani

    alcan + X2 R-X +HX

    Exemple: CH4 + Cl2 CH3-Cl + HCl
                      CH3-CH2-CH3 + Cl2 CH3-CH2-CH2-Cl + HCl

2. Din alchene

    a) Aditie de X2     
        R-CH=CH2 + X2 R-CHX-CH2X (derivat dihalogenat vicinal)

    b) Aditie de HX       
        R-CH=CH2 + HX R-CHX-CH3 (se aplica regula lui Markovnicov)

    c) Reactia cu HBr (pe peroxizi)     
        R-CH=CH2 + HBr R-CH2-CH2Br

    d) Reactia cu X2 (substitutie in pozitia alilica - la 500 grade)
        CH3-CH=CH2 + Cl2 CH3-CCl=CH2

3. Din alchine

    a) Reactia cu X2 (aditie) X=Cl,Br,I
        R-CC-R' + X2 R-CX=CX-R' + X2 R-CX2-CX2-R' (derivat tetrahalogenat)

    b) Reactia cu HX (aditie) HX=HCl,HBr,HI / catalizator HgX2 la 170 grade
        R-CCH + HX R-CX=CH2 +HX R-CX2-CH3 (derivat dihalogenat geminal)

4. Din arene

    a) Cu X2 (substitutie la nucleu) X=Cl2,Br2
        Ar-H + X2 Ar-X + HX

    b) Cu X2 (substitutie la catena laterala) X=Cl2, Br2.
        Ar-CH3 + Cl2  Ar-CH2-Cl + HCl
        Ar-CH3 + 3Cl2 Ar-CCl3 + 3HCl

5. Din derivati ai hidrocarburilor

   a) Din derivati halogenati (X=Br,I; X'=F,Cl)
       R-X + NaX' R-X' + NaX

   b) Din alcooli (HX=HCl,HBr,HI)
       R-OH + HX H20 + R-X

Reactii chimice

1. Reactia de hidroliza: H2O in mediu bazic

    R-X + H2O R-OH + HX

2. Reactia cu KCN sau NaCN

    R-X + KCN KX + R-CN

3. Reactia cu NH3 si amine

   R-X + NH3 [R-NH3]X + NH3 R-NH2 + NH4X

4. Reactia cu hidrocarburile aromatice

    R-X + Ar-H Ar-R + HX

5. Reactia cu Hg

    R-X + Mg R-MgX

Utilizarile derivatilor halogenati

Derivatii halogenati se utilizeaza la obtinerea cauciucurilor sintetice, maselor plastice, ierbicidelor.
Clorura de metil (CH3Cl) este agent frigorific, iar tetraclorura de carbon (CCl4) este un lichid neinflamabil folosit la stingerea incendiilor.
Clorura de etil (CH3-CH2-Cl) este utilizata ca agent frigorific pentru obtinerea tetraetilplumbului (aditiv al benzinelor)
Cloroformul (CHCl3) este un bun dizolvant al grasimilor, rasinilor, iodului si este folosit in industria cauciucului, a uleiurilor. In medicina se foloseste ca anestezic.
Clorura de vinil (CH2=CH-Cl) este un monomer din care se obtin mase plastice (electroizolant, piele sintetica, fibre sintetice)
Monoclorbenzenul (C6H6Cl) se foloseste la prepararea inscticidului DDT.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Variatia
caracterului metalic
in
grupa si perioada


Metale: Na,K,Mg,Al;

Reactivi:
Na-metal, pastrat in petrol, bucatile de Na se oxideaza (liber in contact cu O2 ia foc);
K-metal, bucatile de K se pastreaza in petrol si se oxideaza (liber in contact O2 ia foc);
Al-pulbere alb-argintiu, stralucitoare;
Mg-panglica de Mg;
     -pilitura de Mg de culoare cenusie;
     -dupa indepartarea stratului de oxid de Mg are o culoare alb-argintie, stralucitoare;
O2-folosit din aer;
AlCl3-solutie incolora;
NaOH-solutie incolora;
Fenolftaleina (subst. organica)-nu se dizolva in apa, de aceea o vom dizolva in alcool pentru a o putea folosi in reactii;

Alti reactivi: H2O, HCl, KClO3;

Ustensile:
·    Eprubete;
·    Stativ pentru eprubete;
·    Lingura de ars;
·    Spirtiera;
·    Cleste de lemn / de fier;
·    Hartie de filtru;
·    Penseta (pentru Na si K – ard);
·    Chibrit;
·    Pahar Berzelius;
·    Spatula;
·    Cutias – bisturiu;
·    Carpa;

1.    Reactia Na (sodiu) cu O2 (oxigen)
Na+O2

Modul de lucru:
-cu ajutorul unei pensete scoatem de sub petrol o bucata de Na si o asezam pe o hartie de filtru pt. a absoarbe petrolul;
-cu ajutorul bisturiului indepartam stratul de oxid;

Concluzii:
-o data cu indepartarea stratului de oxid se observa culoarea alb-argintie, stralucitoare a Na;
-luciul metalic dispare imediat;
-o bucata de Na ramasa in contact cu O2 ia foc;
-nu se atinge cu mana deoarece arde pielea;

2.    Reactia K (potasiu) cu O2 (oxigen)
K+O2

Modul de lucru:
-cu ajutorul unei pensete scoatem o bucata de K de sub petrol si o asezam pe o hartie de filtru pentru a asorbi petrolul;
-cu ajutorul bisturiului indepartam stratul de oxid depus;

Concluzii:
-a avut loc reactia;
4K+O2->2K2IOIII

Observatii:
-o data cu indepartarea stratului de oxid se observa culoarea alb-argintie, stralucitoare a K;
-luciul metalic dispare imediat;

3.    Reactia Mg (magneziu) cu O2 (oxigen)
Mg+O2

Modul de lucru:
-cu ajutorul unui cleste de fier de ars fixam panglica de Mg deasupra flacarii unei spirtiere;
-dupa aprindere bucata de panglica se scoate din flacara si se urmareste arderea;

Concluzii:
-a avut loc reactia;
2Mg+O2->2MgIIOII

Observatii:
-o data cu indepartarea stratului de oxid cu ajutorul bisturiului si observa culoarea alb-argintie, stralucitoare a Mg;
-dupa ardere s-a format un oxid de culoare alba;

4.    Reactia Al (aluminiu) cu O2 (oxigen)
Al+O2

Modul de lucru:
-cu ajutorul spatulei luam o mica cantitate de pulbere de Al pe care o scuturam in flacara unei spirtiere;

Concluzii:
-a avut loc reactia;
4Al+3O2->2Al2IIIO3II

Observatii:
-pulberea de Al arde cu scantei stalucitoare;

*Fenolftaleina-nu se dizolva in apa deoarece este o subst organica, se dizolva in solutii alcoolice;

Combustibili:
CH3 – CH2 – CH                          etanol
CH3 – CH                                     metanol
CH4                                               metan
CH3 – CH2 – CH2 – CH3              butan

5.    Reactia Na (sodiu) cu H2O (apa)
Na+H2O

Modul de lucru:
-cu ajutorul unei pensete scoatem o bucata de Na de sub petrol si o asezam pe o hartie de filtru pentru a absorbi petrolul;
cu ajutorul bisturiului se indeparteaza stratul de oxid;
-intr-un pahar Berzelius se pune apa, cateva picaturi de fenolftaleina si sodiul;

Concluzii:
-a avut loc reactia;
2Na+2H2O->2NaIOHI+H2

Observatii:
-apa se coloreaza violet;
-Na reactioneaza fara coada de flacara si fara pocnituri, avand o durata mai lunga;

6.    Reactia K (potasiu) cu H2O (apa)
K+H2O

Modul de lucru:
-cu ajutorul unei pensete se scoate o bucata de K de sub petrol si se aseaza pe hartie de filtru pentru ca petrolul sa fie absorbit;
-cu ajutorul bisturiului se indeparteaza stratul de oxid;
-intr-un pahar Berzelius se pune apa, cateva picaturi de fenolftaleina si K;

Concluzii:
-a avut loc reactia;
2K+2H2O->2KIOHI+H2

Observatii:
-apa se coloreaza in violet;
-K reactioneaza cu coada de flacara, scoate pocnituri si are o durata foarte scurta=>reactie rapida;

7.    Reactia Mg (magneziu) cu H2O (apa)
Mg+H2O

Modul de lucru:
-se pune apa intr-o eprubeta, cateva picaturi de fenolftaleina si pilitura de Mg;
-apa+fenolftaleina=>observam tulburare-urmele de alcool;

Concluzii:
-a avut loc reactia
Mg+2H2O->MgII(OH)2I+H2

Observatii:
-apa se coloreaza in violet mai intai in jurul Mg urmand apoi colorarea intregii solutii;
-reactie linistita, lenta, fara sfaraituri si pocnituri;


8.    Reactia Al (aluminiu) cu H2O (apa)
Al+H2O

Modul de lucru:
-se pune intr-o eprubeta apa, cateva picaturi de fenolftaleina si pulbere de Al (pilitura de Al);
-apa+fenolftaleina=>tulburare-urmele de alcool fiind vizibile;

Concluzii:
-nu a avut loc reactia;
Al+H2O->---------------

Observatii:
-duoa agitare se observa ca reactia nu a avut loc;
-se pune la incalzit solutia din eprubeta si se observa ca solutia ramane neschimbata si dupa incalzire;

9.    Reactia NaOH (solutie de hidroxid de sodiu) cu AlCl3 (solutie de clorura
de aluminiu)
AlCl3+NaOH

Modul de lucru:
-intr-o eprubeta se prepara o solutie de NaOH adaugandu-se peste o solutie de AlCl;

Concluzii:
-a avut loc reactia;
AlIIICl3II+3NaOH->AlII(OH)3I+3NaIClII

Observatii:
-se formeaza in urma reactiei un precipitat alb: Al(OH)3;
-precipitatul are solubilitate redusa;

10.    Reactia precipitatului Al(OH)3 cu solutia de NaOH (higroxid de sodiu) in
exces;
Al(OH)3+NaOH

Modul de lucru:
-in urma reactiei dintre AlCl3+NaOH se obtine precipitatul alb Al(OH)3
-in eprubeta cu acest precipitat se adauga solutia de NaOH in exces;

Concluzii:
-reactia a avut loc;
Al(OH)3+NaOH->Na[Al(OH)]4

11.    Reactia precipitatului Al(OH)3 cu HCl (acid clorhidric)
Al(OH)3+HCl

Modul de lucru:
-in urma reactiei dintre AlCl3+NaOH se obtine un precipitat alb Al(OH)3;
-intro eprubeta cu acest precipitat se adauga HCl;

Concluzii:
-a avut loc reactia;
Al(OH)3+3HCl->AlCl3+3H2O
-reactia de neutralizare sau de dublu schimb;

Observatii:
-precipitatul Al(OH)3 reactioneaza si cu bazele si cu acizii=>Al(OH)3 este amfolit;
-din reactia 10=>un compus din ionice: tetrahidroxoaluminat de sodiu: Na[Al(OH)]4;
-combinatie complexa formata din:
·    Ioni de sodiu Na+ - compensare de sarcina;
·    Ionul complex tetrahidroxoaluminat de sodiu: Na[Al(OH)]4 format din:
o    Ioni de aluminiu Al+++ fiind ion central;
o    Leganzi (ioni hidroxili);
o    Ioni propriu-zisi: Na, Al;
o    Ioni poliatomici: OH-hidroxid;
(alti ioni poliatomici: sulfat)
o    Ion complex: Al(OH);
Na[Al(OH)]4-combinatie ionica solubila in apa;
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
PROBLEMA 3, PAGINA 16

Identificaţi elementele ale căror atomi au:

a)    6 electroni s şi 8 electroni p;
b)    3 electroni s;
c)    3 orbitali s şi 6 orbitali p dintre care doi monoelectronici;
d)    3 orbitali s şi 3 orbitali p ocupaţi cu electroni cuplaţi.

Rezolvare:

a)    6 electroni s 1s2 2s2 3s2 ;
8 electroni p 2p6 3p2;
configuraţia atomică: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2   Z=14 Si
b)    3 electroni s   1s2 2s1   Z=3 Li
c)    3 orbitali s   1s, 2s, 3s;
6 orbitali p   2p, 3p;
configuraţia electronică: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4;   Z=16 S
d)    3 orbitali s   1s, 2s, 3s;
3 orbitali p   2p;
configuraţia electronică: 1s2 2s2 2p6 3s2   Z=12 Mg

PROBLEMA 4, PAGINA 16

Indicaţi configuraţiile electronice şi stabiliţi numerele atomice pentru elementele cu următoarele caracteristici:
a)    atomului de clor îi lipseşte un electron pentru a avea substratul 3p complet ocupat cu electroni;
b)    atomul de litiu are un electron mai mult decât primul gaz nobil;
c)    neonul este primul element din tabelul periodic al cărui atom are configuraţia stabilă de octet pe ultimul strat;
d)    într-un mol de atom de magneziu se află 36,132×1023 electroni s şi 36,132×1023 electroni p

Rezolvare:

a)    substratul 3p complet ocupat este 3p6; 6-1=5   3p5;
configuraţia electronică: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5, Z=17
b)    primul gaz nobil este He (1s2)   2+1=3 electroni;
configuraţia electronică : 1s2 2s1, Z=3
c)    prima configuraţie stabilă de gaz nobil este 2s2 2p6;
configuraţia electronică: 1s2 2s2 2p6, Z=10
d)    într-un mol de atomi se află 6,022×1023 atomi, într-un atom de Mg se află:   electroni s(1s2 2s2 3s2) şi 6 electroni p (2p6)
configuraţia electronică: 1s2 2s2 sp6 3s2, Z=12

PROBLEMA 6, PAGINA 16

Se consideră elementul  . Pe baza configuraţiei electronice indicaţi:
a)    care este ultimul strat ocupat cu electroni în atomul de fier şi câţi electroni se află pe ultimul strat;
b)    câţi orbitali monoelectronici are atomul de fier şi în ce substrat se află aceşti orbitali;
c)    cu câţi electroni este ocupat stratul 3 din atomul de fier;
d)    câţi electroni s are atomul de fier;
e)    câţi electroni d se află în 22,4 g de fier

Rezolvare

: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2
a)    ultimul strat este stratul 4 (4s2) ocupat cu 2 electroni;
b)   

3s  4 orbitali din substratul 3d sunt monoelectronici;
c)    3s2 3p6 3d6   ÃƒÆ’®n stratul 3 se află 14 electroni;
d)    1s2 2s2 3s2 3d6   8 electroni s;
e)    AFe=56,  Fe=56g/mol;  ;
ÃŽntr-un atom de fier se află 3 electroni d, într-un mol de atomi de fier se află: 6,022×1023×6=36,132×1023 electroni d, în 0,4 moli se află: 0,4×36,132×1023=14,4528×1023 electroni d.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Acizii si bazele

    Acizi sunt substante care in solutie apoasa pun in libertate prot.0oni (H+).
    Bazele sunt substante care in solutie apoasa pun in libertate ioni de hidroxil (OH-).

Cataliza omogena prin acizi si baze

    Rolul important al catalizei, pentru mersul reactiilor chimice, este cunoscut.Aici vom aminti ca “un catalizator este o substanta care nu ia parte in mod vizibil la reactie.El se regaseste neschimbat dupa reactie.El nu apare in ecuatia chimica a reactiei si nici nu se afla in vreun raport sthoechiometric aparent cu substantele care reactioneaza.Catalizatorul nu poate accelera sau declansa decat reactii termodinamic posibile, adica reactii spontane, decurgand liber in sensul stabilirii unei echilibru, deci reactii cu entalpie libera negativa.In reactiile reversibile, catalizatorul eccelereaza deopotriva cele doua reactii antagoniste, asa ca echilibrul se stabileste mai repede.Catalizatorul intervine chimic in mersul reactiei.Unii catalizatori determina reactii ce nu au loc in absenta lor.De multe ori, catalizatori diferiti provoaca reactii diferite ale aceleiasi substanteâ€Â?.

Teoria transferului de protoni

In teoria clasica a disociatiei electrolitice, un acid se defineste ca o specie chimica ce da nastere, la dizolvarea in apa, unui ion de hidrogen, H+, iar o baza, ca o specie ce da nastere, in acelasi dizolvant, unui ion hidroxil,HO-.In afara de faptul ca aceasta definitie limiteaza fenomenul la solutii apoase, ea este cu totul improprie pentru o reprezentare cantitativa a catalizei prin acizi si baze. De altfel, ionii de hidrogen, adica protoni fara invelis de electroni, desi pot avea o viata trecatoare in stare gazoasa , nu pot exista liber in solutie apoasa (si nici in alti dizolvanti) din cauza tendintei lor extreme de a se combina cu moleculelei apei, sub forma de ioni de hidroniu, H3O+ si, in mod similar, cu moleculele multor altor dizolvanti.
Dupa J.N. Bronsted (1923) un acid este o specie ce are tendinta de a ceda  un proton, iar o baza, o specie ce are tendinta de a accepta un proton, conform ecuatiei:
AHŕA-+H+
AH este numit acid conjugat al bazei A- si invers ecoatia nu inpune nici o restrictie in cea ce priveste sarcinile electrice ale acidului si bazelor. Semnul minus indica numai ca A- poseda o sarcina pozitiva mai putin decat  AH ecuatia este insa o simpla schema. Un acid nu poate ceda un proton decat unei baze.Sa ne imaginam o a doua pereche conjugata de acid si baza
BHŕB-+H+
Combinand unu cu doi se obtine ecuatia unui proces ce poate avea loc in realitate
AH+B-ŕBH+A-

Acidul este substanta capabila sa cedeze, in timpul reactiei chimice, unul sau mai multi protoni.
Baza este substanta capabila sa accepte, in timpul reactiei chimice, unul sau mai multi protoni.

Substanta anfotera (amfiprotica) este substanta care in prezenta unui acid se comporta ca o baza, iar in prezenta unei baze se comporta ca un acid.

Un acid pune in libertate acizii mai slabi decat el din sarurile lor.
O baza pune in libertate bazele mai slabe decat ea din sarurile lor.


               Acid    Baza
Acid percloric    HCIO4    CIO4-    Ion perclorat
Acid sulfuric    H2SO4    HSO4-    Ion sulfat
Acid iodhidric    HI    I-    Ion iodura
Acid bromhidric    HBr    Br-    Ion bromura
Acid clorhidric    HCl    Cl-    Ion clorura
Acid azotic    HNO3    NO3-    Ion azotat
Ion hidroniu    H30+    H2O    Apa
Ion sulfat acid    HSO4-    SO42-    Ion sulfat
Acid fosforic    H3PO4    H2PO4-    Ion fosfat acid
Acid fluorhidric    HF    F-    Ion fluorura
Acid azotos    HNO2    NO2-    Ion azotit
Acid acetic    CH3CO2H    CO3CO2-    Ion acetat
Acid carbonic    H2CO3    HCO3-    Ion carbonat acid
Hidrogen sulfurat    H2S    HS-    Ion sulfura acida
Ion amoniu     NH4+    NH3    Amoniac
Acid cianhidric     HCN    CN-    Ion cianura
Ion carbonat acid    HCO3-    CO32-    Ion carbonat
Ion sulfura acida    HS-    S2-    Ion sulfura
Apa    H20    OH-    Ion hidroxid
Etanol    C2H5OH    C3H5O-    Ion entoit
Amoniac    NH3    NH2-    Ion amidura
Hidrogen    H2    H-    Ion hidrura



PH

    PH-ul reprezinta logaritmul cu semn schimbat al concentratiei ionilor de hidrogen (hidroniu) din solutie:pH=-log[H+]
Altfel spus, pH-ul unei solutii reprezinta puterea cu semn schimbat a bazei 10 din concentratia ionilor de hidrogen.
O solutie apoasa neutra din punct de vedere acido-bazic are pH=7.
O solutie de acid are un pH cuprins intre 0 si 7.
O solutie de baza are un pH cuprins intre 7 si 14.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Pana  acum  am  preluat  referatele  din  alte  surse

Intreb  si  eu

Nu  se  gaseste  nimeni  sa  preia  chimia  si  noi  ceilalti  sa  pune  intrebari?
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
AMINOACIZII

Aminoacizii sunt unităţile constituente ale proteinelor şi cuprind în molecula lor două grupări funcţionale: carboxil şi amino.Există 20 de aminoacizi proteinogeni specificaţi prin codul genetic, prezenţi în toate organismele vii.
Aminoacizii naturali au formula generală:
                                                              R-CH-COOH
                                NH2
în care gruparea aminică se află la carbonul a faţă de carboxil.Excepţie face prolina al cărui azot,deşi tot în poziţia a faţă de carboxil, face parte dintr-un inel pirolidinic, fiind o grupă aminică secundară.
Diversitatea aminoacizilor naturali este dată de natura lui R care poate fi o catenă hidrocarbonată alifatică sau aromatică, un heterociclu sau care poate să cuprindă o funcţie adiţională.
CLASIFICARE
Aminoacizii pot fi clasificaţi:
·    după natura catenei: alifatică, aromatică, heterociclică;
·    după numărul grupărilor –COOH şi –NH2: monoamino-monocarboxilici, diaminomonocarboxilici;
·    după poziţia relativă pe care o au grupărilor funcţionale în moleculă:a, b, g-aminoacizi.
·    după prezenţa în cuprinsul catenei a altor grupări funcţionale.
Cea mai interesantă clasificare ni se pare a fi cea bazată pe polaritatea catenei şi cuprinde patru grupe :
1.)cu radical nepolar ( hidrofob ) : glicina, alanina, valina, leucina, izoleucina, prolina,fenilalanina, triptofanul şi metionina.Toţi sunt mai puţin solubili în apă decât aminoacizii polari;
    2.)cu radical polar neîncărcat electric (la pH=6):serina,treonina,cisteina,tirosina asparagina,glutamina.Aceşti aminoacizi sunt mai solubili în apă decât cei nepolari, deoarece catena poate stabili legături de hidrogen cu apa, datorită grupărilor –OH,-NH2 amidice şi  -SH pe care le conţine;
   3.)cu radical polar încărcat negativ (la pH=6): acidul aspartic şi acidul glutamic;
   4.)cu radical polar încărcat pozitiv (la pH=6): lisina,arginina,histidina.
   ÃƒÆ’Žn afara acestor 20 de aminoacizi uzuali s-au izolat un număr de aminoacizi noi din hidrolizatul unor proteine foarte specializate, toţi derivând din aminoacizii uzuali. Astfel, 4-hidroxiprolina a fost găsită într-o proteină fibroasă,colagen şi unele proteine vegetale; 5-hidroxilisina în colagen;desmosina şi izodesmosina în elastină.(Stucturile acestor ultimi doi aminoacizi pot fi considerate ca fiind formate din 4 molecule de lisină,cu catenele laterale unite într-un nucleu de piridiniu substituit.Această structură permite desmosinei şi izodesmosinei să lege patru lanţuri peptidice în structuri radiare. Elastina diferă de alte proteine fibroase prin capacitatea sa de a suporta tensiuni în două direcţii).ÃŽn anumite proteine musculare s-au găsit unii derivaţi metilaţi ai aminoacizii uzuali cum sunt : e-N-metillisina,e-N-trimetillisina şi metilhistidina.Recent s-a descoperit prezenţa în protrombină a acidului g-carboxiglutamic, cu importanţă biologică considerabilă.Se mai pot găsi şi alţi aminoacizi în hidrolizatele proteice, dar numărul lor trebuie să fie mic, ţinând seama de cunoştinţele genetice actuale, iar distribuţia lor se va limita la o proteină dată.Aminoacizii rari din proteine se disting de cei uzuali prin faptul că nu au o codificare prin triplet de baze (codon).ÃŽn toate cazurile cunoscute ei sunt derivaţi ai celor uzuali şi se formează după ce aceştia au fost deja inseraţi în lanţul polipeptidic,în procesul de biosinteză a proteinelor.
    ÃŽn diferite celule şi ţesuturi s-au pus în evidenţă încă circa150 de aminoacizi în formă liberă sau combinaţii,care nu se găsesc în proteine.Majoritatea dintre ei sunt derivaţi ai a-aminoacizilor din proteine; unii au însă gruparea amino la carbonul b,g sau d faţă de carboxil. Importanţă biochimică ca intermediari metabolici sau precursori au următorii: sarcozina şi betaina, proveniţi prin  N-metilarea (mono şi respectiv trimetilarea) glicinei;b-alanina care intră în constituţia unor dipeptide (carnozina şi anserina),a acidului pantotenic şi a coenzimei A; acidul g-aminobutiric cu rol de transmisie a influxului nervos; ornitina şi citrulina care se găsesc în special în ficat şi iau parte la circuitul urogenetic, fiind intermediari în sinteza argininei; homoserina şi homocisteina,intermediari în metabolismul unor aminoacizi; acidul D-glutamic izolat din peretele celular al bacteriilor; D-alanina în larvele sau crisalidele anumitor insecte;D-serina din unii viermi.O varietate mare de aminoacizi ale căror funcţii metabolice nu sunt definite încă, se găsesc în ciuperci şi plantele superioare; unii dintre aceştia,cum sunt canavanina,acidul djencolic şi b-cianoalanina sunt toxici pentru alte vieţuitoare !5!.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Aminoacizii esenţiali
Cei 20 de aminoacizi naturali constituie alfabetul proteinelor.Distribuţia lor calitativă şi cantitativă într-o proteină determină caracteristicile chimice,valoarea ei nutritivă şi funcţiileei metabolice în organism.Dintre cei 20 de aminoacizi uzuali,organismul uman şi al vertebratelor superioare poate sintetiza un număr limitat,restul trebuie să fie furnizaţi zilnic prin hrană şi se numesc aminoacizi esenţiali !9!.Cei mai mulţi autori, consideră drept aminoacizi  esenţiali următorii:valina,fenilalanina,metionina,lisina,triptofanul; alţii, includ şi leucina,izoleucina ,treonina şi histidina!1,3,5,6,7,8,9,12!.
Nomenclatură:
ÃŽn general, pentru aminoacizi se folosesc denumiri uzuale precum şi prescurtările acestora,acceptate de IUPAC, care nu dau nici o indicaţie asupra structurii.ÃŽn paralel se folosesc şi denumirile ştiinţifice care respectă logica secvenţială: acid, poziţia grupării –NH2,prefixul amino urmat de numele acidului carboxilic.
Tabelul nr. 1                                      Aminoacizii uzuali /3,5/

Nr. Crt.    Formula de structură    Denumire uzualăPrescurtări IUPAC    Denumire raţională
1    2    3    4
                  Aminoacizi cu radical nepolar     (hidrofob)   
1.    CH2-COOH                     NH2    GlicinaGly, G    acid a-aminoacetic
2.    CH3-CH-COOHNH2    AlaninăAla, A    acid a-aminopropionic
3.    CH3-CH-CH-COOH                      CH3 NH2    ValinăVal, V    acid a-aminoizovalerianic
4.    CH3-CH-CH2-CH-COOH                  CH3         NH2    LeucinăLeu, L    Acid a-aminoizocapronic
5.    CH3-CH2-CH-CH-COOH      CH3  NH2    IzoleucinăIle, I    Acid a-amino-b-metil valerianic
6.    C6H5-CH2-CH-COOH        NH2    FenilalaninăPhe, F    Acid b-fenil-a-amino propionic
1    2    3    4
9.    CH3-S-CH2-CH2-CH-COOH                  NH2     MetioninăMet, M    Acid a-amino g-metiltiobutiric
                    Aminoacizi cu radical polar,      neîncărcat electric la     pH=6
10.    HO-CH2-CH-COOH     NH2    SerinăSer, S    Acid a-amino b-hidroxipropionic
11.    CH3-CH-CH-COOH                          OH   NH2    TreoninăThr, T    Acid a-amino b-hidroxibutiric
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
12.    HS-CH2-CH-COOH    NH2    CisteinaCys, C    Acid a-amino b-tiopropionic
13.    HO-C6H4-CH2-CH-COOH              NH2    TirosinăTyr, Y    p-hidroxifenil alanină
14.    H2NOC-CH2-CH-COOH            NH2    AsparaginăAsn,N    Acid a-amino b-amidosuccinic
15.    H2NOC-CH2-CH2-CH-COOH                    NH2    GlutaminăGln, Q    Acid a-amino g-amidoglutaric
         Aminoacizi cu radical polar, încărcat     negativ la pH=6    
16.    HOOC-CH2-CH-COOH          NH2    Acid aspartic (asparagic), Asp,D    Acid aminosuccinic
17.    HOOC-CH2-CH2-CH-COOH                 NH2    Acid glutamicGlu, E    Acid a-amino glutaric
         Aminoacizi cu radical polar, încărcat      pozitiv la pH=6    
18.    CH2-CH2-CH2-CH2-CH-COOH       NH2                         NH2    LisinaLys,K    Acid a,e-diamino caproic
19.    H2N-C-NH-CH2-CH2-CH2-CH-COOH          NH                              NH2    ArgininaArg,R    Acid a-amino d-guanidinovalerianic
20.                N     C-CH2-CH-COOH            CH   CH       NH2                 NH    HistidinaHis, H    Acid a-amino b-imidazolil propionic
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Tabelul nr. 2                              Aminoacizi neproteinogeni  /5/

Nr. crt.    Formula de structură    Denumire uzualăPrescurtări IUPAC    Denumire raţională
1    2    3    4
1.    H2N-CH2-CH2-COOH    b-alanina    Acid b-amino propionic
2.    H2N-CH2-CH2-CH2-COOH    Acid g-aminobutiric   
3.    H2N-CH2-CO-CH2-CH2-COOH    Acid aminolevulinic   
4.    H2N-CO-NH-(CH2)3-CH-COOH                        NH2    Citrulina    Acid a-amino d-amidinovalerianic
5.    H2N-(CH2)3-CH-COOH          NH2    Ornitina    Acid a,d-diamino valerianic
6.    HS-CH2-CH2-CH-COOH           NH2    Homocistina    Acid a-amino g-tiobutiric
7.    HO-CH2-CH2-CH-COOH            NH2    Homoserina    Acid a-amino g-hidroxibutiric
8.    H2N-C6H4-COOH    Acid p-aminobenzoic   
9.    CH3-NH-CH2-COOH    Sarcozina     N-metil glicina
10.    (CH3)3N+-CH2-COOH    Betaina    
11.    H2N-C-NH-O-CH2-CH2-CH-COOH            NH                          NH2    Canavanina    
12.    HOOC-CH-(CH2)2-S-CH2-CH-COOH              NH2                        NH2    Acid djencolic   
13.    N   C-CH2-CH-COOH       NH2    b-cianoalanina   
   
Caracteristici generale :
Aminoacizii îndeplinesc mai multe roluri biologice,fiind în acelaşi timp:
·    ioni dipolari cu un moment de dipol mare, care determină o creştere considerabilă a mediului în care se dizolvă;
·    electroliţi amfoteri solubili în apă, cu capacitatea de a acţiona ca substanţe tampon în diferite domenii de pH;
·    sunt optic activi, datorită faptului că posedă unul sau mai mulţi atomi de carbon asimetrici, cu excepţia glicinei;
·    sunt compuşi cu grupe reactive capabile să participe la reacţii chimice având ca rezultat o mare gamă de produse sintetice;
·    sunt liganzi ai multor metale;
·    sunt participanţi în reacţii metabolice cruciale, de care depinde viaţa şi sunt substanţe in vitro pentru o gamă mare de enzime;
·    sunt constituenţi esenţiali ai moleculelor proteice ale căror caractere specifice,biologice şi
chimice sunt determinate în mare parte de numărul, distribuţia şi interrelaţiile aminoacizilor din care  se compun.
Ei prezintă unitate şi diversitate în acelaşi timp:unitate, deoarece sunt a-aminoacizi cu toate consecinţele fizice care decurg din aceasta şi pentru că cei care sunt componenţi uzuali ai proteinelor au aceeaşi configuraţie optică a atomului de carbon din poziţia a, şi diversitate, deoarece fiecare din ei posedă o catenă diferită, care-i conferă proprietăţi unice, deosebindu-l fizic,chimic şi biologic de ceilalţi.
Proprietăţi fizice
Toţi aminoacizii sunt substanţe solide,incolore,cristalizate.Forma cristalelor este caracteristică pentru fiecare aminoacid /11/.Se topesc la temperaturi ridicate (peste 200  C),cu descompunere; nu pot fi distilate nici chiar în vid.P.t. al cristalelor nu constituie un criteriu de diferenţiere între ei.
Aminoacizii sunt, în general, solubili în apă, însă gradul de solubilitate este diferit de la un aminoacid la altul.Solubilitatea este determinată de caracterul mai mult sau mai puţin polar al catenei şi de pH, fiind minimă la punctul izoelectric. Sunt în general insolubili în solvenţi organici, cu excepţia prolinei, care este relativ solubilă în etanol.Solubilitatea aminoacizilor ca şi cea a proteinelor, este influenţată de prezenţa sărurilor.                                                                                                                       
Termenii inferiori din seria aminoacizilor alifatici au gust dulceag,cei cu masă moleculară mare au gust amar.
Tabelul nr.3                                Proprietăţi fizice ale aminoacizilor /1,3,9,11/

Nr.crt.    Aminoacidul    Forma dePrezentare    p.t.    pHi    Rotaţiaoptică    MD    SolubilitateaÃŽn apă la pHi
1    2    3    4    5    6    7    8
1.    Glicocol    Monolitic    233d    6,1    -    -    22,5
2.    Alanină     Rombic     297d    6,1     +3,5    +1,6    15,8
3.    Valină     Foiţe    315    6    +13,9    +6,6    6,8
4.    Leucină    Foiţe    293    6    -    -14,4    2,4
1    2    3    4    5    6    7    8
5.    Izoleucină    Plăcuţe    280d    5,8    +12,8    +16,3    2,1
6.    Serină    Plăcuţe    228d    5,7    -6,83    -7,9    4,3
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
7.    Treonină    Cristale    225    6,53    -28,3    -    -
8.    Tirosină    Ace    314d    5,7    -12,3    -33,9    1,6
9.    Fenilalanina    Foiţe    283d    5,98    -35,14    -57    2,7
10.    Triptofan    Plăcuţe    293d    5,88    -30    -68,6    1,1
11.    Acid aspartic    Foiţe rombice    270    3    +4,36    +6,7    0,4
12.    Acid glutamic    Rombic    206    3,2    +    +17,7    0,7
13.    Glutamină    Ace    256    -    -    -    -
14.    Asparagină    Cristale    225    -    -6,7    -    -
15.    Lisină    Ace sau plăci    224d    9,7    +14,6    +19,7    f. solubil
16.    Arginină    Foiţe, prisme    238d    10,8    +12,1    +21,8    f. solubil
17.    Histidină    Foiţe    277    7,5    -38,1    -59,8    4
18.    Cisteină    Pulbere cristalină         260    5,1    -    -20    f. solubil
19.    Metionină    Plăcuţe hexagonal    280    5,75    -7,2    -14,9    3
20.    Cistină    Plăcuţe    259d    5,0    -222,4    50,9    0,009
21.    Prolină    Ace    214    6,3    -84,9    -99,2    154,5
22.    Hidroxiprolină    Plăcuţe    270    5,7    -    -99,6    34,5

Stereochimia aminoacizilor
Toţi aminoacizii proteinogeni (cu excepţia glicocolului) au un atom de carbon asimetric şi deci pot exista sub forma a doi antipozi optici.Treonina şi izoleucina au doi centri asimetrici şi deci au patru stereoizomeri.
Prin sinteză chimică se obţin în general formele racemice.Scindarea acestora nu poate fi efectuată prin metoda chimică obişnuită,cu ajutorul bazelor şi acizilor optic activi,fiindcă aminoacizii sunt acizi, respectiv baze prea slabe pentru a forma săruri stabile, cristalizabile cu aceşti compuşi.Singurul aminoacid suficient de puternic pentru a putea fi scindat prin intermediul sării sale cu chinina, este acidul glutamic.Restul aminoacizilor se transformă întâi în derivaţi acilaţi,care blochează gruparea amino şi permite reacţia cu baze optic active.Mai avantajoase s-au dovedit metodele biochimice pentru scindarea racemicilor, folosind marea specificitate a enzimelor pentru stereoizomerii naturali./1,3/.
Activitatea optică este exprimată cantitativ prin rotaţia specifică [a]D , la temperatura de 20  sau 25  ,iar D fiind lungimea de undă – de obicei linia D a sodiului, 589.3 nm.Activitatea optică depinde de natura solventului ,iar în cazul soluţiilor apoase, de pH. ÃŽn general, rotaţia optică specifică a unui aminoacid monoaminic sau monocarboxilic este maximă la punctul izoelectric.Rotaţia specifică depinde de natura catenei aminoacidului.
S –a stabilit că toţi aminoacizii din proteinele naturale se înrudesc cu L-glicerinaldehida,şi deci fac parte  din seria L.ÃŽn peretele celular al unor microorganisme sau în unele antibiotice se găsesc şi aminoacizi din seria D.(ÃŽn notaţia modernă, literele D şi L se înlocuiesc cu R, respectiv S)./5,8/.
                           COOH                                                                         COOH
                       H-C-NH2                                                               H2N-C-H
                            R                                                                                 R
                     D-aminoacid                                                           L-aminoacid

Proprietăţi spectrale
Aminoacizii uzuali nu absorb lumina în vizibil. Dintre aceştia, numai tirosina,fenilalanina şi triptofanul dau spectre de absorbţie la lungimi de undă mai mari de 250nm,datorită nucleului aromatic din catenă.Fenilalanina prezintă un maxim de absorbţie la 260nm,tirosina la 275nm şi triptofanul la 280nm.ÃŽntrucât majoritatea proteinelor conţin tirosină, măsurarea absorbţiei luminii la 280nm la spectrofotometru poate constitui o metodă satisfăcătoare de dozare a concentraţiei proteinei într-o soluţie.Cistina absoarbe la 240nm,datorită grupării –S-S-. Toţi aminoacizii absorb în U.V. îndepărtat.
Datorită comportării diferite în soluţie a aminoacizilor,în funcţie de condiţii,spectrele IR diferă şin ele în funcţie de condiţiile experimentale.
ÃŽn mediu acid se află următoarele grupări la care corespund benzi caracteristice:
-COOH             u OH            3570-3500 cm-1
-NH3+         3130-3030cm-1,    -NH2+          2700-2250cm-1,            NH+       2450cm-1
-COOH              u C=O          1790-1760cm-1 (neasoc.), 1710cm-1.
ÃŽn mediu bazic:
-COO-                u C=O           1600-1550cm-1
-NH2                  3500-3300cm-1(neasoc.),  3000-2000cm-1  două benzi
-NH                    o bandă
                                             
ÃŽn spectrul RMN, protonul a din aminoacizi are o deplasare chimică (d) cuprinsă între 4.30 şi 4.80 ppm./1,7,9/.
Proprietăţi electrochimice                                                           
Datorită prezenţei în moleculă atât a unei grupări funcţionale acide (-COOH),cât şi a uneia bazice (-NH2), aminoacizii sunt substanţe cu caracter amfoter.Atât în cristale cât şi în soluţie apoasă,moleculele lor apar sub formă de ioni dipolari (amfioni). Dovada acestui fapt s-a  făcut prin difracţia razelor X, determinarea constantelor de bazicitate şi aciditate, a momentelor dielectrice, precum şi pe baza interpretării spectrelor Raman.Structura care reprezintă caracterul lor dipolar rezultă prin reacţia protolitică intramoleculară:
R-CH-COOH                         R-CH-COO-
                                             NH2                                      +NH3
ÃŽn prezenţa acizilor sau bazelor, soluţiile aminoacizilor funcţionează ca soluţii tampon.Dacă se adaugă soluţiei de aminoacid un acid tare (HCl), protonii săi sunt consumaţi, dând un acid slab:
R-CH-COO-   +  H3O+                     R-CH-COOH  +  H2O
                             +NH3                                    +NH3
ÃŽn prezenţa unei baze tari, ionii HO- sunt consumaţi, formându-se o bază slabă:
R-CH-COO-   +  HO-                      R-CH-COO-   +  H2O
                              +NH3                                    +NH2
Amfionul dipolar nu migrează în câmp electric;în mediu acid însă, aminoacidul se află sub formă de cation şi va migra către anod, iar în mediu bazic se află sub formă de anion şi va migra către catod. Toţi aminoacizii pot fi neutri în soluţie, deoarece grupările amino şi carboxil se neutralizează reciproc;predomină forma amfionică a cărei concentraţie maximă este condiţionată de o anumită valoare a pH-ului, numită punct izoelectric,notat pHi.Punctul izoelectric este pH-ul la care soluţia apoasă conţine anioni şi cationi ai aminoacidului în proporţie egală:
pHi=(pK1+pK2)/2
Valoarea punctului izoelectric depinde de valoarea constantelor de ionizare: K1 pentru funcţiunea carboxil şi K2 pentru funcţiunea amină;pK1 şi pK2 se determină titrimetric./1,2,5,8,9,11/.
Pentru aminoacizii monoamino-monocarboxilici pHi se găseşte situat în domeniul de pH=4.8-6.3,deoarece grupa –COOH este mai puternic ionizată decât gruparea –NH2,variaţiile fiind determinate de efectul exercitat de radicalul R de la Ca asupra celor două funcţiuni,amino şi carboxil.
Aminoacizii monoamino-dicarboxilici au pHi situat la valori mai mici ale pH-ului ( domeniu acid) ca o consecinţă a faptului că în moleculă există încă o grupare carboxil,care nu participă la salifierea internă şi pentru a nu fi disociată este firesc ca valoarea pH-ului soluţiei să se găsească situată în domeniul acid.
Aminoacizii diaamino-monocarboxilici, din aceleaşi considerente,au puncte izoelectrice situate la valori mari ale pH-ului,respectiv în domeniul bazic.
La punctul izoelectric solubilitatea aminoacidului respectiv este minimă, deoarece momentul de dipol mare al amfionului duce la o puternică atracţie între moleculele din cristal.Această proprietate prezintă importanţă pentru separarea unor aminoacizi din amestecuri./5,9/.
Pe baza celor menţionate, se poate explica şi comportarea soluţiilor de aminoacizi la trecerea unui curent electric,conductibilitatea acestora fiind determinată de valorile pH-ului.
Din punct de vedere structural,sub aspect funcţional, electronic şi steric, a-aminoacizii se prezintă ca specii moleculare cu caracteristici bine determinate.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Proprietăţi chimice
Prezenţa grupelor amino şi carboxil conferă aminoacizilor caracter acid şi caracter bazic,precum şi capacitatea de a da reacţiile generale caracteristice acizilor carboxilici şi aminelor, ţinând seama totodată şi de efectele reciproce pe care le exercită aceste grupări.   
Aminoacizii dau cu ionii cuprici şi ai altor metale tranziţionale săruri complexe interne sau chelaţi, coloraţi,greu solubili,stabili.Aceştia au structuri ciclice fără tensiune, în care aminoacidul ocupă două poziţii coordinative ale metalului,una prin oxigen, alta prin perechea de electroni neparticipanţi ai grupei amino, de tipul /2,3,9/:
COO              NH2-CH-R
Cu
                                         R-CH-NH2                 OOC
               Proprietăţi determinate de gruparea carboxil   
    Aminoacizii formează derivaţi normali ai acestei funcţiuni: esteri, amide,anhidride,nitrili,cloruri acide etc.
       Clorurile acide (obţinute prin tratare cu PCl5) ale aminoacizilor suspendaţi în clorură de acetil se obţin numai sub formă de clorhidraţi şi sunt foarte reactive.Derivaţii N-acilaţi ai aminoacizilor ,în aceleaşi condiţii, formează şi ei cloruri acide care elimină însă HCl şi dau azlactone:
                   R-CH-COOH            R-CH-COCl            R-CH-C=O
                                   NH-COR’                NH-COR’                N=C-R’
  Esterii se obţin sub formă de cristalohidraţi, prin tratare directă cu metanol sau etanol saturaţi cu acid clorhidric gazos.Esterii aminoacizilor inferiori se pot distila la presiune redusă.Ei au caracter bazic, dat de gruparea -NH2, gruparea -COOH fiind blocată. La conservare sau la încălzire, esterii aminoacizilor se transformă în polipeptide şi în 2,5-dicetopiperazine-1,4-disubstituite:
                                O
                                                                        C
                                                              R-CH          NH
                                                                HN           CH-R
                                                                          C
                                                                          O                  
Esterii se pot reduce prin hidrogenare catalitică sau cu sodiu şi alcool, cu hidrură  de litiu şi aluminiu, cu borohidrură de sodiu etc,dând a-aminoalcooli:
        H2N-CH-COOR’                  H2             H2N-CH-CH2-OH
                          R                                                                     R     
           Esterificarea cu etanol sau alcool benzilic este adesea utilizată pentru a proteja gruparea carboxil în cursul sintezei chimice a peptidelor.
    Sub acţiunea amoniacului sau a aminelor, aminoacizii şi esterii lor dau naştere la aminoamide H2N-CHR-CONH2.
   Atunci când gruparea -COOH reacţionează cu gruparea -NH2 din altă moleculă de aminoacid se obţine o legătură amidică de tip special, legătura peptidică:
H2N-CHR-COOH  + H2N-CHR’-COOH                 H2N-CHR-CO-NH-CHR’-COOH +                    H2O
Pot  reacţiona mai multe molecule de aminoacid în acest fel, obţinându-se un lanţ sau o catenă polipeptidică.Compuşii cu număr mare de resturi de aminoacizi sunt proteine.Această proprietate de a se combina între ei dând naştere polipeptidelor şi proteinelor este una din cele mai importante caracteristici ale aminoacizilor./1,2,4,5,8,9/.
    Proprietăţi determinate de gruparea -NH2
        Funcţiunea  -NH2 din aminoacizi poate lua parte la alte tipuri de reacţii.Astfel, prin tratare cu cloruri acide sau anhidride, se obţin derivaţi acilaţi.Acest procedeu se foloseşte de obicei pentru a proteja funcţiunea aminică în timpul sintezei chimice a peptidelor:
C6H5-COCl  +  R-CH-COOH        R-CH-COOH             +   HCl
                      NH2               NH-CO-C6H5
( R=H- acid hipuric)       
Se mai pot folosi sulfoclorurile aromatice, cloroformiaţii de alchil, în special cei de t-butil, sau chiar acidul formic.Derivatul benziloxicarboxilic Ph-CH2-O-CO-NH-CHR-COOH , corespunzător aminoacidului ( numit şi derivat carbobenzoxi ) sau t-butiloxicarbonilic (t-BOC-derivatul) Me3C-OOC-NH-CHR-COOH, sunt cei mai comuni derivaţi protejaţi ai a-aminoacizilor. Când prepararea lor se efectuează în condiţii suficient de blânde, configuraţia atomului de carbon este conservată, dar în condiţii mai energice are loc o racemizare.
Prin acilare, grupa -NH2 pierde caracterul ei bazic, iar aminoacizii acilaţi, de tipul acidului hipuric, sunt acizi de tăria acizilor carboxilici obişnuiţi.ÃŽn prezenţa hidroxizilor, aminoacizii se combină cu CO2, dând derivaţi ai acidului carbonic.
R-CH-COOH    +   CO2  +   Ba( OH)2        R-CH-COO-    Ba2+
     NH2                                                                            NH-COO-
Reacţiile de acest tip au loc probabil în cazul transportului dioxidului de carbon de către hemoglobină.Aminoacizii se pot alchila la grupa -NH2 prin metodele uzuale (cu iodură sau sulfat de metil în prezenţa unui hidroxid alcalin). Derivaţii metilaţi cuaternari ai aminoacizilor sunt denumiţi betaine. Reprezentantul cel mai cunoscut, betaina, este derivatul trimetilic al glicinei şi se obţine din acid cloracetic şi trimetilamină:
HOOC-CH2Cl  +  N(CH3)3                  HOOC-CH2-N(CH3)3]+Cl-   -HCl         -OOC-CH2-N+(CH3)3
Betaina este mult răspândită în plante, de exemplu în sfeclă (Beta vulgaris), acumulându-se în melasă în timpul extracţiei şi purificării zahărului.Se găseşte şi în muşchii multor  nevertebrate.Betainele, fiind săruri cuaternare de amoniu, suferă prin încălzire transpoziţie de tip degradare Hofmann;reacţia este reversibilă/1,3,5,8,9/.                                                                                                         
(CH3)3N+-CHR-COO-                          (CH3)2N-CHR-COOCH3
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
O reacţie mult folosită a aminoacizilor este cea cu bromură de nitrozil sau cu acid azotos în soluţie
acidă, obţinându-se hidroxiacizii corespunzători şi degajându-se azot :                                                           H2N-CHR-COOH     HONO             HO-CHR-COOH + N2 + H2O                                                               Această reacţie se foloseşte în chimia analitică  pentru dozarea cantitativă a grupării libere
  -NH2  din aminoacizi şi proteine, măsurând volumul de azot degajat ( metoda Van Slyke).ÃŽn
soluţie  de HCl sau HBr se formează prin această reacţie acizii cloruraţi sau bromuraţi respectivi.
Esterii a-aminoacizilor dau cu acid azotos diazoesteri /3,8,9/:   
    EtOOC-CH2-NH2   +  HNO2                     EtOOC-CHN2   + 2H2O
                                                                           ester diazoacetic               
Prin tratamente termice, aminoacizii se descompun , dând diferiţi compuşi , în funcţie de
poziţia grupării -NH2 faţă de -COOH.Astfel a-aminoacizii dau 2,5-dicetopiperazine;
b-aminoacizii duc la acizi nesaturaţi prin eliminare de NH3:
    H2N-CHR-CH2-COOH                           R-CH=CH-COOH    +  NH3                                                                                         
g şi d-aminoacizii elimină uşor apa intramolecular dând lactame /1,5,8/:
    R-CH-CH2-CH2-COOH                              R-CH-CH2-CH2    +  H2O
                  NH2                                                                                              NH         CO
    Prin distilare uscată, în prezenţa hidroxidului de bariu ori sub acţiunea enzimelor de putrefacţie, aminoacizii se decarboxilează, conducând la amine:
    H2N-CHR-COOH                         R-CH2-NH2  +  CO2
Multe dintre acestea sunt substanţe cu proprietăţi fiziologice şi farmacologice remarcabile (amine biogene) /1,2,5,8,9/:
HOOC-(CH2)3-NH2                        CH2-CH2-NH2                    H2N-(CH2)5-NH2
Acid g-aminobutiric                        OH  etanolamina                    cadaverina
N     C-CH2-CH2-NH2                                        CH2-CH2-NH2
CH  CH                                                               SH
    NH     histamina                                                cisteamina
Prin topire cu hidroxidul de potasiu, aminoacizii suferă descompuneri adânci, ducând la acizi graşi şi amoniac sau amine.
Cu anumiţi agenţi oxidanţi,aminoacizii suferă degradări,dând aldehidele imediat inferioare sau nitrilii corespunzători /3,5,8/:
                                                    R-CHO + NH3 + CO2                                                                                                                               
R-CH-COOH                               
    NH2                                         R-CN + H2O + CO2
O reacţie caracteristică a aminoacizilor este cea cu ninhidrina (hidratul tricetohidrindenului).Se formează compuşi coloraţi în albastru cu majoritatea a-aminoacizilor; excepţie fac prolina şi hidroxiprolina care formează compuşi galbeni.ÃŽn prima fază se produce o degradaere oxidativă a aminoacizilor la aldehide.
Prin condensarea cetoalcoolului cu o nouă moleculă de ninhidrină şi cu amoniac se formează produsul colorat.Una din structurile posibile ale acestuia este următoarea.
Reacţia cu ninhidrină are o mare importanţă în chimia analitică, servind la recunoaşterea şi dozarea aminoacizilor /1,2,3,5,9,11/.
Transformări biochimice
Transformările pe care le suferă a-aminoacizii în organismele vii sunt reacţii catalizate de enzime specifice.Biochimia aminoacizilor include toate transformările chimice pe care le suferă a-aminoacizii în organismele vii.Analiza acestor transformări evidenţiază faptul că în ele sunt implicate direct grupele funcţionale amino şi carboxil şi chiar radicalul pe care sunt grefate aceste grupări.
Grupa amino poate fi eliminată din moleculele a-aminoacizilor, formându-se în final amoniac, care la rândul său este supus altor transformări biochimice, conducând la uree sau acid uric care se elimină din organism.
Dezaminarea poate fi: oxidativă, hidrolitică sau reductivă, enzimele respective fiind, în funcţie de tipul de reacţie, o oxidază, hidrolază şi respectiv reductază.
                                                  ox            R-C-COOH     H2O    R-C-COOH  +  NH3
                                                                      NH                            O
R-CH-COOH        dezaminare       hidr.           R-CH-COOH  +  NH3
    NH2                                                           OH
                                                 red.            R-CH2-COOH  +  NH3
a-ceto, a-hidroxi şi respectiv acidul organic, care se formează în urma dezaminării, devin în organism o sursă de formare a glucidelor sau grăsimilor /2,3,5,7,8/.
Pierderea CO2 în prezenţa unor enzime specifice fiecărui aminoacid conduce la formarea de amine biogene.
    R-CH-COOH                    R-CH2-NH2  +  CO2
         NH2
Dezaminarea şi decarboxilarea prin reacţii enzimatice pot avea loc şi simultan sub influenţa unor microorganisme.Astfel se explică,de exemplu,prezenţa alcoolului izoamilic, a alcoolului amilic optic activ şi a alcoolului izobutilic în "coada" de distilare care se obţine la fabricarea alcoolului etilic /1,2,5,8,9,11/.
a-cetoacizii şi a-aminoacizii prezenţi în organism, pot participa la reacţii, în urma cărora prin mai multe etape, acizii a-cetonici se transformă în a-aminoacizi şi invers.
Enzimele care catalizează reacţiile de transaminare se numesc transaminaze.ÃŽn organismele vii poate fi sintetizat orice a-aminoaci dacă este prezent acidul a-cetonic corespunzător /1,2,3,7,12/.
Acidul glutamic joacă un rol important în reacţiile de transaminare, fiind donorul de grupă                           
-NH2, iar pe de altă parte acidul a-cetoglutaric este capabil să accepte grupa -NH2 de la aproape toţi
L-aminoacizii naturali, tramsformându-se în acid glutamic:
    HOOC-(CH2)2-CH-COOH  +  CH3-C-COOH             HOOC-(CH2)2-C-COOH  +             
                                        NH2                         O                                                  O
CH3-CH-COOH
         NH2
    Transformările catalizate de enzime, care au loc în cursul transferului grupei amino fără formare de amoniac, de la acidul L-glutamic la acidul piruvic, sunt complexe.Acidul L-glutamic, la rândul său, poate reface acidul a-ceto glutaric şi prin desaminare oxidativă.
    Organismul animal nu-şi poate sintetiza unii a-aminoacizi ( aminoacizii esenţiali) datorită faptului că nu posedă a-cetoacizii corespunzători.
    ÃŽn prezenţa unor microorganisme au loc şi degradări mai profunde, scindări de legături carbon-carbon, concomitente cu reacţii de oxidare, esterificare ş.a. explicându-se, astfel, diversitatea de compuşi organici identificaţi în organism sau compuşi care se elimină /1,2,5,7,8,9,11/.
    Identificarea şi dozarea aminoacizilor
    Se realizează prin mai multe metode şi anume:
    1.Reacţii de culoare: cea mai importantă este reacţia a-aminoacizilor cu  ninhidrina.Compuşii de culoare albastră au un maxim de absorbţie la 570nm.Prolina şi hidroxiprolina dau cu ninhidrina compuşi galbeni cu maxim de absorbţie la 440nm.Adaosul de compuşi de cadmiu stabilizează culoarea /1,2,5,8,9/.
    2. Măsurarea absorbţiei în u.v. se poate folosi pentru dozarea aminoacizilor aromatici, în amestec cu alţi aminoacizi.Citirea se face la 260nm pentru fenilalanină şi 280nm pentru tirosină şi triptofan /5,8/.
    3.Metode cromatografice.Se folosesc toate variantele acestei tehnici:CH,CSS,CSI,GC,HPLC.
    ÃŽn cromatografia pe hârtie (CH) şi în strat subţire (CSS) există o strânsă dependenţă între constituţia catenei unui aminoacid şi viteza sa de migrare.Cei cu catene hidrofobe mari (valina,leucina,izoleucina,fenilalanina,tirosina,triptofanul,metionina) migrează mai repede decât cei cu catene hidrofobe mai scurte (alanina, glicina,prolina) şi decât cei cu catene hidrofile (cisteină,serină, treonină, acid aspartic, acid glutamic, lisină, arginină,histidină).Migrarea diferenţiată a aminoacizilor este determinată de afinitatea mai mare pe care o au aminoacizii cu catene hidrofile pentru faza staţionară (apoasă) şi cei cu catene hidrofobe pentru faza mobilă (solvent organic).ÃŽn cazul amestecurilor complexe de aminoacizi se foloseşte cromatografia bidimensională, folosindu-se un amestec de solvenţi organici cu migrare într-un sens şi un alt amestec de solvenţi pentru sensul perpendicular pe primul.Aminoacizii se dozeză prin tratare cu o soluţie de ninhidrină, la cald,eluţia fiecărui spot colorat într-un solvent al compusului cu ninhidrină, stabilizarea acestuia prin combinaţii cu săruri de cadmiu şi citirea absorbţiei la o lungime de undă de 570nm la un spectrofotometru.
    Separarea cromatografică pe schimbători de ioni are loc datorită afinităţii diferite a aminoacizilor pentru aceştia, în funcţie de constantele de disociere a grupărilor -COOH şi NH2. Eluţia aminoacizilor reţinuţi în coloană se face cu solvenţi cu valori de pH crescânde (în gradient de pH); eluţia aminoacizilor se va face în ordinea inversă afinităţii lor pentru schimbătorul de ioni folosit.S-au elaborat două tehnici: una folosind un colector automat de fracţiuni şi a doua, folosind un analizor automat de aminoacizi.
    ÃŽn cazul cromatografiei de difuzie pe gel, aminoacizii cu moleculă mai mică şi mai hidrofili difuzează în gel şi sunt mai puternic reţinuţi;cei cu molecule mai mari rămân în apa dintre particulele de gel şi ies mai repede de pe coloană.
    ÃŽn electroforeză sau ionoforeză, separarea are loc sub acţiunea unui câmp electric.Aminoacizii se separă în funcţie de valoarea constantei lor de disociere la un anumit pH dat.Se foloseşte de obicei pH-ul 4,0 la care separarea este netă pentru toţi aminoacizii (în condiţiile unei tensiuni electrice mari, 70 V/cm).
    Indiferent de metoda de separare,prelucrarea probelor cu ninhidrină şi citirea absorbţiei la 570nm este procedura finală comună.
    Pentru dozări exacte, în special pentru stabilirea unor mecanisme de reacţie sau a unor căi de metabolizare sau de biosinteză se aplică metoda diluţiei izotopice /1,3,5,8,9/.
    Prezenţa unor anumiţi aminoacizi este indicată după poziţia maximelor, iar raportul în care se găsesc,după intensitatea maximelor de absorbţie:
    Asp:Thr:Ser:Glu:Pro:Gly:Ala=15:10:15:12:4:3:12
    4.Determinări microbiologice.Există două tipuri de metode microbiologice folosite la dozarea aminoacizilor.Prima metodă se bazeauă pe compararea gradului de dezvoltare a unui microorganism dependent de aminoacidul ce urmează să fie dozat, cu o curbă de dezvoltare prestabilită în funcţie de concentraţia aminoacidului.A doua metodă de dozare microbiologică se bazează pe faptul că unele microorganisme conţin enzime specifice de degradare pentru anumiţi aminoacizi, de exemplu decarboxilaze care catalizează decarboxilarea aminoacidului cu degajare de CO2.Se măsoară cantitatea de CO2 degajată în condiţii de lucrubine stabilite, care este proporţională cu concentraţia aminoacidului în probă /2,3,5,8,9,11/.
    Metode de preparare
    Importanţa deosebită a aminoacizilor atât pentru cercetările biochimice, nutriţionale şi microbiologice, cât şi pentru utilizarea lor în preparate farmaceutice, alimente şi furaje a determinat elaborarea unei multitudini de metode de preparare în laborator şi în industrie.Astfel, aminoacizii pot fi obţinuţi prin izolarea lor din hidrolizatele acide,bazice sau enzimatice ale proteinelor, prin sinteze chimice şi prin biosinteză.
    I.Izolarea din hidrolizatele proteice
    Izolarea aminoacizilor se poate realiza folosind adsorbţia pe cărbune activ, pământuri adsorbante, schimbători de ioni, cromatografie de repartiţie, electroforeză,coprecipitare cu reactivi specifici.ÃŽn timpul hidrolizei acide, triptofanul este degradat aproape complet; el se separă din hidrolizatele alcaline.Serina şi treonina sunt şi ele distruse parţial în condiţiile hidrolizei acide.De asemenea, în timpul hidrolizei acide şi alcaline, aminoacizii se racemizează parţial.Prin hidroliză enzimatică se obţin aminoacizi optic activi, cu configuraţiaL.Izolarea din hidrolizatele proteice serveşte la prepararea industrială a multor aminoacizi, cum sunt:acidul glutamic,lisina,cisteina,arginina,triptofanul,tirosina.
    II.Sinteze chimice de aminoacizi
    1.Aminarea acizilor a-halogenaţi
    Prin tratarea unui acid a-clorurat sau a-bromurat cu amoniac sau hexametilentetramină se obţine aminoacidul corespunzător:
    R-CH-COOH  +  2NH3                               R-CH-COOH  +  NH4X
                   X                                                                  NH2
Metoda se aplică la toţi a-bromacizii accesibili prin bromurarea acizilor, folosind metoda Hell-Volhard-Zelinski.Se utilizează un exces mare de amoniac, pentru evitarea formării de amine secundare şi terţiare.Cu HMTA se formează un aduct care se descompune prin încălzire cu HCl, dând aminoacidul cu randament mare.
    2. Aminarea reductivă
    Prin reducerea catalitică (cu Pd şi H2) a unui a-cetoacid în prezenţa amoniacului se obţine aminoacidul corespunzător:
    R-C-COOH    +NH3    R-C-COOH        +H2     R-CH-COOH
                  O                 -H2o        NH                                NH2
    a-cetoacidul sau esterul acetilacetic substituit pot fi transformaţi în oxime, hidrazone sau fenilhidrazone, care formează aminoacidul respectiv, prin reducere chimică sau catalitică:
    R-CO-COOH    +PhNHNH2        C6H5-NH-N-CR-COOH    H2             H2N-CHR-COOH
    CH3-CO-CHR-COOEt                   HON=CR-COOEt                      H2N-CHR-COOH
    Reducerea se poate efectua cu Sn şi HCl sau Zn şi CH3-COOH, cu amalgam de sodiu sau de Al, catalitic (cu Ni Raney) sau electrolitic.
    Importanţa preparativă a metodei reductive este mult mărită prin obţinerea compuşilor azotaţi intermediari pe căi mai simple decât cele de la acizii a-cetonici.O astfel de cale este cuplarea esterilor b-cetonici a-substituiţi cu săruri de diazoniu aromatice (Feofilaktov, 1938).
    R-CH-COOEt  +  C6H5-N=N]+Cl-            R-C-COOEt                   R-CH(NH2)-COOH  + 
        COCH3                                                      N-NHC6H5
+H2N-C6H5
    3.Aminarea prin transpoziţie intramoleculară
    Această metodă implică transformarea unui derivat al acidului cianoacetic într-o azidă sau amidă şi apoi în aminoacidul dorit, folosind transpoziţiile (degradările) Schmidt, Curtius sau Hofmann:
      CN                      CN                       CN                       CN                           COOH
            R-CH                  R-CH                   R-CH                    R-CH                       R-CH
                COOEt                CONHNH2          CON3                    NHCOOEt               NH2
              CN                        CONH2                NH2
                    R-CH                    R-CH                    R-CH
              COOH                  COOH                  COOH
    4.Reacţia cianhidrină (sinteza Strecker, 1858)
    Această metodă implică interacţiunea unei aldehide cu ionul cianură, în prezenţa amoniacului sau a carbonatului de amoniu.Se formează aminonitrilul,respectiv hidantoina substituită, care prin hidroliză cu acizi sau baze, se transformă în aminoacidul respectiv:
   

              R-CH=O  +  HCN          R-CH-CN                    R-CH-CN                    R-CH-COOH
                 OH                               NH2                             NH2
                  +(NH4)2CO3
                      R-CH-CO-NH                  +H2O
                NH-CO                       -NH3, -CO2
    5.Condensarea cu esteri N-acilaţi ai acidului aminomalonic
    Esterul  aminomalonic se obţine prin reducerea esterului izonitrozomalonic.Derivaţii N-acilaţi formează combinaţii sodate, care reacţionează în acelaşi mod ca esterul malonic sodat.Se utilizează de obicei derivatul N-acetilat sau N-formilat.
    EtOOC                                EtOOC                                          EtOOC
                  CH2       ONOH                        C=NOH      +H2, -H2O                      CH-NH2      Ac2O
    EtOOC                               EtOOC                                          EtOOC
    EtOOC
          CH-NH-COCH3
    EtOOC
    Se pot folosi şi esteri aminocianoacetici N-acilaţi:
                                          EtOOC-CH-NH-COCH3
                                                                 CN
    Derivaţii esterilor acidului aminomalonic se transformă în combinaţii sodate (cu etoxid de sodiu) care, prin condensare cu halogenuri de alchil sau acil şi hidroliză ulterioară, formează aminoacizii corespunzători.
    EtOOC                          R-X         EtOOC                           H2O          HOOC-CH-R
                      C-Na+          -NaX                             CR             -CO2                      NH2
    EtOOC      NHAc                          EtOOC         NHAc       -AcOH
         NC                                                 NC
                       C-Na+  +  RX   -NaX                           CR                      H2O
    EtOOC       NHAc                          EtOOC        NHAc          -CO2,-NH3,-AcOH   
    6.Condensarea unei aldehide cu un compus având o grupă metilen activ
    Această metodă se foloseşte pentru obţinerea aminoacizilor aromatici sau heterociclici şi se realizează pornind de la o aldehidă aromatică, care se condensează cu o azlactonă (de exemplu 2,5 dicetopiperazina, hidantoina, rodanina sau 2-mercaptotiazolin-5-ona).După reducere cu amalgam de sodiu sau zinc şi acid acetic şi hidroliză se obţine aminoacidul corespunzător.Această metodă este o aplicare a condensării Perkin.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
NH                                   
    O=                                     H2C-CO                       H2C-CO               H2C-CO
                      = O                                  NH                                NH                           S
           NH                              HN-CO                            S-CS                  HN-CS
    2,5 dicetopiperazină         hidantoină                       rodanină          2-mercaptotiazolin-5-onă
                                  H2C-CO                                          Ar-CH=             =O
     Ar-CH=O  +            N   O                H2O                                  N        O               H2
                                                                              
                                         Ph                                                              Ph
                                    azlactonă
    Ar-CH2               =O                  H2O                              Ar-CH2-CH-COOH
                             N        O                  -PhCOOH                                       NH2
                                                   Ph
    7.Oxidarea aminoalcoolilor
    Metoda este limitată la aminoalcoolii accesibili.
    AcHN-CHR-CH2OH  +  [O]            AcHN-CHR-COOH  +  H2O
    8.Se cunosc o serie de metode chimice de sinteză specifice unor aminoacizi, deci cu aplicabilitate limitată; de exemplu, adiţia amoniacului la dubla legătură a acizilor nesaturaţi:
    HOOC-CH=CH-COOH  +  NH3          HOOC-CH2-CH-COOH
                      acid fumaric                                                        NH2  acid asparagic
    Obţinerea formelor optic active
    Metodele chimice de sinteză conduc de obicei la aminoacizi racemici.Dedublarea formelor racemice ale aminoacizilor se poate realiza, în principiu, prin următoarele metode :
a.)    Cristalizarea selectivă a unuia din enantiomeri din soluţia saturată a acestuia.
b.)    Formarea de săruri diastereoizomere cu baze sau acizi chirali.Se folosesc de obicei
aminoacizi  N-acilaţi, pentru a le intensifica caracterul acid şi a forma săruri cu baze optic active.
Se pot utiliza şi esteri ai aminoacizilor, care au caracter bazic mai pronunţat decât aminoacizii şi formează săruri cu acizi optic activi.Aminoacizii bazici reacţionează ca atare cu acizii optic activi (acid D-camforic).Sărurile diastereoizomere se separă prin diferenţa de solubilitate.După separare, prin hidroliză se obţin aminoacizi liberi.
c.)Tratarea racemicului cu preparate enzimatice.Această metodă este înalt selectivă datorită
marii specificităţi a enzimelor şi posedă avantajul că permite obţinerea unor izomeri cu coufiguraţie cunoscută.Procedeele constau în:
    - introducerea amestecului racemic, prin ingerare (furaj) sau prin injectare, într-un animal, ale cărui enzime metabolizează numai forma L.Din urină se separă apoi enantiomerul D rămas netransformat;                                                                                                                                                                   
    - oxidarea sau decarboxilarea cu ajutorul unor microorganisme specifice sau ţesuturi, ale unuia din izomeri, celălalt rămânând neatacat.
    - hidroliza asimetrică sub acţiunea unor enzime (amidaze, esteraze, acilaze) ale derivaţilor aminoacizilor racemici substituiţi în mod adecvat, prin care se eliberează numai antipodul L, care se separă de enantiomerul D rămas nehidrolizat.
    III. Metode de biosinteză a aminoacizilor /2,5,7,8,9,10,12/
    Aceste metode se bazează pe capacitatea de biosinteză a microorganismelor şi au avantajul că se obţin aminoacizi din seria L, având configuraţia aminoacizilor naturali din proteine.Mecanisme foarte precise de reglare menţin concentraţia aminoacizilor în celule în limite foarte strânse.Prin mutageneză, celulele microbiene suferă modificări genetice, cu implicaţii asupra mecanismelor de reglare.Ele pot suferi o mutaţie sau deleţie a genelor operatoare sau reglatoare ale unora din enzime sau prin mutaşie genetică se pot codifica enzime modificate astfel încât să nu mai fie sensibile la metabolitul care le reglează în mod normal.Acest fel de microorganisme cu mecanismele de reglare modificate, cu permeabilitatea membranei celulare schimbată sau cu deficienţe metabolice, pot fi întrebuinţate industrial pentru producerea unor metaboliţi importanţi pentru om, printre care şi aminoacizii.
    Pentru obţinerea aminoacizilor se folosesc mutanţi de Brevibacterium sau Corymbacterium, dependenţi de alţi aminoacizi ce fac parte din schema de biosinteză a aminoacidului în cauză (de exemplu pentru producerea lisinei se folosesc mutanţi dependenţi de homoserină) sau mutanţi rezistenţi la analogi ai respectivului aminoacid.
    Drept materii prime se folosesc hidraţi de carbon, alcooli,hidrocarburi alifatice cu cel puţin 10 atomi de carbon, compuşi cu azot (proteine, peptide, uree, săruri de amoniu), săruri minerale (ce conţin K, Mg, Ca, P, Fe, Mn, Zn etc) şi factori de creştere.Aceste substanţe sunt folosite de microorganisme pentru a se dezvolta şi pentru a efectua biosinteza propriu-zisă a aminoacidului.
    ÃŽn timpul biosintezei se introduce aer sub presiune, steril, care furnizează  oxigen diferitelor procese metabolice.ÃŽn funcţie de aminoacid, concentraţia acestuia în mediile fermentate este cuprinsă între câteva grame şi până la 90-100 g/l.Aminoacizii astfel sintetizaţi sunt izolaţi şi purificaţi cu ajutorul schimbătorilor de ioni, cristalizării fracţionate, adsorbţiei pe diferiţi adsorbanţi.
    IV.Metode mixte
    Aceste metode se folosesc de avatajele metodelor chimice şi biochimice,deopotrivă.Astfel, se produc în cantităţi mari intermediari prin sinteză chimică şi apoi sunt supuşi transformărilor stereospecifice, cu obţinerea directă a L-aminoacidului.
    Utilizările aminoacizilor
    Aminoacizii se folosesc în medicină pentru prepararea unor medicamente şi pentru alimentaţia artificială în anumite îmbolnăviri ale sistemului digestiv, în caz de intervenţii chirurgicale etc.Se folosesc în alimentaţie, pentru suplimentarea unor produse deficitare în aminoacizi esenţiali, pentru accentuarea aromelor, pentru prepararea supelor concentrate,a alimentelor pentru copii, alimentaţia dietetică pentru cosmonauţi,ca antioxidanţi la prepararea conservelor şi băuturilor etc /5,10/.
    Cantităţi mari de aminoacizi se folosesc în zootehnie, pentru obţinerea concentratelor furajere şi pentru a mări digestibilitatea furajelor bogate în hidraţi de carbon şi sărace în proteine complete.Se folosesc, de asemenea, pentru prepararea unor medii bacteriologice necesare depistării unor boli /5,10/.
    Din punct de vedere fiziologic aminoacizii au un rol deosebit. Astfel, acidul glutamic are un rol major în dezintoxicarea organismului, glutamina obţinută prin aminarea lui fiind recomandată împotriva oboselii, depresiei şi impotenţei.Glicina intervine în sinteza hemoglobinei; ca precursor al glutationului, glicina se combină cu acidul colic şi formează glucocolaţi (săruri biliare) cu rol deosebit în digestie.Serina participă la sinteza cefalinei şi stingomielinei.Arginina trece în ornitină care permite sinteza spermidinei şi sperminei, prolamine considerate principali factori decreştere.Tirosina este precursorul a doi hormoni tiroidieni şi anume: triiodotironina şi tiroxina.De aceea, tirosina este deosebit de importantă în eliminarea dereglajelor tiroidiene.De remarcat că tirosina este precursor al adrenalinei şi noradrenalinei, substanţe cu rolimportant în păstrarea echilibrului psihic.Triptofanul conduce la formarea serotoninei care este un vasoconstrictor puternic, un bun stimulator al contracţiei muşchilor netezi, un excelent neurotransmiţător al sistemului nervos central.Am menţionat o parte din aminoacizi, în special cei a căror activitate fiziologică este remarcabilă şi care nu se găsesc întotdeauna cât ar trebui în alimentaţia zilnică /1,3,7,12/.






                PEPTIDE
    Peptidele sunt combinaţii de tip amidic rezultate prin condensarea a două sau mai multor molecule de aminoacizi.
    R-CH-COOH  +  H2N-CH-COOH      -H2O       H2N-CH-CONH-CH-COOH
                  NH2                           R                                           R                R
    Peptidele pot rezulta din două, trei sau "n" molecule de aminoacizi.Pentru sistematizarea acestor compuşi, convenţional ei se clasifică în /3/:
-    peptide (oligopeptide) - compuşi formaţi dintr-un număr relativ mic de a-aminoacizi;
-    polipeptide - compuşi formaţi dintr-un număr mai mare de a-aminoacizi, dar cu masa
moleculară mai mică de 10000;
-    proteine (poliprotide superioare, holoproteide) - compuşi cu masa moleculară mai mare de 10000;
-    heteroproteide - compuşi care pe lângă un lanţ proteic,mai conţin şi o grupare neproteică numită grupare prostetică.
Deci, fiecare moleculă de peptidă, polipeptidă sau proteină va conţine: "n" resturi de a-
aminoacizi; (n-1) legături peptidice (de tip amidă substituită); un N-acid (aminoacidul N terminal), rest de a-aminoacid de la capătul lanţului, care posedă grupa amino liberă şi un C-acid (aminoacidul C-terminal), rest de a-aminoacid, de la celălalt capăt al lanţului, care posedă grupa carboxil liberă /3/.
    Denumirile peptidelor se construiesc socotindu-le derivaţi acilaţi ai aminoacidului C-terminal.Se citesc succesiv radicalii aminoacizilor începând cu capătul N-terminal până la restul C-terminal /1,3,8/.De exemplu:
    H2N-CH-CO-NH-CH2-CO-NH-CH-CO-NH-CH-COOH
                       CH(CH3)2                           CH2-OH       CH3
    valil-glicil-seril-alanina  sau  Val-Gli-Ser-Ala
    Datorită posibilităţii de legare a aceloraşi aminoacizi în secvenţe diferite, peptidele pot prezenta fenomenul de izomerie de structură, de poziţie.Doi aminoacizi diferiţi pot da naştere la două dipeptide izomere după cum unul sau altul ocupă poziţia N- sau C-terminală.
    ÃŽn organismele vii se întâlnesc numeroase peptide (oligopeptide sau peptide mai mari) cu funcţii particulare.Unele din aceste peptide au legături peptidice atipice, cuprind resturi de aminoacizi modificaţi, structuri ciclice, altele cuprind D-aminoacizi /1,3,4,8,9/.
    Peptidele se deosebesc de proteine prin aceea că dializează prin membrane de celofan.Spre deosebire de peptide, proteinele sunt precipitate din soluţie cu acid tricloracetic /4/.
    PROPRIETĂŢI
    Cele mai multe peptide sunt cristaline, incolore, solubile în apă şi insolubile în alcool absolut, solubilitatea lor fiind condiţionată de mărimea moleculelor.La fel ca aminoacizii, au caracter amfoter, formând săruri solubile cu acizii şi cu bazele.
    Peptidele arată unele proprietăţi ale proteinelor.Cele compuse din mai mult de 3-4 aminoacizi dau reacţia biuretului.Unele dintre ele se precipită din soluţie, prin adăugare de electroliţi, şise redizolvă după îndepărtarea lor.
    Prin hidroliză eliberează aminoacizii componenţi.Peptidele în a căror componenţă intră aminoacizii optic activi naturali, pot fi hidrolizate de enzime proteolitice (peptidaze).
    Unele peptide apar ca produşi intermediari la hidroliza proteinelor cu acizi sau cu enzime şi servesc la stabilirea structurii proteinelor din care provin /3,4/.
    STRUCTURĂ
    Comportarea generală a peptidelor poate fi explicată pe baza structurii lor, problemele de structură fiind complexe, un exemplu de corelaţie între efecte electronice şi sterice, între aspecte calitative şi cantitative.Elementul central îl constituie gruparea peptidică.
    Examinarea geometriei şi dimensiunilor legăturii peptidice pe structuri cristaline ale unor oligopeptide, confirmă cunoştinţele generale asupra lagăturii amidice.Distanţa C-N este cu 10% mai scurtă decât în amine iar dubla legătură C=O este cu 0,02A mai lungă decât cea cunoscută pentru aldehide şi cetone.Aceste efecte sunt puse pe seama conjugării p-P din gruparea amidică, reprezentată ca o structură de rezonanţă între structurile limită I şi II /3,4,8/.
                                      a    O      R'                         a   O-       R'
                         R-CH-C-N-CH-COOH « R-CH-C=N+-CH-COOH
                                     NH2    H   a                        NH2    H   a'
                                          I                                               II
    Din lungimile de legătură şi din spectre RMN s-a calculat că structura hibrid conţine aproximativ 60% I şi 40% II, electronii p fiind delocalizaţi pe legăturile C-O şi C-N.Datorită acestei conjugări grupa C=O din amide şi peptide nu dă reacţiile caracteristice cetonelor, iar electronii neparticipanţi ai azotului nu sunt disponibili pentru legarea protonului şi ele sunt baze foarte slabe.De asemenea, conjugarea face ca legătura carbon-azot din gruparea peptidică să aibă caracter parţial de dublă legătură.Structura sterică a grupării peptidice este condiţionată de distribuţia electronică din această grupare, care are ca efect o anumită orientare în spaţiu a substituenţilor legaţi de atomii implicaţi în legătura peptidică şi anume, aceştia sunt orientaţi în acelaşi plan.Rotirea în jurul legăturii carbon-azot este frânată, fapt care creează condiţia necesară existenţei unor aranjamente geometrice temporare, a izomerilor conformaţionali de tip S-trans (transoid) şi S-cis (cisoid); dintre aceştia, izomerul S-trans fiind cel mai stabil /4/.

    Studiul peptidelor cu ajutorul difracţiei razelor X, a evidenţiat faptul că acestea adoptă preferenţial structura corespunzătoare formei S-trans, în timp ce structura corespunzătoare formei S-cis se regăseşte în sisteme ciclice de tipul 1,4-dicetopiperazinelor substituite.
    Având lungimile legăturilor şi unghiurile relativ rigide, legătura peptidică în ansamblu este şi ea rigidă, deşi o uşoară deformare este totuşi posibilă.Fiecare unitate peptidică este relativ voluminoasă şi datorită rigidităţii legăturii peptidice, flexibilitatea de ansamblu a lanţului polipeptidic este apreciabil restrânsă /3,4,9/.
    SINTEZE DE PEPTIDE
    O trăsătură caracteristică a stadiului actual de cercetare a peptidelor o reprezintă interferenţa şi condiţionarea strânsă dintre metodele de studiu şi sinteza de peptide sau de analogi structurali.
    Construirea unei catene polipeptidice formate dintr-o succesiune de aminoacizi diferiţi are loc în etape.Deoarece aminoacizii au două grupe funcţionale reactive care pot reacţiona între ele intrând în competiţie cu grupări echivalente dintr-un  nou aminoacid cu care se face condensarea, în sintezele de peptide se porneşte întodeauna de la un aminoacid cu una din grupările funcţionale blocate.Alegerea agenţilor de blocare se face în aşa  fel ca îndepărtarea lor, la sfârşitul sintezei să se facă în condiţii care nu afectează legătura peptidică creată /1,3,4,8,9,11/.
    Metode de blocare şi activare a grupărilor amino şi carboxil
    Pentru blocarea grupării aminice se utilizează mai ales cloroformiaţi şi anhidride.
1.)Protejarea grupării aminice prin carbobenzoxilare constă în acilarea aminoacidului cu cloroformiat de benzil (Cbz); produsul obţinut se transformă într-un derivat funcţional reactiv care reacţionează cu gruparea aminică (neblocată) a aminoacidului cu care se face condensarea.Eliminarea grupării protectoare se face prin hidrogenare catalitică în prezenţă de paladiu /1,9/.
C6H5-CH2-O-COCl  +  H2N-CHR-COOH            Cbz-NH-CHR-COOH        PCl5
Cbz-NH-CHR-COCl  +  H2N-CHR'-COOCH3   -HCl    Cbz-NH-CHR-CO-NH-CHR'-COOCH3
    H2/Pd     C6H5-CH3  +  CO2  +  H2N-CHR-CO-NH-CHR'-COOH
2.) Protejarea grupării aminice prin ftalilare se bazează pe observaţia că gruparea ftalil se elimină foarte uşor prin tratare cu hidrat de hidrazină /1,8,9/.
      CO                                                                                CO
             C6H4      O   +  H2N-CHR-COOH                               C6H4        N-CHR-COOH     PCl5
                    CO                                                                                CO
                    CO                                                                    CO
             C6H4       N-CHR-COCl  H2N-CHR'-COOH       C6H4             N-CHR-CO-NH-CHR'-COOH
                     CO                                                                    CO

    Ca şi metoda carbobenzoxilării, metoda aceasta nu provoacă racemizarea aminoacizilor.
    3.) Protejarea grupării aminice prin butoxicarbonilare se bazează pe observaţia că eliminarea grupării terţbutoxicarbonil are loc deosebit de uşor, la tratarea cu acid trifluor acetic în acid acetic sau în clorură de metilen, marele avantaj constând în faptul că, în afară de peptidă rezultă numai compuşi gazoşi /1,8,9/.
    (CH3)3C-OCON3  +  H2N-CHR-COOH               (CH3)3C-OCONH-CHR-COOH
                        (Boc)
                           PCl5  (CH3)3C-OCONH-CHR-COCl  +  H2N-CHR'-COOH
                         (CH3)3C-OCONH-CHR-CONH-CHR'-COOH
                                    (CH3)3C=CH2  +  CO2  +  H2N-CHR-CO-NH-CHR'-COOH
    4.) Blocarea grupărilor carboxil se realizează prin esterificare cu alcool benzilic, terţ-butanol ş.a./1,3,8,9/.
    5.) Activarea grupării COOH se realizează prin transformarea ei în cloruri acide, esteri şi prin utilizarea unor reactivi ca diciclohexilcarbodiimida (DDC) sau carbonildiimidazolul.
    Clorurile acide ale aminoacizilor care conţin şi alte grupări funcţionale în moleculă sunt greu de obţinut.Utilizarea esterilor obişnuiţi este limitată de reactivitatea redusă a acestora; se foloseşte mult esterul p-nitrofenilic, ("ester activat") obţinut prin tratarea aminoacidului (protejat) cu p-nitrofenol, în prezenţa DDC.
    N,N'-carbonildiimidazolul reacţionează cu gruparea carboxil din aminoacizi sau peptide protejate, dând N-acil-imidazol care în reacţie cu o amină sau un aminoacid conduce la o amidă,respectiv o peptidă /1,3,8,9/.

6.) Sinteza peptidelor în fază solidă (metoda Merrifield)
    Această metodă utilizează ca agent de blocare al grupării carboxil, polistiren clorometilat.Polimerul clorometilat este tratat cu o soluţie a sării de sodiu a aminoacidului care se fixează, sub formă de ester benzilic, pe polimerul solid:
Avantajul metodei constă în faptul că peptida intermediară ataşată de polimer este insolubilă şi poate fi uşor izolată prin simplă filtrare şi spălare.Se evită izolarea şi purificarea, după adăugarea fiecărui aminoacid.
    Desprinderea polipeptidei de pe polimer se poate face prin tratare cu HF anhidru care nu scindează legăturile peptidice.Prin această metodă s-au sintetizat, cu rezultate bune, insulina şi unii hormoni hipofizari /1,3,4,8,9/.
    Reprezentanţi
    Carnozina (b-alanilhistidina) şi anserina (b-alanil-N-metilhistidina) sunt dipeptide prezente în muşchi, care intervin în schimburile energetice din organism.
    L-aspartil-b-fenil-L-alanil metil eterul (aspartam) este o dipeptidă de 152 de ori mai dulce decât zaharoza;dacă radicalul fenil este înlocuit cu un radical ciclohexil, compusul rezultat este de 225 ori mai dulce decât zaharoza.Acest compus este folosit ca edulcorant artificial, cu slab aport caloric, de către diabetici şi pentru controlul greutăţii corporale începând din anul 1983.
    Glutationul (g-glutamil-cisteinil-glicina) - prima tripeptidă naturală cunoscută şi izolată din drojdia de bere, prezentă în toate celulele, joacă un rol important în procesele de oxido-reducere, datorită prezenţei în moleculă a grupării -SH, care are caracter reducător conducând la disulfura corespunzătoare.Glutationul funcţionează ca şi coenzimă a unor enzime.
    Oxitocina şi vasopresina sunt nonapeptide cu structură ciclică, datorită formării unei punţi disulfurice între grupările -SH, care provin de la două resturi de cisteină, prezente în lanţul polipeptidic.ÃŽn structura acestor peptide s-a constatat prezenţa a trei grupări amidice, formate la grupările carboxil libere, care provin de la aminoacizii monoaminodicarboxilici prezenţi în moleculă.Diferenţele structurale între aceste peptide sunt mici, dar acţiunea fiziologică este diferită.Aceste peptide sunt hormoni hipofizari.Oxitocina acţionează asupra musculaturii netede, în special a uterului, provocând contracţii.Vasopresina are o acţiune similară dar mult mai redusă, provocând creşterea tensiunii arteriale prin inhibarea diurezei.
    Insulina este de asemenea un hormon de natură proteică, secretat de pancreas.Masa moleculară a insulinei este de aproximativ 6000, dar moleculele sunt asociate formând agregate cu mase moleculare de 12000, 48000 care în anumite condiţii disociază.
    Insulina reglează metabolismul glucidic şi indirect influenţează şi asupra metabolismului altor compuşi organici.Hipofuncţia pancreasului conduce la diabet zaharat, boală care se caracterizează prin hiperglicemie şi glicozurie, apărând totodată şi modificări în metabolismul proteinelor şi lipidelor.Hiposecreţia de insulină poate fi compensată prin administrare periodică de insulină, care influenţează direct asupra sintezei glicogenului hepatic şi asupra oxidării glucozei în muşchi /1,3,4,8,9,11/.















               













PROTEINE
    Proteinele sunt compuşi organici naturali, consideraţi ca fiind suportul material al tuturor fenomenelor vieţii.Aceşti compuşi sunt principalii constituenţi cu structură macromoleculară ai protoplasmei tuturor celulelor vegetale şi animale.Denumirea lor derivă de la cuvântul "protos" care înseamnă de prim rang, cel dintâi,fundamental /2,3/.
    Proteinele sunt substanţe macromoleculare de natură polipeptidică, la construcţia cărora participă 20 de aminoacizi fundamentali.Proteinele sunt macromolecule informaţionale, cu secvenţe specifice de aminoacizi, sunt expresia epigenetică a genomului celular.
    Chimia proteinelor este deosebit de complexă, ea presupunând, mai întâi, înţelegerea principiilor generale de construcţie a moleculelor proteice, a modului în care dintr-un număr limitat de unităţi structurale se pot forma infinit de multe proteine şi ce factori intervin în realizarea arhitecturii lor.ÃŽn al doilea rând, studiul proteinelor necesită abordarea fiecărui tip de proteină în parte, stabilirea pentru fiecare specie moleculară a constituţiei chimice, a arhitecturii ei spaţiale şi a funcţiei sau a funcţiilor pe care le exercită /1,3,8,9/.
    Structură
    Cu cât numărul de a-aminoacizi, care formează molecula unui compus de natură proteică este mai mare, cu atât problemele pe care le ridică structura acestor compuşi sunt mai complexe.Cercetările efectuate în acest domeniu, au condus la rezultate experimentale pe baza cărora se disting patru grade structurale sau niveluri de organizare, deosebindu-se prin complexitatea lor.Acestea au fost numite structuri primare, secundare, terţiare şi cuaternare /2,8,9/.
    Structura primară a unei proteine este determinată prin felul aminoacizilor, numărul lor şi succesiunea lor specifică, respectiv secvenţa lor.Structura primară redă totalitatea legăturilor covalente din moleculă, fiind denumită şi structură covalentă.Distanţele interatomice şi unghiurile de valenţă calculate sunt cele precizate pa peptide /1,2,3,8,9/.
    Cunoaşterea structurii primare are o importanţă deosebită pentru înţelegerea rolurilor proteinelor. Prin studii de secvenţialitate s-a stabilit că o proteină dată are o structură unică, nu este un amestec de specii moleculare diferite, cum este cazul polimerilor de sinteză.S-a constatat că nu există regularitate în înlănţuirea aminoacizilor, nu există anumite secvenţe preferate faţă de altele, astfel că dacă la o proteină cu 100 de resturi de aminoacizi se cunoaşte natura şi secvenţa a 99 dintre ei, nu există nici o regulă care să permită prevederea celui de al 100-lea.
    Structurile primare ale proteinelor constituie baza înţelegerii la nivel molecular a activităţii lor biologice.Prin compararea structurilor primare ale proteinelor care îndeplinesc funcţii omoloage la organisme diferite se poate stabili gradul de varietate structurală compatibilă cu o anumită funcţie.Secvenţa aminoacizilor într-o proteină este veriga între mesajul geneti înscris în ADN şi expresia acestui mesaj.S-au descoperit specii de proteine anormale (mutante) ca expresie a unor modificări la nivelul genomului.Aceste proteine anormale se pot manifesta sub forma unor boli-bolile moleculare.
    Structura secundară este determinată de aranjarea în spaţiu a catenei polipeptidice şi de legăturile care se stabilesc între catene.Legăturile de hidrogen, între grupările NH- şi    C=O, joacă un rol esenţial la acest nivel de organizare /2/.
    Prin studii de difracţie cu raze X pe cristale pure de polipeptide sintetice şi naturale, Pauling şi Corey au indicat modalităţile de realizare a structurii secundare: atomii implicaţi în legătura peptidică sunt coplanari; atomii de carbon din lanţul peptidic sunt poziţionaţi trans unul faţă de altul, făcând să scadă forţele de respingere;distanţele interatomice şi unghiurile de valenţă au aceleaşi valori indiferent de dimensiunile catenei;numărul legăturilor de hidrogen care se stabilesc între oxigenul carbonilic şi azotul amidic este maxim posibil, hidrogenul fiind plasat pe linia imaginară care ar uni oxigenul de azot.Legătura de hidrogen poate fi intramoleculară, rezultând o structură a-elicoidală, formată printr-o răsucire în spirală a catenei polipeptidice, şi intermoleculară, obţinându-se o structură pliată, prin simpla pliere a catenei.S-a dovedit că aceste structuri sunt concordante cu proprietăţile fizico-chimice ţi biologice /2,3/.
    Structura de a-helix
    Lanţul polipeptidic se răsuceşte la nivelul legăturilor simple, pentru ca grupările   C=O şi   NH să devină adiacente stereochimic pentru a forma punţi de hidrogen.Se obţine astfel o structură repetitivă elicoidală în care toate unităţile se află în raporturi spaţiale identice cu unităţile vecine.O grupare   NH formează legătura de hidrogen cu gruparea   C=O a celui de-al patrulea rest de aminoacid din secvenţa liniară.ÃŽn acest fel toate grupările   C=O şi  NH  sunt unite prin punţi de hidrogen.
    Stereochimia grupării peptidice, unghiurile de legătură, distanţele interatomice,colinearitatea legăturilor de hidrogen, apartenenţa tuturor aminoacizilor la aceeaşi serie optică ( seria L) determină o anumită geometrie a elicei a:
-    cu fiecare rest de aminoacid se avansează pe verticală cu 1,47A;
-    pasul elicei, distanţa între două puncte echivalente pe verticală, este de 5,21 A şi cuprinde 3,6 resturi de aminoacizi;                       
-    diametrul elicei, diametrul suprafeţei cilindrtce în care se află atomii Ca, este de 10,1A;
-    sensul răsucirii lanţului polipeptidic este de la stâvga la dreapta;
-    radicalii R ai tuturor aminoacizilor sunt orientaţi spre exteriorul elicei, configuraţia atomilor Ca fiind aceeaşi pentru toţi aminoacizii;
-    toate grupările NH şi   C=O formează punţi de hidrogen.
Un lanţ polipeptidic sub formă de a-elice se prezintă ca un bastonaş cu diametrul de                            10.1A, pentru 300 de resturi de aminoacid, lungimea fiind 450A /1,2,3,9,11/.       

Structura b
O altă structură secundară a lanţurilor polopeptidice în care se realizează potenţialul maxim de legare prin punţi de hidrogen a grupărilor   C=O şi   NH este structura b sau structura pliată.ÃŽn acest caz punţile de hidrogen sunt intercatenare, lanţurile polipeptidice aşezându-se în straturi.Cea mai stabilă structură se obţine dacă lanţurile evoluează unul de la capătul N-terminal şi celălalt în sens invers (structura b cu lanţuri antiparalele).Datorită rigidităţii legăturii peptidice şi coplanarităţii grupării  -CH-NH-CO-CH-  se realizează structuri asemănătoare unei foi plisate.Radicalii R sunt orientaţi, alternativ,de-o parte şi de alta.Structura b este întâlnită în proporţie de 100% în fibroină, proteina din mătase, şi în proporţii variabile în alte proteine fibrilare.Structura b se întâlneşte însă şi la proteine globulare, fie între segmente aparţinând la lanţuri diferite, fie într-un acelaşi lanţ polipeptidic.
b-keratina este compusă din straturi formate din catene polipeptidice orientate paralel, în acelaşi sens şi unite prin legături de hidrogen.Fiecare catenă este legată astfel de cele două catene vecine, prin legături de hidrogen între grupările  CO şi   NH ale lor /1,2,3,8,9/.

Structura terţiară
Acest nivel de organizare înglobează structura secundară şi defineşte raporturile dintre segmentele de a-elice şi structură b, modul de împachetare a lanţului polipeptidic.Factorii determinanţi ai structurii terţiare ai unei proteine sunt interacţiunile necovalente între radicalii R de la Ca, fie că aceştia se află în regiuni cu structură a sau b, fie că sunt cuprinşi în segmente neorganizate.La acest nivel de organizare terţiar, molecula proteică dobândeşte forma sa specifică /2/.
ÃŽntre diverşii radicali ai aminoacizilor se pot stabili următoarele tipuri de legături necovalente:
1.punţi de hidrogen între radicalii cu grupări alcoolice (din resturi seril, treonil), fenolice (din resturi tirosil), amidice (din resturi glutaminil şi asparaginil).
2.legături ionice, saline, între radicalii cu sarcini electrice sau interacţiuni polare între radicalii polari, fără sarcini.
3.interacţiuni hidrofobe între resturile aminoacizilor nepolari ca: valină, leucină, izoleucină, fenilalanină, alanină.
Resturile cisteinil din multe proteine formează legături disulfurice care leagă covalent regiuni mai îndepărtate ale lanţurilor polipeptidice /3/.
Un lanţ polipeptidic adoptă, în măsura în care îi permite structura sa primară, configuraţii de α-elice sau de structură b şi prin pliere, împachetarea lanţului caută să satisfacă şi afinităţile radicalilor R.Rezultanta tuturor acestor interacţiuni determină conformaţia moleculei proteice.Factorul ultim care determină conformaţia unei proteine este structura sa primară.Informaţia genetică tradusă în secvenţe de aminoacizi, prin jocul forţelor fizico-chimice, se transformă spontan în edificii tridimensionale specifice /1,2,3,9/.
Prima proteină a cărei structură tridimensională a fost stabilită în cele mai mici detalii, precizându-se poziţia în spaţiu a tuturor atomilor componenţi este mioglobina.
Numărul proteinelor cu structură terţiară cunoscută este în continuă creştere şi analiza acestor structuri dovedeşte păstrarea trăsăturilor calitative dar cu o mare plasticitate în detalii.Structura terţiară, spre deosebire de cea secundară, este determinată de elemente nerepetitive; totuşi şi la acest nivel au fost recunoscute câteva scheme de organizare spaţială.Aceasta a permis clasificarea proteinelorglobulare în câteva clase /2/:
a.)    proteine all-α -lanţul polipeptidic are structură secundară de α-elice în proporţie de aproape 100% şi elicele sunt împachetate într-o formă compactă, globulară;
b.)    proteine all-b -lanţul polipeptidic prin îndoire formează structuri b cu lanţuri antiparalele,aşezate unele lângă altele;
c.)    proteine α+b -segmentele cu organizare secundară α şi b sunt segregate în structura terţiară;
d.)    proteine α/b -segmentele α şi b alternează în structura terţiară;            
e.)    proteine fără organizare secundară α sau b, plierea lanţului fiind hotărâtă numai de interacţiunile între R;în general sunt proteine mici ce cuprind un număr relativ mare de punţi disulfurice
Organizarea pe domenii a proteinelor /2,3/
    După recunoaşterea unor scheme structurale la nivelul organizării terţiare a moleculelor proteice,un concept nou, care permite o mai bună înţelegere a raporturilor dintre structura şi funcţiile unei proteine este conceptul organizării proteinelor mai complexe, pe domenii structurale.
    Prin domenii structurale ale unei proteine se înţelege regiunile compacte cu organizare terşiară specifică, relativ rigide, separate între ele de segmente mai puţin organizate, care permit mişcarea unui domeniu în raport cu altul (dinamica domeniilor).Fiecare domeniu structural al unei proteine este răspunzător de o anumită funcţie.Gradul de flexibilitate al domeniilor variază de la mişcări mai ample la altele restrânse, depinzând de natura segmentelor interdomenii.
    Un aspect de cea mai mare importanţă care a rezultat din dezvolterea conceptului de organizare pe domenii a proteinelor este acela că domenii cu structuri şi proprietăţi asociative similare sunt prezente în proteine diferite.Complexitatea structurilor şi funcţiilor proteinelor poate rezulta prin asocierea de domenii structurale diferite (construcţie modulară).
    Construcţia proteinelor complexe din module funcţionale independente conferă proteinelor potenţialitîţi noi.Organizarea pe domenii este întâlnită la unele enzime solubile, fiecare domeniu catalizând o etapă dintr-o secvenţă metabolică.Eficienţa creşte foarte mult deoarece este împiedicată pierderea intermediarilor în reacţii colaterale, procesul desfăşurându-se în flux continuu /2/.
        Structura cuaternară a proteinelor
    Multe proteine sunt alcătuite din mai multe lanţuri polipeptidice, de regulă un număr mic şi pereche (proteine oligomere).Lanţurile individuale sunt denumite protomeri.La aceste proteine, pe lângă structurile primară, secundară şi terţiară ale fiecărui protomer, apare un nivel superior de organizare-structura cuaternară.Aceasta defineşte natura, numărul şi modul de asociere a protomerilor /1,2,3,8,9/.
    Funcţia specifică a unei proteine oligomere se manifestă numai la nivelul structurii cuaternare, protomerii separaţi fiind inactivi.
    Asocierea protomerilor, structura cuaternară, se relizează numai prin forţe slabe, necovalente şi devine stabilă, permanentă, numai dacă suprafeţele de contact sunt complementare şi un număr cât mai mare de atomi se apropie până la nivelul razelor por van der Waals.Complementaritatea suprafeţelor de contact asigură un grad foarte înalt de exactitate şi de specificitate a structurilor cuaternare.Protomerii unor proteine omoloage de la specii diferite nu se asociază.
    Interacţiunile prin suprafeţe complementare prezintă fenomenul de cooperare, adică primele interacţiuni favorizează formarea celorlalte.La început moleculele se juxtapun prin câteva puncte, după care celelalte grupări îşi găsesc mai uşor partenerii.
    Capacitatea de interacţiune a moleculelor prin suprafeţe complementare explică nu numai formarea proteinelor oligomere, a unor structuri supramoleculare, dar şi modul în care proteinele îşi îndeplinesc funcţiile caracteristice.
    Structurile cuaternare permit funcţionarea unor mecanisme fine de reglare a activităţii proteinelor.O perturbaţie care are loc la nivelul unui protomer poate fi transmisă în restul moleculei, fiind resimţită la nivelul contactului dintre protomeri;structura cuaternară este alterată şi totodată şi funcţia proteinei.Acest mecanism de reglare este denumit reglare alosterică.
    Un exemplu de structură cuaternară este aceea a hemoglobinei, studiată prin analiză cristaligrafică cu razeX.ÃŽn acest caz, lanţurile polipeptidice, în număr de patru, sunt legate între ele prin legături de hidrogen, forţe van der Waals,legături polare, formând o legătură tetrameră, care sub acţiunea unor factori din mediu, se desface în protomeri, iar sub acţiunea condiţiilor iniţiale, se srtucturează din nou cuaternar /2,9,11/.
        METODE DE DETERMINARE A STRUCTURII
    Pentru a fi studiate, proteinele trebuie izolate din diverse organe şi apoi purificate.De obicei, proteinele se separă din materiale biologice cu o soluţie salină sau cu solvenţi organici diluaţi cu apă.ÃŽn principiu, proteinele se separă de substanţele cu care se găsesc în amestec în soluţie, fie prin dializă prin membrane semipermeabile, fie prin electroforeză; apoi se cristalizează prin precipitare cu etanol sau săruri neutre /9/.
    Analiza elementară calitativă şi cantitativă a proteinelor a pus în evidenţă prezenţa elementelor:C (50-52%); H(6,8-7,7%); O(20-25%); N(15-18%) şi S(0,5-2%).ÃŽn unele cazuri s-au identificat şi elementele: P,Fe,Cu,I,Cl,Br /8,9/.
    Pentru stabilirea structurii peptidelor, polipeptidelor şi proteinelor se utilizează metodele fizico-chimice, problemele de structură fiind deosebit de complexe.
    Pentru determinarea structurii primare a substanţelor proteice este necesară cunoaşterea felului şi numărului α-aminoacizilor din care este format compusul proteic analizat (adică identificarea şi dozarea α-aminoacizilor) precum şi stabilirea secvenţei α-aminoacizilor, adică stabilirea ordinei în care aceştia se succed în moleculă /3/.
        Identificarea şi dozarea aminoacizilor
    Extractele proteice sunt supuse unor operaţii de separare şi purificare laborioase, obţinându-se în final polipeptide sau proteine în stare pură.Acestea sunt hidrolizate, pe cale chimică sau enzimatică, conducând la hidrolizate proteice.
    Din hidrolizatele proteice, aminoacizii se identifică folosind mai ales metodele cromatografice (vezi aminoacizi).Apoi se determină cantitativ aminoacizii, mai ales prin metode spectrofotometrice.Se cunosc aparate bazate pe separarea cromatografică a aminoacizilor şi dozarea spectrofotometrică a acestora, cu funcţionare automată /3,9/. -Cea mai buna inspiratie…
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Zaharul

   Aproape 85 milioane de tone anual de zahãr cristalizat se produc in prezent pe glob . Aceasta cantitate , raportatã la cele peste 4 miliarde de locuitori ai planetei , aratã cã pentru fiecare om se produce in jur de 20 kilograme . Aceastã cantitate nu ar fi asa de micã , numai cã in unele tãri consumul de zahãr pe cap de locuitor trece de 60 kg. pe an  , in timp ce in altele consumul este aproape neglijabil . Iar dacã facem comparatie intre consumul de zahãr al orãsanului si consumul de zahãr al populatiei rurale , constatãm cã in multe zone pe glob sunt populatii care arareori ajung sã guste din dulceata zahãrului .Dar omul nu poate trãi farã zahãr  indiferent cã acesta este zaharozã  , adicã zahãrul obisnuit , sau alt zahãr mai simplu cum ar fi glucoza sau fructoza . Gustul si nevoia omului pentru alimente dulci au crescut cu timpul si necesitatea extragerii din plante a zahãrului cristalizat devenea tot mai necesarã . Prima plantã care a furnizat omului materia primã pentru zahãrul cristalizat a fost trestia de zahãr ,din care , cu mai bine de 1800 de ani in urmã , s-a putut obtine de cãtre populatii de pe teritoriul Indiei o substantã dulce , pe jumãtate întãritã , de culoare brunã . Si astfel apare in scurt timp zahãrul  cristalizat . Apoi trestia de zahãr , care se cultiva acolo de veacuri a fost adusã de arabi in Egipt , Siria , Sicilia , insulele Canare , Azore si alte regiuni . In America trestia de zahãr a ajuns o datã cu cea de-a doua cãlãtorie a lui Columb pe insula „ La Espagnola „ ( azi insula Haiti ) , de unde a trecut in America Centralã si America de Sud . Extragerea zahãrului cristalizat s-a perfectionat foarte repede si trestia de zahar a devenit una din cele mai rentabile culturi tehnice . Pe intinsele plantatii de trestie de zahãr , ca si pe intinsele plantatii de bumbac , milioane de sclavi isi pierdeau viata in cea mai neagrã mizerie , pentru monopolistii plantatiilor si ai fabricilor de zahãr . Dar plantatiile de trestie de zahãr din insula Haiti , care pânã in anul 1791 detinea intâietate in comertul international al zahãrului , au fost pustiite de rãscoalele sclaviilor care nu au mai putut indura foametea si mizeria . Cu timpul , trestia de zahãr s-a extins în cultura in Brazilia si alte tãri din America de Sud si Centrala , in Australia , in Asia ( China , Filipine , Indonezia ) si in mai multe tãri africane . Aceastã plantã este perenã , o plantatie putând fi exploatatã 5 - 7  ani .
           In Cuba trestia de zahãr a gãsit conditii foarte bune de vegetatie si astãzi , ca si cu 150 de ani in urmã , aceastã tarã se situa in anul 1980 pe
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
locurile fruntase in lume in productia de zahãr din trestie . In anul 1970 productia de zahãr a acestei tãri a fost de 7,5 milioane de tone , iar anul 1974 de 6 milioane tone , in acel an fiind întrecutã numai de Brazilia , care a produs aproape 8 milioane tone . In Cuba , 252 fabrici extrag zahãrul din trestie . Productia anuala de zahãr pe cap de locuitor a Cubei este de 660 kg ( anul 1980 ) .
           Trestia de zahãr constituia cea mai importantã bogãtie a Cubei ( 1980 ) , principalã sursã pentru dezvoltarea economicã a tãrii . „ Azucar para crecer „ ( Zahãr pentru dezvoltare ) stã scris pe pancarte instalate de-a lungul soselelor , la intrarea in fabrici . Actualmente Cuba este cea de-a patra fortã mondialã in producerea de zahãr din trestie de zahãr alãturi de Brazilia , India , Mexic . Trestia de zahãr face parte din familia Gramineelor , se cheamã stiintific Saccharum officinarum , creste inaltã de 2 - 4 m si contine in mãduva tulpinii in jur de 14 % zahãr . Ocupã  pe glob circa 11,3 milioane hectare .
            Trestia de zahãr este o plantã a regiunilor calde , tropicale si subtropicale , unde nu existã iarnã , iar temperatura medie anualã nu scade sub 16 ° ( Tãri favorizate : Mexic , Cuba  India , Brazilia ) . Pentru recolte mai este necesarã o cantitate mare de precipitatii . Pe teritoriul Cubei plouã anual însumat circa 750 - 1900 l pe metru pãtrat .
            La fel ca si trestia de zahãr , sfecla a fost luatã în culturã datoritã gustului dulce al frunzelor , petiolilor si rãdãciniilor si acest lucru s-a intamplat cu 3500 - 4000 de ani în urmã .
Zahãrul din sfeclã a fost scos în evidentã cu mult timp înaintea erei noastre , sucul dulce al sfeclei rosii fiind recomandat în medicinã in locul mierei de albine . Odatã dezvoltatã cultura sfeclei de zahãr si industria zahãrului din sfeclã , a inceput si concurenta intre cele douã plante. In tabelul urmãtor se aratã câteva cifre in acest sens :

Anul    1840    1901    1913    1924    1939    1945    1953    1959   
Zahãr  din trestie  pe glob %     95,65     32,4     54,0     66,0     63,0     72,7     66,8     59   
Zahãr  din sfeclã  pe glob %     4,35     67,6     46,0     34,0     37,0     27,3     33,2     41,0   

Si in prezent productia de zahãr a lumii se realizeazã in proportie de 59 % din trestie si 41 % din sfeclã . In productia mondialã de zahãr , locul întâi ii va reveni intotdeauna trestiei de zahãr , care fatã de sfecla de zahãr prezintã o serie de avantaje si care are largi posibilitãti de extindere in cultura in zonele calde ale globului . Avantajele culturii de sfeclã de zahãr sunt atât de
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
mari incât un olandez mentiona ca in Olanda nu se concepe posibilitatea restabilizãrii unei exploatãri agricole fãrã cultura sfeclei de zahãr , al cãrei randament mediu este cel mai ridicat din lume si care nu poate fi inlocuitã mai avantajos cu alte plante . Sfecla de zahãr este singura plantã care furnizeazã materia primã pentru producerea zahãrului in climatul continental ; trestia de zahãr este singura plantã cre furnizeazã materia primã pentru producerea zahãrului in climatul tropical .
           Pe glob sfecla de zahãr (  Beta vulgaris saccharifera ) se seamãnã pe circa 8,5 milioane hectare , din care in Rusia , se cultivã circa 3,5 milioane hectare , iar in restul Europei 3 milioane hectare . Fatã de media anilor 1948 - 1953 , suprafata cultivatã cu sfeclã de zahãr a Rusiei ( si CSI ) se ridicã la aproape 12 milioane tone .
           Principalele tãri cultivatoare de sfeclã de zahãr din Europa sunt : Polonia ( 409.000 ha )
Franta ( 409.000 ha ) , Germania ( 423.000 ha ) , Italia ( 281.000 ha )  , Marea Britanie          187.000 ha ,  Cehia + Slovacia ( 180.000 ha ) , Spania ( 146.000 ha ) , Ungaria ( 121.000 ha ) , Iugoslavia ( 80.000 ha ) , Bulgaria ( 66.000 ha ) , Belgia ( 65.000 ha ) , România ( 240.000 ha ) . In raport cu suprafata arabilã , suprafete mari cu sfeclã de zahãr se mai cultivã in Danemarca , Olanda si Suedia . In America de Nord sfecla de zahãr se seamãnã pa circa 600 mii hectare . Un hectar cultivat cu sfeclã de zahãr poate sã producã peste 50 tone de rãdãcini . Productiile medii la hectar , care se obtin pe suprafete mari , sunt insã mai mici de 50 de tone . Astfel in Belgia se produce circa 50 t , in Franta 44 t , in Germania 55 t , in Italia 37 t , in S.U.A. 40 t , in Olanda 48 t  etc . Dacã ne gândim cã din 100 kg de rãdãcini se obtin circa 14 kg de zahãr cristalizat, deducem din productia de rãdãcini de sfeclã de pe un hectar se obtin 7000 - 8100 kg zahãr . Sunt multe situatii când sfecla de zahãr a produs un vagon de zahãr cristalizat la hectar .
            In România primele incercãri pentru cultivarea sfeclei de zahãr s-au fãcut in anul 1863 , de cãtre cunoscutul agronom si economist P.S. Aurelian ( 1833 - 1909 ), la Scoala superioarã de agriculturã de la Herãstrãu . In anul 1938 , de pildã , an de vârf pentru economia româneascã din acel timp , suprafatã semãnatã cu sfecla de zahãr se ridicã la numai 32,6 mii hectare . De pe aceastã suprafatã se recolta mult prea putinã sfeclã de zahãr pentru a satisface consumul intern si pentru a exporta . In plus , nevoia de seminte se asigura numai prin import , iar cultivatorii erau opriti sã ingrase culturile de sfeclã pe motiv cã s-ar fi inrãutãtit calitatea de fabricatie .
            Modificãri radicale in cultura sfeclei de zahãr in România s-au produs dupã anul 1958 , când s-a hotãrât ca întegul necesar de zahãr al populatiei tãrii sã se producã din culturi proprii ( o mãsurã radicalã )  . In
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
anul 1965 suprafata semãnatã cu sfeclã de zahãr a crescut la 190 mii hectare , apoi la 234,4 mii hectare in anul 1977 . Iar productia medie la hectar a crescut de la 14 t in anul 1938 la 28 de tone in anul 1972 si la 29,4 in anul 1976 . In prezent functioneazã in tarã circa 15 fabrici de zahãr , fatã de câteva existente dupa anul 1950 .
            Dupã cum se stie , zahãrul constituie unul din alimentele de bazã ale omului . Valoarea lui alimentarã este datã de cantitatea mare de energie pe care o produce in organism si de rapiditatea si gradul in care se asimileazã . In timp ce 1 kg de pâine neagrã asigurã organismului 2200 de calorii , iar 1 kg de carne de vacã 1500 de calorii , un kilogram de zahãr asigurã circa 4000 calorii . In organism zahãrul se asimileazã in numai 15 minute de la consumare , in timp ce la alte alimente asimilarea se produce dupã 60 - 90 de minute . Acestea sunt motivele pentru cerinta tot mai mare de zahãr  . Dar in afarã de zahãr , sfecla de zahãr se poate intrebuinta la fabricarea spirtului . Din 100 de rãdãcini , cu 17 % zahãr , rezultã circa 10 l alcool absolut , iar de la un hectar cultivat cu sfecla de zahãr se por obtine pânã la 3000 l de alcool absolut . O importantã deosebitã au reziduurile industriale rezultate in urma extragerii zahãrului . Astfel melasa , un lichid gros de culoare brunã , cara contine 50 % zahãr , 20 % zahãr substanta organice nezaharate si 20 % apã, se utilizeazã pentru extragerea mai departe a zahãrului , in industria spirtului , industria alimentarã si hrana animalelor .
           Zahãrul este un produs al procesului de fotosintezã si atâta timp cât va exista soare , apã si oxigen , atâta timp va exista si materie primã pentru extragerea zahãrului .
           Crearea soiurilor românesti de sfeclã de zahãr a reprezentat o insemnatã realizare a stiintei agricole , intrucât aceste soiuri fiind adaptate la conditiile de climã si de sol ale tãrii noastre sunt mai productive . Pentru a fi cât mai apropiate de procesul de extractie al zahãrului in fabrici , in unele laboratoare de cercetare a soiurilor din fosta Uniune Sovieticã analizele de randament se fac in „ fabrica de zahãr pe masã „ , adicã o instalatie de laborator care reproduce in extragerea zahãrului întocmit procesele tehnologice din fabricile de zahãr . In acest fel se obtin rezultate de randament foarte exacte .
            In conditii de umiditate redusã , greutatea unei rãdãcini de sfeclã a fost de 125 g , iar continutul de zahãr s-a ridicat la 19,2 % , in total pe rãdãcinã a ajuns la 24 g ; in conditii de umiditate ridicatã , greutatea rãdãcinii a crescut însã la 192,4 g zahãr . Deci 192,4 g de zahãr in rãdãcinã , fatã de 24 g .
            In Câmpia Bãrãganului sfecla de zahãr avea conditii optime de vegetatie din punctul de vedere al luminii solare ( intensitate , duratã ) , al
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
temperaturii aerului si al solului . Dar nu se putea  cultiva din cauza cantitãtiilor reduse de precipitatii , a secetelor indelungate din timpul verii . Din aceastã cauzã radãcinile rãmâneau foarte mici si cu tot continutul lor de zahãr la hectar nu trecea de 2500 - 3000 Kg . Odatã cu extinderea irigatiilor , zona Bãrãganului a devenit foarte favorabilã sfeclei de zahãr din toate punctele de vedere si astfel productia de zahãr se ridicã la 10 mii kg la hectar . Sfecla de zahãr este una dintre plantele care asigurã , în conditii de irigare , productii deosebit de ridicate . In anul 1980 , în România pe cap de locuitor revenea circa 60 kg de zahãr pe cap de locuitor .
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Sodiul

     Sodiul este un metal alcalin cu o reactivitate chimica foarte mare; de aceea, el apare in natura numai sub forma de  combinatii.
         Sodiul se afla raspadit in litosfera, hidrosfera si biosfera, cobtinutul lui in scoarta terestra fiind de 2,64%.Sodiul ocupa locul patru intre matale si locul sase dintre toate elementele chimice.
      Principalele zacaminte naturale de saruri de sodiu sunt: sarea germa, milabrilitrul, salpetrul de sodiu, soda, silicatii, aluminosilicatii.

Reteaua metalica a sodiului

Legatura metalica

      Metalele se deosebesc de celelalte elemente printr-o serie de proprietati specifice. Manifestarea acestor proprietati fata de proprietatile substantelor in care predomina legatura covalenta sau atractia elctrostatica intre ioni sugereaza existenta in metale a unei legaturi chimice de un tip special, denumita legatura meatalica.
         Asupra legaturii metalice s-au emis mai multe teorii care au evoluat odata cu teoriile asupra structurii atomului si legaturilor chimice.
      In reteaua cristalina a metalelor, fiecare atom de metal este inconjurat de un numar mai mare de atomi decat numarul electronilor de valenta.
      Unul din modelele moderne ale teoriei legaturii metalice considera ca exista o diferenta intre distributia electronilor intr-un atom izolat al unui metal si distributia electronilor in cristalul de metal.
      Orbitali interiori complet ocupati nu participa la formarea legaturii.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Orbitalii se intrerup astfel incat electronii de valenta devin comuni inregului cristal. Apar zone sau benzi de energie mai largi care cuprind mai multe niveluri enegetice, intre care diferenta de energie este foarte mica. Ocuparea cu electroni a nivelurilor intr-o banda a nivelurilor se face conform principiului lui Pauli, cate doi electroni cu spin opus pe fiecare nivel.                   
      La temperaturi coborate electroni ocupa nivelurile cele mai joase din banda de energie , celelalte loniveluri superioare ramanand libere. Prin ridicarea temperaturii, o parte din electronii de pe nivelurile joase trec pe nivelurile de energie mai inalte ale benzii respective. Numai acesti electroni, promavati de la niveluri mai inalte contribuite la transportul caldurii.
      Daca se aplica o tensiune electrica a metalului, electronii din nivelurile inferioare trec pe nivelurile superioare ale benzii, astfel incat toti electronii benzii de energie contribuie la transportul electricitatii, determinand conductibilitatea electrica a metalului.
      Existenta electronilor liberi in toate structurile metalice determina atat proprietati exterioare caracteristice metalelor :opacitatea, luciulul metalic, si in majoritatea cazurilor, culoarea lor cenusie, precum si inalta lor conductibilitate electrica si  termica.
     O caracteristica importanta a metalelor este tendinta lor da a se deforma sub actiunea  fortelor mecanice ceea ce confera metalului clitatea de a putea fi prelucreat si la rece si la clad.

Proprietati fizice ale sodiului

      In taietura proaspata, sodiul are o culoare alb-argintie cu luciu metalic. Are densitatea de 0,97g/cm3 si de aceea pluteste pe suprafata apei. Se topeste la 98,7oC.
      Este un metal moale, de consistenta cerii, putand fi taiat cu cutitul. Duritatea sodiului este foarte mica, egala cu 0,4 din scara Mohs.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Sodiul este un bun conducator de caldura si electrcitate. In flacara se volatilizeaza, vaporii sai sunt colorati in galben intens caracteristic. Pe aceasta proprietate se bazeaza indentificarea sodiului si a compusilor sai.
       
Proprietati chimice ale sodiului

      Sodiul este printre cele mai active elemente cunoscute. In combinatiile sale are numarul N.O.=+1.
      In aer, sub actiunea oxigenului, a dioxidului de carbon si a umiditatii, sodiul metalic se acopera cu o pelicula cenusie formata dintr-un amestec de preoxid, hidroxidul si carbonat de sodiu. De aceea sodiul se pastreaza sub petrol.

Reactia sodiului cu oxigenul

      Sodiul are un luciu metalic in taietura proaspata. Lasat in are luciul se pierde imediat. Incalziti in oxigen sau in aer, sodiul se aprinde formand preoxid de sodiu:
          2Na+O2=Na2+O2
      Preoxidul de sodiu este format din doi ioni Na+ si un ion peroxo:
           2Na+(O-O)
      Preoxidul de sodiu se intrebuinteaza la decolorarea lemnului, oaselor, paielor, fildesului, parului, tesaturilor, s.a.
           Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2
                H2O2=H2O+[O]
      In urma interactiei dintre preoxid de sodiu si dioxid de carbon se elibereaza oxigen; de aceea, el se foloseste in aparatele respiratorii ale pompierilor, scanfandrilor, precum si la reimprospatarea aerului in incaperi inchise.

            2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Reactia sodiului cu hidrogenul

      In atmosfera de hidrogen, sofiul incalzit la 350-4000C formeaza hidrura de sodiu, in care hidrogenul este prezent sub forma de ion negativ H-
           2Na+H2=2NaOH
     

Reactia sodiului cu clorul

      Sodiul se aprinde in atmosfera de clor si arde cu flacara vie formand clorura de sodiu.
            2Na=Cl2=2NaCl

Reactia sodiului cu apa

      Sodiul reactioneaza energic cu apa deoarece ionii se solvateaza usor; caldura degajata topese metalul care pluteste sub sfere mici pe suprafata apei. Daca micile sfere de sodiu sunt localizate, se aprind si ard cu flacara galbena.
            2Na+2H2O=2NaOH+H2

Reactia cu acizii

      Sodiul reactioneaza energic cu acizii. Cu acidul clorhidric gazos reactioneaza cu explozie conform reactiei:
           2Na+2HCl=2NaCl+H2
Proprietatile fiziologice ale sodiului
       Sodiul si potasiul apar atat in organismul animal cat si in regnul vegetal.
       Sodiul este introdus in organismul animal mai ales sub forma de  clorura de sodiul.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Celelalte saruri din organism sunt NaHCO3 si NaH2PO4, care au si un rol important in mentinerea presiunii osmotice  precum si a aciditatii diferitelor lichide.

Intrebuintarile sodiului

       Sodiul este cel mai ieftin metal alcalin si de aceea este cel mai folosit in tehnica. Se intrebuinteaza ca:
·    Lichid de racire in reactoarele nucleare, aliat cu potasiu;
·    Component al aliajelor de antifrictiune pe baza de Pb si Ca;
·    Fabricarea lampilor utilizate la iluminatul public;
·    Agent deshidrant pentru uscarea solventilor organici;
·    Materie prima pentru obtinerea preoxidului de sodiu.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
CICLOALCANII

Ciclohexanul

    Sunt posibile două forme izomere, fără tensiune, ale inelului ciclohexanic în care toţi atomii de carbon au unghiuri normale de 109 28', forma scaun şi forma baie.
   
    Aceşti doi izomeri de conformaţie au un conţinut de energie diferit. Din formule se vede că în forma scaun toate grupele CH2 sunt în poziţie eclipsată. Forma scaun este deci mai stabilă decât forma baie. Din cauza eclipsării legăturilor C-H din forma baie, legăturile C-C suferă o uşoară răsucire, prin care tensiunea, prin care tensiunea de eclipsare a grupelor CH2 este atenuată, rezultă o aşa numită formă baie răsucită („twist form"). Forma baie este deci într-o oarecare măsură flexibilă, în timp ce forma scaun este rigidă, căci la aceasta din urmă orice răsucire a unei legături C-C provoacă o creştere a tensiunii de eclipsare şi apariţia unei mici tensiuni angulare.
    Forma scaun este mai flexibilă decât forma baie (sau mai exact de forma „twist") cu 5,5 kcal/mol. La transformarea în forma baie, forma scaun trebuie să treacă o barieră de energie (energie de activare) de 10,5 kcal/mol (cauzată de apariţia temporară a unei tensiuni angulare). Această bariera de energie (determinată cu ajutorul spectrului de rezonanţă magnetică nucleară ) este destul de înaltă pentru ca cele două forme, scaun şi baie, să existe ca doi izomeri distincţi, dar nu este suficientă pentru a face posibilă izolarea lor. Din spectrele în infraroşu şi Raman, precum şi prin metoda difracţiei electronilor s-a stabilit că moleculele ciclohexanului se află la temperatura camerei, aproape exclusiv în formă de scaun (O.Hassel,1941). Din anumite consideraţii termodinamice rezultă că numai o moleculă dintr-o mie poate
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
exista temporar în forma baie. Forma baie se întâlneşte însă în molecule constrânse steric de exemplu în sisteme cu puncte (v. mai departe).
    Pentru studiul izomeriei sterice sunt utile modele moleculare (după Stuart Briegleb, Dreiding şi altele) cu ajutorul cărora pot fi reproduse, la scară , diferitele conformaţii posibile ale moleculelor (fără tensiune).
   
CICLOPENTANUL

Unghiul intern al unui pentagon regulat (108 ) nu diferă decât foarte puţin de unghiul tertraederic (109 29 ). Dacă inelul ciclopentanic ar fi plan, tensiunea angulară ar trebui să fie practic nulă, aşa cum prevede teoria tensiunii clasice. Totuşi, după cum s-a arătat mai sus, molecula ciclopentanului are o energie excedentară de 6,5 kcal/mol, în raport cu ciclohexanul considerat fără tensiune. Acest efect este datorat respingerii legăturilor C-H din cele cinci grupe CH2 vecine din inel, care (într-un inel ciclopentanic plan) ar fi constrânse în conformaţii eclipsate, energetic defavorabile, bogate în energie ( v. butanul). Din cauza acestor respingeri se nasc legăturile C-C forţe de torsiune, care constrâng unul din atomii de carbon să iasă în faţa planului celorlalţi patru, micşorând astfel tensiunea de eclipsare a legăturilor C-H (K.S. Pitzer, 1945). Cei cinci atomi oscilează pe rând în afara planului inelului („pseudorotaţie").
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
RECORDURI CHIMICE


Cel mai nou şi greu element
    ÃŽn ianuarie 1999, cercetătorii de la Laboratorul Naţional Lawrence Livermore, California, SUA, şi de la Institutul pentru Cercetări Nucleare, Dubna, Rusia, au anunţat crearea celui mai nou şi mai greu element chimic din lume, elementul 114. Acesta conţine 114 protoni, pare a fi mult mai stabil decât oricare alt atom supergreu şi a rezultat prin bombardarea cu un izotop de calciu a unui izotop de plutoniu îmbogăţit cu neutroni.
Cea mai puternică  solutie acida
    Soluţiile acizilor şi bazelor tari tind către valorile de 0 şi, respectiv, 14 ale pH-ului, dar această scară este inadecvată pentru a descrie "superacizii" – dintre care cel mai puternic este o soluţie cu concentraţie 80% de pentafluorură de antimoniu în acid fluorhidric (acidul fluoro-antimonic HF:SbF5). Aciditatea funcţiunii –OH a acestei soluţii nu a fost măsurată, dar chiar şi o soluţie mai slabă – de concentraţie 50% – este de 1018 mai puternică decât acidul sulfuric concentrat.
Cel mai otrăvitor compus chimic artificial
    Compusul 2,3,7,8 tetraclordibenzo p-dioxină, sau TCDD este cel mai otrăvitor dintre cele 75 de dioxine cunoscute – de 150000 de ori mai puternic decât cianura.
Cel mai puternic gaz toxic
    Etil S-2-diizopropilaminoetilmetil fosfonotiolatul, cunoscut sub numele de VX, produs pentru prima oară în 1952 la Laboratorul Experimental pentru Apărare Chimică, din Porton Down, Wilts, Marea Britanie, este de 300 de ori mai puternic decât fosgenul (COCl2) folosit în primul război mondial. Doza letală de VX este de 10 mg/m3, în aer, sau 0,3 mg administrat oral.
Cea mai absorbantă substanţă
    Serviciul de Cercetare al Departamentului Agriculturii din SUA a anunţat pe 18 august 1974 că "H-span"-ul sau Super Sluper, compus din 50% derivat de amidon, 25% acrilamidă şi 25% acid acrilic, poate, dacă este tratat cu fier, să înmagazineze de 1300 de ori greutatea sa în apă. Proprietatea sa de a menţine o temperatură constantă timp îndelungat îl face ideal pentru pungile cu gheaţă refolosibile.
Substanţa cea mai magnetică
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
definit ca fiind cantitatea maximă de energie pe care un magnet o poate degaja când acţionează într-un anumit punct de acţiune) ce ajunge până la 280 KJ/m3.
Cea mai amară substanţă
    Substanţele cu gustul cel mai amar au la bază cationul de denatonium şi sunt produse comercial sub formă de benzoaţi şi zaharide. Nivelul la care gustul le detectează este scăzut până la 1:500 milioane părţi, iar diluţia de 1:100 milioane părţi lasă un gust persistent.
Cele mai dulci substanţe
    Talinul, obţinut din arilii (apendice ale anumitor substanţe) plantei katemfe (Thaumatococcus daniellii), este de 6150 de ori mai dulce decât zaharoza. Planta se găseşte în anumite regiuni din Africa de Vest.
Cel mai dens element
    Cea mai densă substanţă de pe Pământ este metalul osmiu (Os – elementul 76), având 22,8 g/cm3. (S-a calculat că apariţiile singulare din centrul găurilor negre au o densitate infinită.)
Solidul cel mai puţin dens
    Substanţele solide cu cea mai mică densitate sunt aerogelurile de siliciu, în care mici sfere de silicon, unite între ele, sunt cuplate cu atomi de oxigen sub forma unor benzi separate prin pungi de aer. Cel mai uşor dintre aceste aerogeluri, cu o densitate de numai 0,005 g/cm3, a fost produs de Laboratorul Naţonal Lawrence Livermore, California, SUA. El va fi folosit mai ales în spaţiu, pentru a aduna micrometeoriţi sau resturi din cozile cometelor.
Cea mai înaltă temperatură
    Cea mai înaltă temperatură creată de om este de 510 milioane oC – de 30 de ori mai fierbinte decât centrul Soarelui – pe 27 mai 1994, în reactorul de testare pentru fuziune Tokamak de la Laboratorul de Fizică a Plasmei de la Princeton, New Jersey, SUA, folosind amestecul plasmatic deuterium-tritium.
Cea mai înaltă temperatură superconductoare
    ÃŽn aprilie 1993, în Laboratorium fur Festkorperphysik, Zurich, Elveţia, s-a reuşit generarea superconductivităţii în masă cu o temperatură de tranziţie maximă de –140,7 oC, într-un amestec de oxizi de mercur, bariu, calciu şi cupru, HgBa2Ca23Cu3O7 + x şi HgBa2CaCu2O6 + x.
Cea mai fierbinte flacără
    Cea mai fierbinte flacără este produsă de subnitritul de carbon (C4N2) care, la presiunea de o atmosferă, poate genera o flacără de 4988oC.
Cea mai scăzută temperatură
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Temperatura de zero absolut – zero K pe scara Kelvin – corespunde cele de –273,15oC, punctul în care agitaţia termică atomică şi moleculară încetează. Cea mai scăzută temperatură atinsă este de 280 picoKelvin (a 280-a trilionime dintr-un  grad), atinsă într-un dispozitiv de demagnetizare nucleară de la Laboratorul de Temperaturi Joase al Universităţii Tehnologice din Helsinki, Finlanda. A fost anunţată în februarie 1993.
Cea mai "plimbăreţă" proteină
    Biochimiştii de la Facultatea de Medicină Harvard, Boston, Massachusetts, SUA, au făcut o descoperire majoră despre comportamentul proteinelor, în anul 1990. Se credea înainte că lanţurile de proteine, făcute din aminoacizi, pot fi scindate şi reunite doar de alte proteine numite enzime. Echipa de la Harvard a ţinut sub observaţie un tip de proteină minusculă, cunoscută sub numele de inteină, care s-a separat dintr-un lanţ proteinic mai lung şi apoi s-a alipit la cele două capete desprinse ale lanţului, ştergând orice indiciu al prezenţei sale anterioare în interiorul lanţului. Se speră ca proprietăţile unice ale inteinelor vor fi de ajutor în lupta împotriva unor boli, cum ar fi TBC-ul şi lepra.
Cea mai mică cantitate de substanţă
    ÃŽn 1997, obţinerea seaborgium-ului (Sg – elementul 106) a fost realizată prin producerea a doar 7 atomi. Acest element şi-a primit numele în onoarea dr. Glenn Seaborg, regretatul fizician laureat al premiului Nobel, care a descoperit plutoniul.
Cel mai lung index ştiinţific
    A 12-a colecţie a Indexul-ui lucrărilor din chimie, terminată în decembrie 1992, conţine 35137626 de articole în 215880 de pagini şi 115 volume şi cântăreşte 246,7 kg. El conţine referinţe despre 3052700 de documente publicate în domeniul chimiei.
Cea mai completă secvenţă de genom al unui multicelular
    Primul animal multicelular al cărui întreg genom (cod genetic) a fost cercetat sub formă de secvenţe este Caenorhabditis elegans, un vierme nematod de pământ, de un milimetru lungime. Deşi corpul unui adult are doar 959 de celule (oamenii au trilioane de clule), el are 100 de milioane de baze genetice ce cuprind cel puţin 18000 de gene şi mai mult de 50% din genele umane cunoscute corespund versiunilor existente la C. elegans. Munca de cartografiere a întregului genom al acestui vierme îi aparţine dr. Sydney Brenner, care a iniţiat acest proiect în anii '60 la Laboratorul de biologie moleculară al Consiliului de Cercetare Medicală, Marea Britanie, şi a început cercetarea secvenţială a genomului în 1990.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Fenoli

Prin fenoli se inteleg combinatiile care contin una sau mai multe grupari hidroxil legate direct de nucleul benzenic. Fenolii se pot asemana in oarecare privinta cu alcoolii tertiari, prin faptul ca si ei contin grupa hidroxil legata de un atom de carbon de care nu mai este legat un atom de hidrogen.

Dupa numarul grupelor hidroxil din molecula se deosebesc:
-fenoli cu o singura grupa hidroxil in molecula, adica fenoli monohidroxilici
-fenoli care contin mai multe grupari hidroxil in molecula, adica fenoli polihidroxilici.

Fenolii monohidroxilici, fiind produse de monosubstitutie a nucleului benzenic, nu au izomeri. Continand mai multe grupe hidroxil legate in diferite pozitii in nucleul aromatic, fenolii polihidroxilici exista sub forma mai multor izomeri. Denumirea fenolilor se formeaza considerandu-i drep produse de substitutie ale hidrocarburilor aromatice. Astfel, fenolul propriu-zis, C6H5-OH, este hidroxibenzen.

Structura si nomenclatura

Hidroxibenzenul, C6H5-OH, numit in mod obisnuit fenol, este cel mai simplu fenol monohidroxilic. Omologul lui este hidroxitoluenul, (CH3)C6H4OH, crezolul, la care se deosebesc trei izomeri, dupa pozitia relativa a substituentilor la nucleul aromatic, si nume o-crezol, m-crezol si p-crezol.

   
o-crezol m-crezol p-crezol

     
Hidrochinona Hidroxohidrochinona Florglucina Pirogarol Pirocatehina Rezorcina


Proprietati fizice

Fenolii sunt, in general, substante solide la temperatura obisnuita, cu miros patrunzator si neplacut. Naftolii nu au miros. Fenolii sunt putin solubili in apa, dar solubili in dizolvati organici.

Metode de obtinere

1. Metoda topirii alcaline

    Ar-OH + H2SO4 Ar-SO3H (acid sulfonic) Ar-SO3Na + H2O  Na2SO3 + Ar-OH (fenol)

2. Procedeul cumenului

    Benzen + CH2=CH-CH3 Cumen + O2 Hidroperoxid de cumen Ar-OH + acetona

Reactii chimice

1. Reactia cu metalele si cu bazele

    Ar-OH + Na Ar-ONa (fenoxid de sodiu) + H2 
    Ar-OH + NaOH Ar-ONa + H2O
    Ar-ONa + R-X Ar-OR (eter mixt) + NaX

2. Reactii de substitutii la nucleu (-OH este substituent de ordinul I)

+ CH3-Cl HCl   + 

3. Hidrogenarea

    Ar-OH + 3H2 ciclohexanol

4. Identificarea fenolilor (FeCl3)

    Ar-OH + FeCl3 Ar-OFeCl2 + HCl

   Fenol + FeCl3 violet
   Crezol + FeCl3 albastru
   Hidrochinona + FeCl3 albastru
   Alfa-naftol +FeCl3 verde
   Beta-naftol + FeCl3 verde

5. Oxidarea fenolilor - la oxidare, fenolii se comporta diferit de alcooli.

Utilizarile fenolilor

Fenolul - materiale plastice (relon, bachelita), industria medicamentelor, antidaunatori, industria colorantilor si a parfumurilor
Crezolii - materiale plastice de tipul bachelitelor, industria explozivilor
Naftolii - industria colorantilor
Hidrochinona - tehnica fotografica, industria colorantilor
Pirogarol - dozarea oxigenului din amestecuri de gaze, revelator fotografic
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
ISTORIA DESCOPERIRII ELEMENTELOR CHIMICE SI A SUBSTANTELOR COMPUSE


                 Multe capitole din istoria chimiei s-au dovedit foarte pasionante, dar nici unul nu are amploarea si stralucirea descoperirii elementelor chimice si a substantelor compuse.
                 In evolutia chimiei fiecare element nou descoperit a marcat o etapa care a deschs un nou camp de cercetari, atat prin studierea proprietatilor noului element in comparatie cu cele cunoscute cat si din punctul de vedere al aplicatiilor practice ale elementului ca atare si ale compusilor sai.
                 Antichitatea a cunoscut noua elemente chimice dintre care sapte metale: Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Hg, Fe si doua nemetale: S si C.
Unele dintre metalele cunoscute in lumea antica erau de puritate foarte mare, aproape de cele de astazi. Nemetalele antice, S si C nu erau considerate corpuri simple ci compuse –  ca si metalele acestei perioade – din patru “elementeâ€Â? -  aer, apa, pamant si foc – “elemente din care se considera ca ar proveni toate celelalte corpuri. 
Aurul a fost cunoscut din cele mai vechi timpuri fiind raspandit in stare nativa in natura el se putea obtine usor in cantitati mici. Datorita proprietatilor sale deosebite, aurul a devenit un simbol al bogatiei si puterii fiind folosit la confectionarea obiectelor de podoaba si cult.

           Istoria argintului este strans legata de cea a aurului. Prin faptul ca si el se gaseste in natura sub forma nativa este cunoscut din Antichitate si folosit la confectia podoabelor si apoi la fabricarea monedelor.
                  Cuprul era si el cunoscut din Antichitate, aproape sigur imediat dupa Au si Ag. Aparitia cuprului, mult mai dur si mai ieftin a
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
facut posibila utilizarea lui la fabricarea armelor si a unor ustensile realizandu-se astfel un salt important in istorie: trecerea de la epoca de piatra la epoca bronzului. Mult mai tarziu (1878) s-au descoperit si analizat doua minerale importante ale cuprului, malachitul si azuritul (carbonati bazici ai cuprului).
                  Mercurul face si el parte din grupa celor sapte metale cunoscute in lumea antica, dar, in vrema ce unii compusi ai Hg (HgO, HgS, HgCl2) erau cunoscuti cu aproape un mileniu i.e.n. Mercurul metalic apare cu doar 300 ani i.e.n.
                  Fierul, spre deosebire de aur si argint care se gaseau in natura in stare nativa, nu era raspandit decat sub forma de combinatii – in special sulfura si oxizi. Extragerea Fe din minereurile sale a reprezentat un progres important, impunandu-se rapid si inlocuind treptat bronzul. Mult mai tarziu apare sporadic in Germania si peste un secol se dezvolta in Anglia cuptorul inalt care a transformat fundamental industria fierului, permitand obtinerea fontei si apoi a otelului.
                  Faptul ca sulful se cunoaste din antichitate se datoreaza gasirii lui in general sub forma nativa. Exista mentionari in literatura privind arderea sulfului pentru fumigari la dezinfectii precum si a SO2 la inalbirea unor tesaturi.
                  Aparitia prafului de pusca (1250) da o noua importanta sulfului. Dintre compusii sulfului, acidul sulfuric era cunoscut de catre arabi din secolul VII sau mai precis din anul 800. Treptat, utilizarile sulfului se extind – de la fabricarea H2SO4 la vulcanizarea cauciucului, la fabricarea unor medicamente si coloranti.
                  Carbunele de pamant era cunoscut din antichitate si folosit drept combustibil sau la prelucrarea melalelor. Insa carbunii nu trebuiesc confundati cu carbonul care se gaseste in compozitia acestora in cantitati variabile.
                  Diamantul – varietate a carbonului era cunoscut in vechea Indie cu 2000 ani i.e.n. insa Lavoisier (1760) face dovada ca diamantul este cel mai curat dintre formele de carbune. Odata cu prelucrarea diamantelor se apreciaza si valoarea sa, devenind un simbol al luxului, bogatiei sau prestigiului.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Secole de-a randul, alchimistii Evului Mediu au cautat “piatra filozofalaâ€Â? cu ajutorul careia sa poata transforma metalele comune in aur. Se facusera sute si mii de experiente cu toate metalele cunoscute atunci, pe care    le-au tratat cu cele mai multe substante in caldura flacarii si a cuptoarelor. Experientele, findca nu dadeau rezultatele asteptate, se refaceau in noptile senine pentru ca “astrele sa fie favorabileâ€Â?. Toate incercarile au fost zadarnice. Dar alchimistii nu dezarmeaza. Stiind ca descoperirea “pietrei filozofaleâ€Â? si a “elixirului vietiiâ€Â? aveau sa le aduca bogatie si celebritate, cautarea acestora a continuat, descoperind in final, nu aur dar alte patru elemente chimice: arsenul, stibiul, bismutul, fosforul, cat si un al cincilea element, putin controversat, zincul.
                  Este curios faptul ca primele patru elemente descoperite de alchimisti formeaza tocmai grupa a V-a principala din tabelul periodic al lui Mendeleev. O coincidenta, desigur, surprinzatoare.
                  Arsenul si stibiul aveau sa se remarce prin toxicitatea deosebita a compusilor sai, si totodata prin utilizarile in medicina: primul ca intaritor, iar al doilea ca vomitiv.
           Fosforul era si mai interesant pentru acea vreme. El se aprindea singur in prezenta aerului, iar la intuneric emitea acea enigmatica “lumina receâ€Â?. Fosforul avea sa fie primul element chimic cu “act de nastereâ€Â?, caci despre el se stie cine l-a descoperit, cand si cum. Asadar, descoperirea elementelor chimice, cu date sigure asupra aparitiei lor, incepe cu numai trei secole inaintea noastra.
                  Sa fie poate descoperirea fosforului inceputul renasterii in chimie?                         Nu, aceasta cinste avea sa-i revina peste un secol lui A. Lavoisier.
                  Antichitatea cunoaste pe langa arsen doi compusi ai sai: realgarul (As2S2) si auripigmentul (As2S3), deci amandoua sulfuri de arsen. C.W. Scheele descopera in secolul al XVI-lea verdele care-i poarta numele care este un compus al arsenului (HCuAsO3) extrem de toxic.
                  Zincul. In legatura cu descoperirea zincului s-au dus si se duc inca discutii: daca a fost cunoscut in Antichitate, daca este dintre putinele succese ale alchimistilor europeni sau daca trebuie considerat ca o realizare a alchimistilor chinezi dinainte de secolul al XIII – lea, cand Marco Polo a gasit in trecerea sa, in Persia, obiecte de zinc provenite din China. In Antichitate se cunostea in mod sigur alama, dar nu si zincul elementar. Atunci, cum se putea ajunge la acest aliaj de cupru-zinc fara sa fi fost cunoscut zincul? Explicatia nu este grea. In
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
lumea antica, aliajul de alama nu se facea din metale componente, ci din cupru si compusi ai zincului, in special, din oxidul sau carbonatul de zinc, iar in practica folosindu-se chiar mineralul de zinc.                 
                  In anul 1789, marele chimist francez isi publica celebrul sau Tratat elementar de chimie, in aceasta carte facandu-se si o prima inventariere a elementelor chimice cunoscute pana la acea data. La cele paisprezece elemente mentionate in tratat se mai adaugau inca patru gaze, sase metale si un nemetal care au fost descoperite de contemporari ai lui Lavoisier. Cele patru gaze sunt: H2, Cl2, N2, si O2, iar cele sapte metale: cobaltul, nichelul, manganul, molibdenul, wolframul, uraniul si telurul. Deci in total 25 de elemente.
                  Gazele. Cu exceptia bioxidului de carbon, care este un gaz compus, merita subliniat faptul ca toate principalele gaze elementare care au fost descoperite in ultimii opt ani (H2, N2, O2 si Cl2) aveau sa joace mai tarziu un rol desosebit. Hidrogenul a fost descoperit de catre H. Cavedish, in anul 1776, azotul de catre Daniel Rutherford in 1772, iar oxigenul de catre J Priestley in 1774. Importanta acestor trei elemente sub forma gazoasa este deosebita. Hidrogenul si oxigenul sunt componentii apei, iar oxigenul si azotul sunt principalii componenti ai aerului. O2 reprezinta jumatate din toata materia ce se gaseste pe pamant iar H2 reprezinta mult peste 90% din toata materia ce se gaseste in Univers.
                  Studiul chimic al aerului incepe sa devina o preocupare a cercetarilor abia in a doua jumatate a secolului al XVIII – lea. Cel dintai om de stiinta care constata ca aerul nu este format dintr-un singur fel de substanta este Joseph Black (1728-1799), un chmist englez de origine franceza. El reuseste  in 1755 sa izoleze bioxidul de carbon din aer.
                  Azotul apare si mai tarziu dar nu ca un corp distinct ci confundat cu bioxidul de carbon, ambele fiind incolore, fara miros si nu intretin arderea.
                  Anul descoperirii azotului este 1772, iar numele descoperitorului este Daniel Rutherford (1749-1819).
                  Azotul din aer avea sa joace mai tarziu un rol extrem de important in special prin intrebuintarea sa la fabricarea amoniacului de sinteza, baza explozivilor si a ingrasamintelor chimice cu azot. De asemenea, ca un constituient indispensabil al proteinelor, baza vietii  astfel  inversandu-se sensul denumirii lui Lavoisier, aceasta devenind : “nu exista viata fara azotâ€Â?.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Oxigenul este cel mai important dintre toate elementele chimice. Important prin prezenta sa in natura : 1/5 din aer, 89% din apa, in proportii mari in aproape toate mineralele si, in total, aproximativ 50% din toata materia globului pamantesc. Mai este important prin rolul deosebit pe care-l are in respiratia omului, care consuma zilnic aproape 1 Kg oxigen si, prin participarea sa la diferite fenomene importante din natura (oxidarea).
                  Tot in anul 1774 chimistul englez Joseph Priestley (1733-1804) descopera amoniacul gazos, acidul clorhidric gazos si unii oxizi de azot, iar in 1774, oxigenul.
                  Ozonul, starea alotropica a oxigenului cu molecula formata din trei atomi a fost descoperit in 1783 de Van Marun, facand sa treaca scantei electrice printr-un tub de oxigen. 
                  Cobaltul. Unele minereuri erau cunoscute din Antichitate si au atras atentia probabil din cauza coloritului lor. Compusi ai cobaltului se foloseau in vechiul Egipt la colorarea sticlei in albastru si apoi la prepararea smaltului.
                  In anul 1735, un chimist pe nume George Brandt (1694-1768) analizeaza in mod temeinic minereurile de cobalt care se gasesc, de astfel, destul de raspandite in Scandinavia si descopera metalului caruia i se datora colorarea sticlei numindu-l cobalt.
                  Istoria nichelului este asemanatoare cu a cobaltului. Cunoscut, ca si  acesta, sub forma de combinatii inca din Antichitate, nichelul nu a putut sa fie izolat sub forma metalica in acea epoca. Mai mult, in regiunile in care s-a folosit din vremuri vechi fierul meteoric, totodata s-a folosit, fara a se sti acest lucru si nichelul, caci cele doua metale se gaseau impreuna in meteoriti, asa cum a aratat in 1799 J.L. Proust.
                  Tot asa cum din minerale de cobalt chimistul suedez Brandt a descoperit cobaltul, un alt chimist suedez Axel F. Cronstedt (1722-1765) a descoperit, in 1751, nichelul din minerale de nichel.
                  In 1834, Beetger inventeaza nichelejul, iar proprietatile anticorozive ale acestei acoperiri dau o prima utilizare importanta nichelului. Astfel nichelul isi croieste drum spre utilizari tot mai importante in tehnica si de aceea el devine tot mai solicitat.
                 Compusii manganului erau cunoscuti din Antichitate, iar manganul ca atare  a fost descoperit de un chimist suedez.
                  Pliniu mentioneaza o substanta asemanatoare magnetitei  folosita la colorarea sticlei  pe care o numeste “magnesâ€Â?. Era vorba despre piroluzita (MnO2), care era confundata cu magnetita (Fe3O4).
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
In 1774 Johan Gotlieb Gahn,  izoleaza manganul  calcinand piroluzita cu mangal si-l numeste “manganesiumâ€Â?.
                  Dar mangan sub forma pura avea sa obtina prima data chimistul J.F. John, in 1807.
                  Denumirea molibdenului vine de la grecescul “molybdosâ€Â? care se da galenei si altor minerale de plumb. Pana la mijlocul secolului al XVIII – lea  molibdenitul, un mineral cenusiu cu stralucire metalica, se confunda cu grafitul, cunoscut sub denumirea de “pumbagoâ€Â? sau plumb negru. Abia in 1785, B.                  Pelletier avea sa arate in mod neindoios, ca molibdenitul este sulfura de molibden (MoS2).
                  R.J. Hjelm reduce acidul molibdenic cu carbune si ajunge in 1781 la molibden metalic, care arata ca o pulbere.
                  Abia in 1907, Fink reuseste reducerea oxidului de molibden (Mo2O3) cu hidrogen si obtine molibdenul ca metal maleabil.
                  Istoria telurului prezinta pentru noi un interes cu totul special : a fost descoperit dintr-un minereu cunoscut pentru prima data in Transilvania, prin experientele facute la Zlatna si Sibiu de catre transilvaneanul Franz Joseph Müler. F. Müler in 1796, trimite o mostra chimistului M. H. Klaproth, de la Berlin. Dupa o serie de experiente prezinta un memoriu asupra minereurilor de aur de langa Zlatna din Transilvania, in care arata ca minereu de aur din zona respectiva contine un nou metal pe care-l numeste telur si ca acest nou metal a fost descoperit de F. J. Müler von Reichenstei in 1782.
                  In anul 1781, C.W. Scheele, studiaza mineralul de tungsten pe care-l trateaza cu hidroxid de potasiu si apoi cu acid azotic, obtinand un precipitat. Scheele arata ca acest mineral (care era in realitate wolframat de calciu WO4Ca) contine un acid particular pe care-l numeste “acid tungsticâ€Â?. Wolframatul de calciu avea sa fie numit apoi “scheelitâ€Â?, in cinstea marelui chimist suedez Scheele.
                  T. Bergman arata ca “acidul tungsticâ€Â? este un oxid al unui element nou, inca necunoscut. In anul 1777, doi chimisti spanioli,  fratii José si Fausto d’Elhujar, reiau experimentele lui Scheele obtinand wolframul.
                  In anul 1790, calugarul italian Angelo Maria Cortenovis, studiind vechi manuscrise antice, ajunge la concluzia ca platina era cunoscuta in lumea antica. 
                  Chimistul francez M. Berthelot, analizand compozitia unor obiecte metalice descoperite la Teba, gaseste intr-un aliaj si prezenta platinei.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Prima mentiune scrisa despre platina pare a fi din anul 1557, a italianului Iulius Caezar Scaligner(1484-1558), care descrie un metal gasit in Mexic “pe care nici focul, nici vre-un alt artificiu special nu l-a putut transforma in lichid�.
                  Paladiul si rodiul au fost descoperite de medicul englez W. H. Wollaston in urma studiilor asupra platinei.
                  In Anglia, Tennant descopera iridiul in anul 1804, in urma unor experiente asupra pulberii negre care ramane dupa dizolvarea platinei.
                  Metalele alcaline – litiul, sodiul, potasiul, rubidiul si cesiul – astazi atat de familiare si intrebuintate nu numai in laboratoare, dar si in industrie, au fost izolate tarziu si cu multa greutate. Compusi ai acestor elemente insa si in special ai sodiului si potasiului au fost folositi inca din Antichitate.
                  Meritul de a fi putut izola elementele sodiu si potasiu ii revine lui H. Davy. Litiul avea sa fie descoperit zece ani mai tarziu de catre un tanar suedez, asistent al lui Berzelius. Celelalte doua metale alcaline, cesiul si rubidiul aveau sa fie descoperite pe cale spectrala de catre R. Bunsen si G. Kirchoff la mai bine de o jumatate de secol de la descoperirea sodiului si potasiului.
                  Desi romanii cunosteau varul si-l foloseau in constructii pe scara larga, abia in 1756 J. Black arata legatura dintre piatra de var si varul “viuâ€Â?.
                  In anul 1808, H. Davy, cu ajutorul pilei sale electrice reuseste sa descompuna toti acesti oxizi de calciu, bariu, stontiu si magneziu. Dar nu rezulta metalul propriu-zis, ci un amalgam si numai dupa descompunerea acestor amalgame si eliminarea mercurului, Davy separa metalele din oxizi.
                  Compusi ai borului erau cunoscuti din timpuri vechi, probabil din Antichitate. Arabii foloseau o sare care continea si borax ca fondant la topirea unor metale.
                  In anul 1702, chimistul olandez W. Homberg (1652-1715) arata ca prin tratarea borax-ului cu acid sulfuric se obtin niste fulgi albi care au fost numiti “sal sedativumâ€Â? pentru proprietatile linistitoare ce le aveau. H. Davy supune acidul boric electrolizei si in 1808 obtine cantitati mici din noul element- borul.                       
                  Peste alte patru decenii, chimistul francez H. Moissan, cel care izolase fluorul in 1886, se ocupa si el de bor. Incalzeste oxidul de bor cu magneziu metalic, spala masa rezultata cu acid clorhidric si obtine bor amorf, insa de o puritate extrem de ridicata : 99,9%.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Siliciul este un element foarte raspandit in natura. El participa cu 25% la scoarta uscata a pamantului, fiind deci depasit numai de oxigen. Nu se gaseste niciodata in stare libera din cauza marei sale afinitati pentru oxigen si de aceea apare intotdeauna combinat cu acesta, fie sub forma de cuart sau silice (SiO2), fie sub forma de silicati, compusi in care silicea se gaseste legata de alti oxizi metalici si mai ales de oxidul de aluminiu (Al2O3). Inca din Antichitate, silicea se intrebuinta la fabricarea sticlei. Dar mult inainte de aparitia sticlei, de la primele inceputuri ale civilizatiei omenesti silicatii (sub forma de argila) au fost folositi in olarie.
                  In 1655, J.J. Becher arata ca silicatii contin un pamant nou (pamant sticlos) si care este silicea de mai tarziu (SiO2).               
                  In anul 1854, H. Saint Claire Deville trateaza tetraclorura de siliciu cu sodiu metalic si obtine siliciu sub forma cristalina.
                  Un mineral al zirconiului era cunoscut ca piatra pretioasa inca din Antichitate si era numit “zirconiaâ€Â?. Mai tarziu avea sa se constate ca era de fapt un silicat de zirconiu. Zr(SiO4).
                  Descoperirea zirconiului se datoreaza lucrarilor migaloase facute de J. Berzelius in anul 1824. Chimistul suedez reuseste sa separe zirconiul atat din silicatul de zirconiu, cat si din bioxidul acestui metal.
                  In anul 1789, mineralogul englez W. Gregor (1762-1817) studia nisipurile cu proprietati magnetice ce se gaseau langa localitatea Menacham din tinutul Cronwald, pe care le si numeste, in 1791, menachin. Acestea proveneau din mineralul ce mai tarziu avea sa fie numit ilmenit si care din punct de vedere al compozitiei chimice este titanat de fier (FeTiO3).
                  In anul 1821, chimistul si farmacistul german H. Rose (1795-1864) obtine dioxidul de titan in forma pura. Izolarea titanului, evident sub forma impura, o realizeaza Berzelius in 1825.
                  Aluminiul este cel mai raspandit metal din scoarta uscata a pamantului, reprezentand 7% si fiind astfel al treilea dintre toate elementele chimice. Compusii aluminiului erau cunoscuti inca din cele mai vechi timpuri ale omenirii. Olaria nu facea decat sa prelucreze argilele, care sunt combinatii ale aluminiului cu siliciul si oxigenul.
                  Wöhler porneste de la clorura de aluminiu anhidra pe care o trateaza cu potasiu metalic si reuseste sa obtina mici cantitati de aluminiu.
                  Antichitatea a cunoscut unele pietre pretioase ca: smaraldul, crisoberilul si aquamarinul care sunt combinatii ale beriliului .
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
In anul 1797, chimistul francez L. N. Vauquelin analizeaza un mineral numit beril, care continea aluminiu, beriliu, siliciu si oxigen si care era de fapt un silicat dublu de beriliu si aluminiu. Anul urmator Vauquelin anunta descoperirea unui pamant nou pe care-l numeste “pamant de beril�.
                  In anul 1828, F Wöhler si separat, chimistul De Bussy, reduc clorura de beriliu cu potasiu si obtin noul element, beriliu.
                  Cel care a introdus pentru prima data cuvantul “halogenâ€Â? este un chimist modest, aproape trecut in uitare, I. S. Schweiger. El l-a folosit la inceput pentru a indica elementul clor descoperit de Scheele. Acest termen este apoi extins de catre chimistul J. Berzelius pentru intreaga grupa cunoscuta atunci: clor, iod si brom.
                  Clorul, iodul si bromul au fost descoperite fara dificultati deosebite, fiind rezultatul a numeroase experiente. Descoperirea clorului de catre Scheele a dat nastere insa la o serie de controverse care au durat patru decenii, pana ce s-a stabilit ca este un element chimic si nu un acid, cum credea descoperitorul.
                  Florul, in schimb, a fost izolat dupa eforturi cu totul deosebite facute de numerosi cercetatori intre care si nume ilustre ca: Scheele, Gay-Lussac, Davy si Moissan.
                  Descoperirea clorului este legata de acidul clorhidric, deoarece a fost separat din aceasta combinatie. Acidul clorhidric este amintit de Basilius Valentinius la inceputul secolului al XV – lea.
                  La mijlocul anului 1811, chimistul francez Bernard Courtois (1777-1838) in incercarea de a transforma azotatul de calciu in azotat de potasiu necesar fabricarii explozivilor, intrebuinteaza si un extract apos din cenusa de varec (o specie de alge). Courtois constata ca vasele de cupru in care lucra se corodau foarte repede. Evaporeaza extractul de varec din apa de mare si obtine niste cristale. Lichidul ramas il trateaza la cald cu acid sulfuric si apar “vapori de o superba culoare voiletaâ€Â?, “puternic iritantiâ€Â?. Apoi condenseaza vaporii intr-o retorta si obtine niste cristale de un violet stralucitor: iodul.
                  In 1824, Jérôme Balard (1802-1876), trateaza apele marine cu apa de clor, eliberand iodul, insa lichidul ramas se colora si el in galben-brun. Acest lichid galben este supus unor serii de transformari care se finalizeaza prin obtinerea bronzului.
                  Bunsen si Kirchhof analizeaza apele minerale de la Dürckheim si observa doua splendide linii albastre, dovada clara a existentei unui nou element, pe care-l numesc “cesiumâ€Â? sau mai exact cesiul de azi. Bunsen si Kirchhof isi continua cercetarile in domeniul
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
analizei spectrale. Ei deduc prezenta unui elementa nou pe care-l numesc rubidiu de la latinescul “rubidos� – rosu inchis.
                  Crookes analizeaza praful ce ramane din namolurile de la fabricarea acidului sulfuric prin metoda camerelor de plumb. Constata ca spectrul prezinta o linie verde si isi da seama ca este vorba despre un nou element chimic pe care-l denumeste taliu.
                  F. Reich impreuna cu asistentul sau H. Th. Richter, analizand niste minerale de zinc, descopera o linie stralucitoare albastru-indigo caracteristica unui element nou, pe care-l numesc indiu.
                  Sub numele de lantanide se inteleg cele 15 metale care se gasesc in sistemul periodic al elementelor incepand cu lantanul pana la lutetiu inclusiv, adica cele cu numerele atomice 57-71. Timp de 150 de ani, nenemarati chimisti, dintre cei mai abili, si-au inchinat munca intregii lor vieti, pentru lamurirea completa a acestui capitol incalcit al chimiei anorganice, ajungandu-se la rezultate importante. Problema lantanidelor este si astazi descrisa in chimie. Dintre chimistii care au avut aporturi deosebite le descoperirea acestor elemente, locuri de frunte ocupa : Mosander, Boisbaudran, Cleve, Marignac, Welsbach si Urbain.
                   Sfarsitul secolului trecut intra in istoria fizicii si chiniei prin descoperirea RADIOACTIVITATII si ulterior a substantelor radioactive: uraniul (Pierre si Marie Curie), toriul (Berzelius) poloniul (sotii Curie), radiul si altele. 
                   Celelalte elemente au fost descoperite tot in urma dezintegrarilor radioactive succesive sau in urma unor reactii nucleare desfasurate in conditii bine stabilite (bombardamente cu particule atomice in ciclotron).
                  Anul 1935 a deschis oamenilor de stiinta posibilitatea de a produce elemente chimice pe cale artificiala, fapt care a dus la o crestere fara precedent a laboratoarelor de cercetare.
                  Posibilitatea obtinerii de elemente transuraniene presupune o aparatura de laborator foarte complexa si costisitoare, totusi problema ramane deschisa, la ora actuala existand 105 elemente chimice cu denumiri si caracteristici majoritatea bine stabilite si speranta obtinerii de elemente chimice noi.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Amidonul - amiloza si amilopectina, glicogenul
Amidonul
Hidratii de carbon care alcatuiesc grupa polizaharidelor au structura macromoleculara. Polizaharidele sunt mult raspandite in natura, mai ales in vegetale.
Prin hidroliza, polizaharidele se transforma in monozaharide. Se gasesc in natura polizaharide compuse din hexose, din pentoze si din derivati ai celor dintai. Cele mai insemnate sunt cele doua polizaharide derivand de la D-glucoza, celuloza si amidonul. Nu toate polizaharidele au aceeasi functiune in planta: unele servesc ca rezerve de hidrati de carbon pentru embrion sau chiar pentru planta insasi. Printre acestea se inumara amidonulk si fructozanii. Alte polizaharide, numite ,,de schelet�, au rolul de a conferi soliditate mecanica organelor in care se gasesc. Cea mai importanta dintre acestea este celuloza.
Cea de-a doua polizaharida , dupa celuloza, raspandita universal in regnul vegetal este amidonul. Ca si celuloza, amidonul este compus numai din D-glucoza. Plantele isi constituie in fructe, seminte si tubercule, rezerved e amidon, insolubil in apa, dar putand fi usor transformat in glucoza sau in derivati ai acesteia, prin reactii enzimatice. 18327mie79lre6t
Glicogenul (descoperit de Claude Bernard, 1855), mult asemanator amidonului ca structura, indeplineste in organismul animal aceeasi functiune ca acesta in organismul vegetal. Glicogenul este depozitat in ficat (pana la 20%) dar se transforma prin hidroliza enzimatica in glucoza, care este transportata pe calea sangelui in muschi si alte tesuturi. Aici se refac mici rezerve de glicogen, care sunt apoi consumate in cursul activitatii acestor organe.
Izolare. Aspect. Semintele plantelor contin pana la 70-80% amidon; continutul tuberculelor este, in general mai mic (16-19%, la cartofi cu 25% substanta uscata). Ca materie prima, la fabricarea amidonului servesc de obicei cartofii sau faina de porumb; procedeul consta in framantare in apa curgatoare, care antreneaza mai usor amidonul decat celalalte componente.
Aspectul amidonului este deosebit de al celulozei. In loc de fibre, amidonul se prezinta sub forma de granule, a caror forma si marime, caracteristica pentru fiecare specie vegetala (grau, porumb, orez, cartofi, tapioca etc.) permite o usoara identificare la microscop. Diametrul granulelor este de 20-100 m , dupa provenienta. Ele sunt construite din straturi, vizibile la microscop, depuse concentric in jurul unui nucleu de condensare. Granulele de amidon, privite prin microscopul de polarizatie, intre nicoli incrucisati, arata fenomenul birefrigentii (cruce neagra). Cu ajutorul razelor X se constata semne de cristalizare ce dispar insa daca se elimina prin uscare apa absorbita higroscopic.
In apa rece amidonul este insolubil (cand granulele sale sunt intacte). Apa calda produce o umflare a granulelor care, la temperatura suficient de inalta, se sparg si formeaza solutii vascoase sau geluri. La racire acestea se transforma (la temepraturi fixe, variind intre 57-87°, dupa specia vegetala) intr-un gel rigid, omogen, translucid: coca. Temperatura de fromare a cocai este coborata de prezenta anumitor electroliti, cum sunt: NaOH, CaCl2,KSCN si ZnCl2. Formarea cocai se datoreste pierderii mobilitatii moleculelor dizolvate, un fenomen comparabil cu cristalizarea, avand loc, ca si aceasta, la temperatura fixa. Spre deosebire de o retea cristalina, agregatul de macromolecule rigide, imobile, ce ia nastere este neregulat si inglobeaza mari cantitati de apa. ir327m8179lrre
Amiloza si amilopectina
Amidonul nu este o substanta unitara, ci un amestec de doua polizaharide, numite amiloza si amilopectina (L. Maquenne, 1904)
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Separarea, nu tocmai completa, a acestor componente poate fi realizata lasand amidonul sa se umfle in apa de circa 70, astfel incat granulele sale sa nu se sparga. _n aceste conditii amiloza se dizolva si difuzeaza, din interiorul granulelor, in solutie. O metoda moderna mai eficace consta in dizolvarea amidonului integral in apa, la temperatura ridicata, sI adaugarea unu agent de precipitare a amilozei (The J. Schoch). Un asemenea agent este n-butanolul, dar se obtin rezultate bune sI cu n-pentanol, ciclohexanol, timol, acizi grasI sI nitro-alcani. Solutia de amidon, saturata cu agentul de precipitare, se tine 1-2 zile la temperatura camerei, in care timp se precipita complexul uneori microcristalin al amilozei cu alcoolul. Acesta se separa si se descompune prin extragerea agentului de precipitare cu dizolvanti. Amilopectina ramane nedizolvata.
Amiloza obtinuta pe aceasta cale este pura (sI a fost obtinuta in stare cristalizata)
Structura amidonului Primele cercetari nu au tinut seama de faptul ca amidonul nu este un compus unitar. Vom examina cateva din rezultatele cercetatorilor mai vechi. Formula ruta a amidonului, determinata prin analiza elementara, este (C6H10O5)n, la fel ca a celulozei. Prin hidroanaliza cu acizi, amidonul trece in D-glucoza, cu randament cantitativ.
Prin hidroliza cu enzime se formeaza dizaharida maltoza, cu un randament ce poate ajunge pana la 80%. Se poate obtine din amidon un derivat al maltozei si pe cale pur chimica: tratand amidon cu bromura de acetil se formeaza acetobrommaltoza (un compus asemanator acetobromoclucozei); acesta a fost transformat prin hidroliza in heptaacetil-maltoza.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Fiecare rest C6H10O5 din amidon contine ( in prima aproximatie) trei frupe OH, ce se pot metila , acetila etc. tocmai ca la celuloza. Pornindu-se de la un amidon perfect metilat si hidrolizandu-se acest compus cu acizi, se formeaza ca produs principal 2,3,6- trimetilglucoza. S-a tras de aici concluzia ca macromoleculele de amidon sunt compuse din resturi de D-glucopiranoza, legate intre ele in pozitiile 1,4, la fel ca in celuloza.
In maltoza cele doua resturi de glucoza sunt unite printr-o legatura a-glicozidica. Deci cel putin jumatate din legaturile care unesc resturile de glucoza in macromolecula sunt legaturi a-glicozidice. Si celalalte legaturi dintre resturile de glucoza sunt a-glicozidice, caci, dupa cum se stie, celobioza (cu legatura b-glicozidica) se hidrolizeaza mult mai incet decat maltoza; daca in macromolecula amidonului ar exista si legaturi b-glicozidice, ar trebui sa ramana la hidroliza incompleta a amidonului legaturi b-glicozidice nehidrolizate, cu alte cuvinte ar trebui sa se formeze si celobioza, ceea ce nu se intampla.
La hidroliza blanda cu acizi, a amidonului, se formeaza, in afara de maltoza, o trizaharida, o tetra zaharida si oligo zaharide superioare ( dextrine) in care s-a putut dovedii ca resturile de glucoza sunt legate a-glicozidic.
Activitatea optica a amidonului, pozitiva, pledeaza de asemenea pentru legaturi a-glicozidice. S-a ajuns astfel ( pe la 1926) la concluzia ca celuloza si amidonul sunt ambele construite din resturi de D-glucopiranoza, unite in pozitiile 1,4, prin legaturi b-glicozidice in prima dintre aceste polizaharide si prin legaturi a-glicozidice, in ceea de a doua. Structura amidonului ar fi astfel reprezentata prin formula:
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Formula aceasta, desi corecta in ce priveste amiloza, nu reda exact structura amilopectinei, dupa cum s-a observat cu ocazia determinarii greutatii moleculare.
Structura amilopectinei. In cursul masuratorilor mai vechi ale greutatii moleculare a amidonului s-au constatat nepotriviri considerabile intre rezultatele metodelor fizice si chimice. In timp ce primele ( metoda presiunii osmotice, a viscozitatii solutiilor si a ultracentifugarii), duceau la valori foarte mari ( de ordinul 1000000), metoda grupelor marignale indica greutati moleculare mici. De fapt, toate aceste determinari se refereau la amilopectina din care erau constituite 4/5 din materialul cercetat.
Daca moleculele amidonului ar avea grade de polimerizare mici, asa cum rezulta in mod aparent din determinarea grupelor marginale nereductoare, ar trebui sa se poata pune in evidenta si grupa marginala reducatoare (aldehidica) a moleculelor. Incercarile de doza aceasta grupa la amidonul nativ, prin titrare cu iod, prin reducerea solutiei Fehling si prin alte metode au dus la concluzi ca puterea reducatoare a amidonului este foarte mica de peste 1000 de ori mai mica ca a maltozei.
Singura interepretare a faptelor experimentale este ca macromoleculele amilopectinei sunt ramificate, si anume ca ele sunt compuse din lanturi de 18-26 resturi de glucoza, legate unele de altele prin intermediul grupelor lor aldehidice, in asa fel incat marginile nereducatoare sa ramana libere ( Staudinger , 1936: Haworth si Hirst, 1937).
Pentru reprezentare structurii macromoleculei de amilopectina au fost propuse trei tipuri de formule.
Structura amilozei. Aplicarea metodei metilarii la o amiloza din porumb a dat un randament de 0.3% tetrametil-glucoza, de unde rezulta un grad de polimerizare de circa 330 ( K.H.Meyer, 1940).
Cercetarile cristalografice cu raze X au aratat ca, in combinarile amidonului cu iodul, moleculele I-I sunt asezate cap la cap in siruri lungi.
Este probabil ca aceasta orientare a moleculelor de iod se datoreste faptului ca ele se afla in interiorul elicei macromoleculei de amidon ( Rundle, 1943), formand un asa-numit compus de incluziune. Compusii amilozei cu alcoolii superiori sunt probabil tot compusi de incluziune.
Structura glicogenului. Glicogenul, polizaharida de rezer va din organismele animale, este mult asemanator amilopectinei. Spre deosebire de aceasta este insa usor sulubil in apa si nu formeaza coca. Cu iodul da o coloratie rosie brun, iar unele specii nu se coloreaza de loc.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Analiza elementara duce la formula C6H10O5 . Prin hidroliza cu acizi se formeaza numai glucoza. Metoda determinarii marginale, prin metilare, da circa 9% tetrametil-glucoza. Aceasta corespunde unor catene de circa 12 resturi de glucoza, mai scurte deci decat acelea din amilopectina.
Greutatea moleculara a glicogenului este de ordinul 106 . De aceea se admite ca glicogenul are o structura analoaga cu a amilopectinei, dar mai ramificata, fiind alcatuita din catene scurte. Cercetarea enzimatica confirma aceasta structura.
Hidroliza enzimatica a polizaharidelor de tipul amidonului. Existenta unor enzime care transforma amidonul in zahar este cunoscuta de mult. Amilaza (diastaza) din bobul de orez a fost obtinuta sub forma de extract apos, de Kirchhoff (1811) si studiata de Payen si Perzos ( 1833), iar ceea din saliva de Leuchs (1831).
Amilazele sunt mult raspandite in natura. In regula generala ele apar oriunde se gaseste si amidon, de exemplu in cartofi, in faina cerealelor, in fasolea soia. De asemenea se gasesc amilaze in tesuturi si lichide animale ca ficatul, pancreasul, saliva, sucul intestinal, sangele si urina.
Actiunea hidrolitica a amilazelor asupra amidonulu se recunoaste prin doua semne exterioare: amidonul se ,,lichefiaza� adica se dizolva in apa, si se ,,zaharifica�, adica se transforma in maltoza, care se recunoaste prin gustul ei dulce, reducerea solutie Fehling si fermentare cu drojdie de bere. Transformarea in maltoza nu este niciodata completa; reziduul de de circa 40% este numit ,,dextrina limita�.
Exista doua amilaze: a-amilaza care transforma amidonul in dextrine (amilaza dextrinogena) si b-amilaza, care il transforma in maltoza (amilaza zaharogena). Printre observatiile mai vechi care au condus la descoperirea dualitatii amilazelor vom mentiona inactivarea selectiva a celor doua enzime: la pH acid (circa 3,3) este suprimata actiunea dextinogena ( prin inactivarea a-amilazei); incalzirea la 70 de grade suprima actiunea zaharogena (prin inactivarea b-amilazei).
Desi in multe cazuri cele doua enzime se gasesc impreuna in natura, unele surse contin o singura amilaza, aproape neamestecata cu cealalta. Astfel, tuberculele de Batatas edulis si soia contin aproape numai b-amilaza, iar sucul pancreatic si saliva aproape numai a-amilaza.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Stadiul acesta se recunoaste printr-o scadere brusca a viscozitatii si a puterii de colorare cu iod (actiune de dextrinizare). Urmeaza apoi un stadiu lent de hidroliza al a-dextrinelor, in cursul caruia se formeaza maltoza, izomaltoza ( cu legatura 1,6-a) si maltotrioza (actiune de zaharificare); compozitia produsului final variaza cu natura substratului si cu provenienta enzimei. Amiloza se transforma in acest stadiu final aproape complet in maltoza si glucoza; la hidroliza amilopectinei mai raman insa si dextrine ramificate cu 5-8 resturi de glucoza, deoarece a-amilaza nu hidrolizeaza legaturile 1,6-a.
Aceste legaturi sunt hidrolizate de enzimele specifice de deramificare, cum este enzima R din cartofi, care actioneaza asupra amilopectinei, precum si a b-dextrinei, provenite din ea ( S. Peat, 1951).
Pentru hidroliza completa a amidonului s-au a glicogenului, pana la maltoza si glucoza, sunt necesare 4 enzime:
Enzima: a-amilazab-amilazaenzima Zenzima R, din vegetaleamilo-1,6-glucozidaza, din muschi     Legaturi atacate: 1,4-a1,4-a (marginale)1,3-b 1,6-a
Concluzii privind structura amidonului. Din examinarea celor doua structuri in discutie, pentru amilopectina si glicogen, se vede ca ambele sunt compuse din trei tipuri de catene: catene A, legate de restul moleculei numai printr-o legatura a grupei lor reducatoare : catene B, de care sunt legate si alte catene, si catena C , singura care are o grupa reducatoare R. Este usor de vazut ca structura lamelara I poseda o singura catena de tip A , in macromolecula, in timp ce, din consideratii statistice rezulta ca in molecula arborescenta de tip I-I, numarul catenelor A trebuie sa fie aproximatv egal cu al catenelor B.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
b-amilaza actioneaza asupra amilopectinei, respectiv glicogenului, hidrolizand numai portiunile exterioare ale catenelor, pana la o distanta de doua sau trei resturi de glucoza, de punctele de ramificare (dupa cum aceste portiuni exterioare au un numar par sau impar de resturi de glucoza). b-dextrina reziduala, ce rezulta din aceasta amputare a catenelor exterioare ale macromoleculei, este reprezentata in formule prin portiunea inconjurata de o linie punctata. Daca o asemenea b-dextrina este supusa actiunii enzimei R (enzima de deramificare), catenele A vor da fie o molecula de maltoza, fie una de maltorioza , iar catenele B vor da dextrine liniare cu n>6. O b-destrina cu structura arborescenta va da deci, sub influenta enzimei de deramificare, o proportie mult mai mare de maltoza si maltotrioza decat una cu structura lamelara (Peat, Hirst). Rezulta de aici ca glicogenul are o structura aborescenta, iar amilopectina o structura apropiata de ceea lamelara, dar cu un grad de ramificare mai avansat decat cel corespunzand shemei I simple.
Hidroliza enzimatica a amidonului din cereale si cartofi are aplicatii intinse in fabricarea alcoolului si berii. In ambele aceste fabricatii se zaharifica inii amidonul din cereale sau cartofi, cu amilaza din orz incoltit (malt). Temperatura optima a acestei operatii este 55-65°, iar durata 20 de minute. Se obtin 70-80% maltoza si 20-30% dextrina. In cazul fabricarii berii, solutia astfel obtinuta se incalzeste (dupa adaugarea hameiului si filtrarea partilor insolubile) la 80° sau mai sus, distrugandu-se astfel amilaza. Dupa racire se fermenteaza cu drojdie. Berea rezultata contine deci dextrinele, care determina in parte gustul acestei bauturi. La fabricarea alcoolului, solutia de maltoza si dextrina, rezultata din operatia de zaharificare, se fermenteaza direct, fara a fi incalzita (si deci amilaza nu se distruge). Drojdia de bere, adaugata pentru producerea fermentatiei, contine si enzime de deramificare, care rup legaturile 1,6 din dextrine, punand la dispozitia amilazei dextrine neramificate, pe care aceasta le hidrolizeaza cantitativ la maltoza; aceasta este apoi hidrolizata, de a-glucozida (maltaza) din drojdie, la glucoza. In modul acesta intregul material este adus intr-o forma fermentabila prin drojdie.
Experienta: Intr-o eprubeta se dizolva la cald, in 5-6 ml. Apa, un varf de spatula de amidon solubil. Separat se dizolva in 2-3 ml. Apa, tot cald, un cristal de iod. Peste solutia rece de amidon se picura solutia de iod. Apare o coloratie albastra intensa. La incalzire (circa 70°) culoarea dispare complet; prin racire reapare coloratia initiala albastra.
(In lipsa amidonului solubil, se poate folosi scrobeala de amidon; in acest caz solutia este neclara, dar experienta decurge la fel)
Amidonul este un amestec de doua substante, numite amiloza si amilopectina. Numai ultima formeaza coca. Unele plante sunt mai bogate in amiloza, altele in amilopectina; de obicei ambelecomponente sunt impreuna. Prin hidroliza cu acizi, atat amiloza cat si amilopectina dau numai glucoza.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Cel mai apropiat analog al borului - aluminiul - ocupa dupa raspândirea lui în natura locul al patrulea (dupa O, H si Si), reprezentând aproximativ 5,5% din numarul total de atomi ai scoartei pamântului. În istoria lui geochimica, aluminiul este strâns legat de oxigen si siliciu. Cea mai mare cantitate de aluminiu este concentrata în silicatii de aluminiu (X § 4). Un produs foarte raspândit de alterare a rocilor formate din acest mineral este argila, a carei compozitie fundamentala (corespunzatoare mineralului caolin), corespunde formulei Al2O3·2SiO2·2H2O. Dintre celelalte minerale de aluminiu, cele mai importante sunt bauxitul (Al2O3·xH2O) si criolitul (AlF3·3NaF).

Aluminiul elementar a fost izolat pentru prima oara în anul 1827. Astazi, el se obtine industrial prin electroliza solutiei de Al2O3 în criolit topit. Procesul se efectueaza la temperaturi de aproximativ 1000°C în cuptoare electrice speciale, la anod degajându-se oxigen, iar la catod aluminiu lichid. Acesta se aduna la fundul cuptorului, de unde se elimina periodic.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Aluminiul este un metal destul de dur, de culoare argintie-alba, cu greutatea specifica 2,7, care se topeste la 660°C si fierbe la 2060°C. El este foarte ductibil si se caracterizeaza printr-o conductibilitate electrica ridicata, care reprezinta aproximativ 0,6 din conductibilitatea electrica a cuprului. Fiind de peste trei ori mai usor decât acesta, aluminiul îl înlocuieste partial în fabricatia conductorilor electrici. Aceasta se datoreste în special faptului ca pentru sectiuni care asigura aceeasi conductibilitate electrica, greutatea conductorilor de aluminiu este de doua ori mai mica decât a conductorilor de cupru.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Aluminiul se utilizeaza mult mai mult sub forma diferitelor aliaje, care se caracterizeaza atât prin densitatea lor mica, cât si prin excelente proprietati mecanice. Este deosebit de importanta asa-numitul duraluminiul (compozitia aproximativa: 94% Al, 4% Cu si câte 0,5% Mg, Mn, Fe si Si). Duraluminiul este valoros prin faptul ca piesele confectionate din el sunt de aproape de trei ori mai usoare decât piesele din otel, la o rezistenta egala. Fara a vorbi de industria aeronautica, pentru care greutatea specifica mica a materialului este deosebit de importanta, reducerea greutatii constructilor metalice prezinta o importanta enorma pentru numeroase domenii ale tehnicii. Aceasta se vede deosebit de clar daca se tine seama de faptul ca, de exemplu, într-un vagon de marfa încarcat aproximativ 1/3 din întreaga greutate revine materialelor din care este confectionat vagonul, iar la vagoanele de persoane greutatea propie a acestora reprezinta pâna la 95% din sarcina. Este evident ca numai înlocuirea partiala a otelului cu duraluminiu ar avea un urias efect tehnico-economic. Din aceasta cauza, cât si datorita existentei în natura a unor rezerve practic inepuizabile de aluminiu, el este denumit pe drept cuvânt "metalul viitorului". Posibilitatea înlocuirii pe scara mare a principalului metal al tehnicii moderne - fierul - cu aluminiul este limitata în special de costul ridicat al aluminiului.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
În aer aluminiul se acopera instantaneu cu o pelicula extrem de fina, dar foarte densa de oxid, care apara metalul de oxidare mai avansata. Din aceasta cauza suprafata lui nu este lucioasa, ci are un aspect mat. La calcinarea aluminiului fin maruntit el arde energic în aer. În acelasi mod se produce si reactia aluminiului cu sulful. Combinarea cu clorul si bromul are loc chiar la temperatura ordinara, iar reactia cu iodul se produce la cald. La temperaturi foarte înalte aluminiul se combina direct cu azotul si carbonul. El nu reactioneaza însa cu hidrogenul.

Aluminiul este practic perfect stabil fata de apa. Solutiile foarte diluate si cele foarte concentrate de HNO3 si H2SO4 nu rectioneaza aproape deloc cu aluminiul, în timp ce în cazul concentratiilor medii ale acestor acizi, aluminiul se dizolva treptat. Aluminiul este stabil fata de CH3COOH si H3PO4. Metalul pur este destul de stabil si fata de acidul clorhidric. Aluminiul este usor solubil în baze tari (NaOH, KOH). El este destul de puternic corodat si de solutia de NH4OH. În seria tensiunilor, aluminiul este situat între Mg si Zn. În toate combinatiile lui el este trivalent.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Combinarea aluminiului cu oxigenul este însotita de degajarea unei mari cantitati de caldura, mult mai mari decât în cazul multor altor metale. Din aceasta cauza, la încalzirea unui amestec format dintr-un oxid oarecare si pulbere de aluminiu se produce o reactie violenta, care duce la separarea metalului liber din oxidul respectiv. Metoda de reducere cu ajutorul aluminiului (aluminotermia), descoperita de N. N. Beketov în anul 1859, se foloseste pe scara mare pentru obtinerea unei serii de elemente în stare libera (Cr, Mn, V, etc.).

Aluminotermia se foloseste des si la sudarea diferitelor piese metalice, în special a îmbinarilor sinelor de tramvaie. Amestecul utilizat ("termitul") este format de obicei din pulberi fine de aluminiu si oxid de fier (Fe3O4). El se aprinde cu ajutorul unui amestec de Al si BaO2. Reactia fundamentala are loc dupa ecuatia: 8Al + 3Fe2O4 = 4Al2O3 + 9Fe + 795 kcal, când se produce o temperatura de aproximativ 3500°C. Afara de sudura, termitul se foloseste la retopirea aschiilor de otel (deseu al industriei metalurgice prelucratoare).
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Oxidul de aluminiu este o masa alba, foarte greu fuzabila si insolubila în apa. Al2O3 nativ (mineralul corund), cât si oxidul obtinut sintetic si apoi calcinat energic, se disting printr-o duritate mare si prin insolubilitate în acizi. Oxidul de aluminiu (alumina sau asa-numitul alundum) poate fi solubilizat prin topire cu alcalii sau cu K2S2O7.

Datorita insolubilitatii Al2O3 în apa, hidroxidul corespunzator acestui oxid [Al(OH)3] nu poate fi obtinut decât pe cale indirecta (pornind de la saruri). El este un precipitat felatinos voluminos, de culoare alba, practic insolubil în apa, dar usor solubil în acizi si în baze tari. Hidroxidul de aluminiu are prin urmare un caracter amfoter. Dar atât proprietatile bazice, cât si în special proprietatile acide, sunt destul de slabe. Hidroxidul de aluminiu este insolubil în exces de NH4OH.

Prin reactia Al(OH)3, cu baze tari se formeaza aluminatii respectivi, de exemplu dupa shema: Al(OH)3 + KOH = KAlO2 + 2H2O. Aluminatii metalelor alcaline sunt usor solubili în apa, dar din cauza hidrolizei energice solutiile lor sunt stabile numai în prezenta unui exces suficient de alcalii. Aluminatii care deriva de la baze mai slabe sunt hidrolizati practic complet în solutie si de aceea nu se pot obtine decât pe cale uscata (prin topirea Al2O3 cu oxizii metalelor respective). Majoritatea acestora sunt insolubili în apa.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Cu acizi, Al(OH)3 formeaza usor saruri, care contin în solutie ioni incolori de Al(OH)3. Derivatii majoritatii acizilor tari sunt usor solubili în apa, dar se hidrolizeaza destul de puternic si de aceea solutiile lor au reactie acida. Si mai puternic sunt hidrolizate sarurile solubile ale Al(OH)3 cu acizii slabi. Multe din acestea (de exemplu Al2S3) se descompun practic complet în prezenta apei.

În seria halogenurilor de aluminiu, AlF3 se deosebeste foarte mult prin proprietatile ei de anolagii ei. Fluorura de aluminiu care se obtine pe cale uscata (de exemplu prin calcinarea Al2O3 în vapori de HF) este o pulbere cristalina incolora, care se topeste abia la 1040°C. Ea este practic insolubila în apa.

Combinatiile aluminiului cu clorul, bromul si iodul sunt incolore si osor fuzibile. Ele sunt substante foarte reactive si se dizolva usor atât în apa, cât si în solventi organici. Reactia halogenurilor anhidre cu apa este însotita de degajarea unei cantitati mari de caldura. Toate aceste combinatii sunt puternic hidrolizate în solutie. Fiind destul de volatile chiar înconditii obisnuite, AlCl3, AlBr2, AlJ3 fumega în aer (datorita hidrolizei).

Halogenurile de aluminiu formeaza cu halogenurile unor metale monovalente combinatii complexe în special de tipul M3 [AlF6] si M [AlHIg4] (unde Hig = Cl, Br sau J).
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Tendinta de a da reactii de aditie este foarte pronuntata la holgenuile cercetate, în special la AlCl3. Acestei proprietati i se datoreste utilizarea ei cea mai importanta în tehnica - drept catalizator la prelucrarea petrolului si în diferite sinteze organice. Începuturile acestei utilizari se bazeaza pe lucrarile lui G. G. Gustavson (1884).

Sulfatul de aluminiu este incolor si solubil în apa. El se separa de obicei din solutii sub forma cristalohidratului Al2(SO4)3·18H2O. Sulfatul de aluminiu formeaza cu o serie de sulfati ai metalelor monovalente saruri complexe incolore, de tipul M [Al(SO4)2]·12H2O. Fiind perfect stabile în stare solida, aceste saruri (asa-numitii alauni) sunt practic complet disociate în solutie în ionii respectivi. Si pentru alte metale trivalente (E = Cr, Fe, V, etc.) se cunosc sulfati complecsi de tipul alaunilor. Drept cationi monovalenti (M) pot intra în compozitia lor K+, Na+, NH4+ si altii.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Dintre celelalte combinatii ale aluminiului trebuie mentionat acetatul [Al(CH3COO)3], care se foloseste la vopsirea tesaturilor (ca mordant) si în medicina (la comprese). Aceasta sare nu se cunoaste decât în solutie, unde este puternic hidrolizata. La evaporarea apei se evapora si o parte din acidul acetic, precipitând acetati bazici. Azotatul de aluminiu este usor solubil în apa. Fosfatul de aluminiu este insolubil în apa (si acid acetic), fiind solubil însa în acizi si baze tari.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Izotopi radioactivi


Radioactivitatea naturala si artificiala

Studiind structura atomilor s-a observat ca unele elemente ca uraniu si radiu au proprietatea de a emite radiatii invizibile ce pot patrunde prin diferite corpuri sau pot impresiona placi fotografice acoperite. Pe masura emisiei de radiatii are loc transformarea substantei emitatoare. Aceste transformari se datoreaza faptului ca atomii elementelor respective emana particule încarcate cu electricitate negativa (particule care sunt electroni), particule încarcate cu electricitate pozitiva (particule care sunt nuclee de heliu), cum si radiatii ,(care sunt fotoni). Aceste transformari se numesc transformari radioactive. Procesele radioactive se produc ca urmare a dezintegrarii atomilor.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Studiindu-se proprietatile radiului s-a observat ca în jurul lui se formeaza 2 elemente: heliu si o emanatie numita si radon. Aceasta este înca o dovada ca atomul nu mai poate fi considerat o particula indivizibila. Esenta radioactivitatii naturale consta tocmai în dezintegrarea de la sine a unor substante.

Atomi formati în urma dezintegrarii radioactive pot fi si ei radioactivi, si se pot dezintegra la rândul lor în alti atomi, care pot fi si ei radioactivi. În modul acesta se formeaza atomi din ce în ce mai mici, pâna când rezulta un atom inactiv, stabil. Asa se explica de ce substantele radioactive emit în permanenta energie fara sa primeasca din afara.

Viteza de dezintegrare a elementelor radioactive nu este influentata de temperatura. Prin aceasta radioactivitatea se deosebeste de reactiile chimice obisnuite, la care viteza de reactie este influentata de temperatura
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Experientele si observatiile au aratat ca dezintegrarea atomilor se poate produce si pe cale artificiala. (radioactivitate indusa) .

Izotopii

Atomi care au acelasi nr. de electroni dar mase atomice diferite se numesc izotopi. Numele vine de la cuvintele grecesti "isos topos" care înseamna în acelasi loc , deoarece ei se gasesc pe acelasi loc în sistemul periodic. Fenomenul de izotopie se întâlneste atât la elementele radioactive cât si la elementele stabile. Izotopii aceluiasi element radioactiv se deosebesc si prin proprietatile radioactive.

Aplicatiile izotopilor radioactivi.

Descoperirea izotopilor radioactivi a facilitat largirea domeniului de crecetare prin folosirea izotopilor radioactivi ca atomi marcati, indicatori sau trasori în variate procese tehnice si biologice.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
Aplicatiile izotopilor radioactivi pot fi clasificate mai întâi în functie de domeniu de utilizare; deosebim astfel aplicatii în industrie, în agricultura în medicina etc. Se poate detalia si mai mult clasificarea, deosebind aplicatii în hidrologie, exploatarea petrolului, gamagrafie etc., practic neexistând astazi domeniu de activitate stiintifica sau pur tehnologica, în care sa nu se utilizeze, sub o forma sau alta radiatiile emise de izotopii radioactivi.

Aplicatiile mentionate se bazeaza pe diferitele fenomene de interactie ale radiatiei cu substanta. Aceste fenomene sunt:

1.Atenuarea (absortie si împrastiere) radiatiei în substanta. Pe aceste fenomene se bazeaza metodele de masurare a grosimilor de material, densitatilor si nivelelor fluidelor în recipiente.

2.Retroîmprastierea radiatiilor, care permite masurari de grosimi, nivele de concentratii.

3.Ionizarea produsa de radiatii. Pe acest fenonen se bazeaza construirea detectoarelor de radiatii, neutralizarea electricitatii statice, masurarea debitelor de gaze.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
.Modificarea vitezei reactiilor chimice, modificarea propietatilor materialelor iradiate. Acest fenomen este folosit în radiochimie si în industria chimica, în industria materialelor electrice, petrolului.

5.Emiterea continua de radiatii de catre izotopii radioactivi. Pe aceasta proprietate se bazeaza folosirea lor ca trasori pentru a urmari procesele naturale sau artificiale în substanta vie, în hidrologie sau atmosfera, în plante sau în organismul uman, în tesutul muscular sau osos.

6.Colectarea directa a sarcini electrice emise de substantele radioactive, ca si alte fenomene de natura electrica au permis construirea unor generatoare de electricitate folosind izotopi radioactivi, dintre care cel mai celebru este "pace-maker"-ul instalat în cutia toracica a unor cardiaci pentru a întretine bataile unor inimi obosite.
pus acum 20 ani
   
mnovicov
Administrator

Inregistrat: acum 20 ani
Postari: 1985
.Excitarea radiatiilor de fluorescenta, prin iradierea unor substante cu o anumita radiatie, si determinarea intensitatii radiatiei de flourescenta produse. Acest tip de aplicatii permite determinarea compozitiei, concentratiilor, grosimilor etc.

8.Efectele biologice (nocive) ale radiatiilor, care, evident, trebuie evitate pentru om, în care scop se iau masuri de protectie (ecranarea surselor, expunerea echipamentelor de lucru pe durate de timp cât mai scurte etc.).Aceleasi efecte pot fi însa folosite pentru stimularea încoltiri semintelor si marirea recoltelor, dar si pentru oprirea încoltirii, dezinsectizarea, sterilizarea prin iradiere, conservarea alimentelor etc.
pus acum 20 ani
   
Pagini: 1  

Mergi la