जैविक ऑक्सीकरण. रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं

ऊर्जा के बिना किसी भी जीवित प्राणी का अस्तित्व नहीं हो सकता। आख़िरकार, प्रत्येक रासायनिक प्रतिक्रिया, प्रत्येक प्रक्रिया को इसकी उपस्थिति की आवश्यकता होती है। इसे समझना और महसूस करना किसी के लिए भी आसान है. यदि आप पूरे दिन खाना नहीं खाएंगे तो शाम तक, और संभवतः उससे भी पहले, थकान, सुस्ती बढ़ने के लक्षण शुरू हो जाएंगे, ताकत काफी कम हो जाएगी।

विभिन्न जीवों ने ऊर्जा प्राप्त करने के लिए किस प्रकार अनुकूलन किया है? यह कहाँ से आता है और कोशिका के अंदर कौन सी प्रक्रियाएँ होती हैं? आइए इस लेख में इसे जानने का प्रयास करें।

जीवों द्वारा ऊर्जा प्राप्त करना

इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि प्राणी ऊर्जा का उपभोग कैसे करते हैं, यह हमेशा विभिन्न उदाहरणों पर आधारित होता है। प्रकाश संश्लेषण का समीकरण, जो हरे पौधों और कुछ जीवाणुओं द्वारा किया जाता है, भी OVR है। स्वाभाविक रूप से, प्रक्रियाएँ इस बात पर निर्भर करती हैं कि कौन सा जीवित प्राणी है।

अतः, सभी जानवर विषमपोषी हैं। अर्थात्, ऐसे जीव जो अपने आगे के विभाजन और रासायनिक बंधों की ऊर्जा को मुक्त करने के लिए स्वतंत्र रूप से अपने भीतर तैयार कार्बनिक यौगिक बनाने में सक्षम नहीं हैं।

इसके विपरीत, पौधे हमारे ग्रह पर कार्बनिक पदार्थों के सबसे शक्तिशाली उत्पादक हैं। यह वे हैं जो प्रकाश संश्लेषण नामक एक जटिल और महत्वपूर्ण प्रक्रिया को अंजाम देते हैं, जिसमें एक विशेष पदार्थ - क्लोरोफिल की कार्रवाई के तहत पानी से ग्लूकोज, कार्बन डाइऑक्साइड का निर्माण होता है। उप-उत्पाद ऑक्सीजन है, जो सभी एरोबिक जीवित चीजों के लिए जीवन का स्रोत है।

रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं, जिनके उदाहरण इस प्रक्रिया को दर्शाते हैं:

• 6CO 2 + 6H 2 O = क्लोरोफिल = C 6 H 10 O 6 + 6O 2;

• कार्बन डाइऑक्साइड + क्लोरोफिल वर्णक (प्रतिक्रिया एंजाइम) के प्रभाव में = मोनोसेकेराइड + मुक्त आणविक ऑक्सीजन।

ग्रह के बायोमास के ऐसे प्रतिनिधि भी हैं जो अकार्बनिक यौगिकों के रासायनिक बंधों की ऊर्जा का उपयोग करने में सक्षम हैं। इन्हें केमोट्रॉफ़्स कहा जाता है। इनमें कई तरह के बैक्टीरिया शामिल हैं. उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन सूक्ष्मजीव जो मिट्टी में सब्सट्रेट अणुओं को ऑक्सीकरण करते हैं। प्रक्रिया सूत्र के अनुसार होती है: 2H 2 +0 2 = 2H 2 0।

जैविक ऑक्सीकरण के बारे में ज्ञान के विकास का इतिहास

ऊर्जा के उत्पादन को रेखांकित करने वाली प्रक्रिया अब सर्वविदित है। यह जैविक ऑक्सीकरण है. जैव रसायन विज्ञान ने क्रिया के सभी चरणों की सूक्ष्मताओं और तंत्रों का इतने विस्तार से अध्ययन किया है कि लगभग कोई रहस्य नहीं बचा है। बहरहाल, ऐसा हमेशा नहीं होता।

जीवित प्राणियों के अंदर होने वाले सबसे जटिल परिवर्तनों, जो कि प्रकृति में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाएँ हैं, का पहला उल्लेख 18वीं शताब्दी के आसपास सामने आया। इसी समय प्रसिद्ध फ्रांसीसी रसायनशास्त्री एंटोनी लावोइसियर ने अपना ध्यान इस ओर आकर्षित किया कि जैविक ऑक्सीकरण और दहन कितने समान हैं। उन्होंने सांस लेने के दौरान अवशोषित ऑक्सीजन के अनुमानित पथ का पता लगाया और इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि शरीर के अंदर ऑक्सीकरण प्रक्रियाएं होती हैं, जो विभिन्न पदार्थों के जलने पर बाहर की तुलना में धीमी होती हैं। अर्थात्, ऑक्सीकरण एजेंट - ऑक्सीजन अणु - कार्बनिक यौगिकों और विशेष रूप से, उनसे हाइड्रोजन और कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, और यौगिकों के अपघटन के साथ एक पूर्ण परिवर्तन होता है।

हालाँकि, हालाँकि यह धारणा स्वाभाविक रूप से काफी वास्तविक है, फिर भी कई बातें समझ से बाहर हैं। उदाहरण के लिए:

• चूँकि प्रक्रियाएँ समान हैं, तो उनके घटित होने की स्थितियाँ समान होनी चाहिए, लेकिन ऑक्सीकरण शरीर के कम तापमान पर होता है;
• क्रिया के साथ भारी मात्रा में तापीय ऊर्जा नहीं निकलती है और लौ का कोई निर्माण नहीं होता है;
• जीवित प्राणियों में कम से कम 75-80% पानी होता है, लेकिन यह उनमें पोषक तत्वों के "जलने" को नहीं रोकता है।

इन सभी सवालों का जवाब देने और यह समझने में एक वर्ष से अधिक समय लग गया कि वास्तव में जैविक ऑक्सीकरण क्या होता है।

इस प्रक्रिया में ऑक्सीजन और हाइड्रोजन की उपस्थिति के महत्व को दर्शाने वाले विभिन्न सिद्धांत थे। सबसे आम और सबसे सफल थे:

• बाख का सिद्धांत, जिसे पेरोक्साइड कहा जाता है;
• पल्लाडिन का सिद्धांत, "क्रोमोजेन" जैसी अवधारणा पर आधारित है।

भविष्य में, रूस और दुनिया के अन्य देशों में कई और वैज्ञानिक थे, जिन्होंने धीरे-धीरे इस सवाल में बदलाव और बदलाव किए कि जैविक ऑक्सीकरण क्या है। आधुनिक जैव रसायन, अपने काम की बदौलत, इस प्रक्रिया की हर प्रतिक्रिया के बारे में बता सकता है। इस क्षेत्र में सबसे प्रसिद्ध नामों में निम्नलिखित हैं:

• मिशेल;
• एस. वी. सेवेरिन;
• वारबर्ग;
• वी. ए. बेलित्सर;
• लेह्निंगर;
• वी. पी. स्कुलचेव;
• क्रेब्स;
• हरा;
• वी. ए. एंगेलहार्ट;
• कायलिन और अन्य।

जैविक ऑक्सीकरण के प्रकार

विचाराधीन प्रक्रिया के दो मुख्य प्रकार हैं, जो विभिन्न परिस्थितियों में होते हैं। तो, सूक्ष्मजीवों और कवक की कई प्रजातियों में प्राप्त भोजन को परिवर्तित करने का सबसे आम तरीका अवायवीय है। यह जैविक ऑक्सीकरण है, जो ऑक्सीजन तक पहुंच के बिना और किसी भी रूप में इसकी भागीदारी के बिना किया जाता है। ऐसी ही परिस्थितियाँ वहाँ निर्मित होती हैं जहाँ हवा तक पहुँच नहीं होती है: भूमिगत, क्षयकारी सब्सट्रेट्स, गाद, मिट्टी, दलदल और यहाँ तक कि अंतरिक्ष में भी।

इस प्रकार के ऑक्सीकरण का दूसरा नाम है - ग्लाइकोलाइसिस। यह अधिक जटिल और श्रमसाध्य, लेकिन ऊर्जावान रूप से समृद्ध प्रक्रिया के चरणों में से एक है - एरोबिक परिवर्तन या ऊतक श्वसन। यह विचाराधीन दूसरी प्रकार की प्रक्रिया है। यह सभी एरोबिक हेटरोट्रॉफ़िक जीवित प्राणियों में होता है जो श्वसन के लिए ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं।

इस प्रकार, जैविक ऑक्सीकरण के प्रकार इस प्रकार हैं।

1. ग्लाइकोलाइसिस, अवायवीय मार्ग। इसमें ऑक्सीजन की उपस्थिति की आवश्यकता नहीं होती है और यह विभिन्न प्रकार के किण्वन के साथ समाप्त होता है।
2. ऊतक श्वसन (ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण), या एरोबिक प्रकार। आणविक ऑक्सीजन की उपस्थिति की आवश्यकता होती है।

प्रक्रिया प्रतिभागियों

आइए हम उन विशेषताओं पर विचार करें जिनमें जैविक ऑक्सीकरण शामिल है। हम मुख्य यौगिकों और उनके संक्षिप्ताक्षरों को परिभाषित करते हैं, जिनका हम भविष्य में उपयोग करेंगे।

1. एसिटाइलकोएंजाइम-ए (एसिटाइल-सीओए) एक कोएंजाइम के साथ ऑक्सालिक और एसिटिक एसिड का एक संघनन है, जो ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड चक्र के पहले चरण में बनता है।
2. क्रेब्स चक्र (साइट्रिक एसिड चक्र, ट्राइकार्बोक्सिलिक एसिड) ऊर्जा की रिहाई, हाइड्रोजन में कमी और महत्वपूर्ण कम आणविक भार उत्पादों के गठन के साथ जटिल अनुक्रमिक रेडॉक्स परिवर्तनों की एक श्रृंखला है। यह कैटा- और उपचय में मुख्य कड़ी है।
3. एनएडी और एनएडी * एच - एंजाइम डिहाइड्रोजनेज, निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड के रूप में समझा जाता है। दूसरा सूत्र एक अणु है जिसमें हाइड्रोजन जुड़ा हुआ है। एनएडीपी - निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड फॉस्फेट।
4. एफएडी और एफएडी * एच - फ्लेविन एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड - डिहाइड्रोजनेज का कोएंजाइम।
5. एटीपी एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट है।
6. पीवीए पाइरुविक एसिड या पाइरूवेट है।
7. सक्सिनेट या स्यूसिनिक एसिड, एच 3 आरओ 4 - फॉस्फोरिक एसिड।
8. जीटीपी ग्वानोसिन ट्राइफॉस्फेट है, जो प्यूरीन न्यूक्लियोटाइड का एक वर्ग है।
9. ईटीसी - इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला।
10. प्रक्रिया एंजाइम: पेरोक्सीडेस, ऑक्सीजनेज, साइटोक्रोम ऑक्सीडेज, फ्लेविन डिहाइड्रोजनेज, विभिन्न कोएंजाइम और अन्य यौगिक।

ये सभी यौगिक जीवित जीवों के ऊतकों (कोशिकाओं) में होने वाली ऑक्सीकरण प्रक्रिया में प्रत्यक्ष भागीदार हैं।

जैविक ऑक्सीकरण के चरण: तालिका

ये सभी प्रक्रियाएं हैं जो ऑक्सीजन की भागीदारी के साथ जैविक ऑक्सीकरण के साथ होती हैं। स्वाभाविक रूप से, उनका पूरी तरह से वर्णन नहीं किया गया है, लेकिन केवल संक्षेप में, क्योंकि विस्तृत विवरण के लिए पुस्तक के एक पूरे अध्याय की आवश्यकता है। जीवित जीवों की सभी जैव रासायनिक प्रक्रियाएँ अत्यंत बहुआयामी और जटिल हैं।

रेडॉक्स प्रतिक्रिया प्रक्रिया

रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं, जिनके उदाहरण ऊपर वर्णित सब्सट्रेट ऑक्सीकरण की प्रक्रियाओं को चित्रित कर सकते हैं, इस प्रकार हैं।

1. ग्लाइकोलाइसिस: मोनोसैकेराइड (ग्लूकोज) + 2NAD + + 2ADP = 2PVK + 2ATP + 4H + + 2H 2 O + NADH।
2. पाइरूवेट ऑक्सीकरण: पीवीए + एंजाइम = कार्बन डाइऑक्साइड + एसीटैल्डिहाइड। फिर अगला चरण: एसीटैल्डिहाइड + कोएंजाइम ए = एसिटाइल-सीओए।
3. क्रेब्स चक्र में साइट्रिक एसिड के कई क्रमिक परिवर्तन।

ये रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं, जिनके उदाहरण ऊपर दिए गए हैं, केवल सामान्य तरीके से चल रही प्रक्रियाओं के सार को दर्शाते हैं। यह ज्ञात है कि विचाराधीन यौगिक या तो उच्च आणविक भार वाले हैं या बड़े कार्बन कंकाल वाले हैं, इसलिए पूर्ण सूत्रों के साथ सब कुछ प्रस्तुत करना संभव नहीं है।

ऊतक श्वसन का ऊर्जा उत्पादन

उपरोक्त विवरण से यह स्पष्ट है कि संपूर्ण ऑक्सीकरण की कुल ऊर्जा उपज की गणना करना कठिन नहीं है।

1. ग्लाइकोलाइसिस द्वारा दो एटीपी अणु निर्मित होते हैं।
2. पाइरूवेट ऑक्सीकरण 12 एटीपी अणु।
3. ट्राइकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र पर 22 अणु गिरते हैं।

निचली पंक्ति: एरोबिक मार्ग के साथ पूर्ण जैविक ऑक्सीकरण 36 एटीपी अणुओं के बराबर ऊर्जा उत्पादन देता है। जैविक ऑक्सीकरण का महत्व स्पष्ट है। यह वह ऊर्जा है जिसका उपयोग जीवित जीवों द्वारा जीवन और कामकाज के साथ-साथ उनके शरीर को गर्म करने, चलने-फिरने और अन्य आवश्यक चीजों के लिए किया जाता है।

सब्सट्रेट का अवायवीय ऑक्सीकरण

दूसरे प्रकार का जैविक ऑक्सीकरण अवायवीय है। अर्थात्, वह जो सभी के द्वारा किया जाता है, लेकिन जिस पर कुछ प्रजातियों के सूक्ष्मजीव रुकते हैं। और यह ठीक इसी से है कि एरोबेस और एनारोबेस के बीच पदार्थों के आगे के परिवर्तन में अंतर स्पष्ट रूप से पता लगाया जाता है।

इस मार्ग पर कुछ जैविक ऑक्सीकरण चरण हैं।

1. ग्लाइकोलाइसिस, यानी ग्लूकोज अणु का पाइरूवेट में ऑक्सीकरण।
2. किण्वन से एटीपी का पुनर्जनन होता है।

किण्वन विभिन्न प्रकार का हो सकता है, जो इसे करने वाले जीवों पर निर्भर करता है।

लैक्टिक एसिड किण्वन

यह लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया, साथ ही कुछ कवक द्वारा किया जाता है। मुख्य बात पीवीसी को लैक्टिक एसिड में पुनर्स्थापित करना है। इस प्रक्रिया का उपयोग उद्योग में प्राप्त करने के लिए किया जाता है:

• डेयरी उत्पादों;
• मसालेदार सब्जियाँ और फल;
• पशु साइलो.

इस प्रकार का किण्वन मानव आवश्यकताओं में सबसे अधिक उपयोग में से एक है।

अल्कोहलिक किण्वन

प्राचीन काल से लोगों को ज्ञात है। प्रक्रिया का सार पीवीसी को इथेनॉल के दो अणुओं और दो कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तित करना है। इस उत्पाद की उपज के कारण, इस प्रकार के किण्वन का उपयोग प्राप्त करने के लिए किया जाता है:

• रोटी का;
• अपराधबोध;
• बियर;
• हलवाई की दुकान और भी बहुत कुछ।

यह कवक, यीस्ट और जीवाणु प्रकृति के सूक्ष्मजीवों द्वारा किया जाता है।

ब्यूटिरिक किण्वन

बल्कि एक संकीर्ण रूप से विशिष्ट प्रकार का किण्वन। क्लोस्ट्रीडियम जीनस के जीवाणुओं द्वारा किया जाता है। मुख्य बात पाइरूवेट का ब्यूटिरिक एसिड में रूपांतरण है, जो भोजन को एक अप्रिय गंध और बासी स्वाद देता है।

इसलिए, इस पथ के साथ आगे बढ़ने वाली जैविक ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं व्यावहारिक रूप से उद्योग में उपयोग नहीं की जाती हैं। हालाँकि, ये बैक्टीरिया स्वतंत्र रूप से खाद्य उत्पादों को बोते हैं और नुकसान पहुंचाते हैं, जिससे उनकी गुणवत्ता कम हो जाती है।

यूडीसी 373.167.1

जेड एन खिस्मातुल्लीना

जीव विज्ञान और चिकित्सा में रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं का सार, दिशा और भूमिका

कीवर्ड: ऑक्सीकरण, कमी, चयापचय, विघटन, रेडॉक्स

संभावना।

मनुष्यों और जानवरों में चयापचय और ऊर्जा चयापचय में रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की भूमिका दिखाई गई है। इस प्रकार की प्रतिक्रिया के पाठ्यक्रम के सामान्य पैटर्न को आत्मसात करना शरीर में होने वाली सामान्य रूप से अकार्बनिक और कार्बनिक पदार्थों और रासायनिक प्रक्रियाओं के गुणों के बाद के अध्ययन के लिए आवश्यक है, जो सभी मानव जीवन का अध्ययन और प्रबंधन करना संभव बनाता है। .

मुख्य शब्द: ऑक्सीकरण, कमी, चयापचय, विघटन, रेडॉक्स-क्षमता।

मनुष्यों और जानवरों में होने वाले ऊर्जा-विनिमय और पदार्थ-विनिमय में रेडॉक्स-प्रतिक्रियाओं की भूमिका को दर्शाया गया है। इस प्रतिक्रिया प्रकार की घटना के सामान्य नियमों की समझ सामान्य रूप से मानव शरीर में होने वाली कार्बनिक और गैर-कार्बनिक सामग्रियों और रासायनिक प्रक्रियाओं के गुणों के आगे के अध्ययन के लिए आवश्यक है। यह संपूर्ण मानव जीवन का अध्ययन और नियंत्रण करना संभव बनाता है।

पूरे इतिहास में, चिकित्सा और रसायन विज्ञान के बीच संबंध का पता लगाया गया है, इन दोनों विज्ञानों के सहजीवन ने उनमें से प्रत्येक के संवर्धन और सबसे तेज़ विकास को आगे बढ़ाया है और जारी रखा है। इसलिए, रसायन विज्ञान का अध्ययन, या कम से कम इसकी मूल बातों का ज्ञान, न केवल एक चिकित्सा विश्वविद्यालय में, बल्कि उच्च व्यावसायिक शिक्षा प्राप्त करने वाले सभी लोगों के लिए भी आवश्यक है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हमारे देश में आणविक जीव विज्ञान और आनुवंशिकी अत्यधिक विकसित है, जीवन की भौतिक-रासायनिक प्रकृति को प्रकट करने के लिए जटिल वैज्ञानिक अनुसंधान के संगठन पर बहुत ध्यान दिया जाता है, चयापचय, सोच जैसे जीवन की महत्वपूर्ण अभिव्यक्तियों के सार का ज्ञान , स्मृति, आनुवंशिकता, प्रतिरक्षा, आदि। डी। निकट भविष्य में सैद्धांतिक हथियार और व्यावहारिक चिकित्सा की प्रगति इन अध्ययनों के परिणामों पर निर्भर करती है। एक योग्य चिकित्सा और सामाजिक कार्यकर्ता को इन जटिल अध्ययनों की प्रगति का पालन करने, व्यावहारिक चिकित्सा और सामाजिक कार्यों के लिए उनके महत्व का मूल्यांकन करने में सक्षम होने के लिए, उसे न केवल चिकित्सा के क्षेत्र में, बल्कि रसायन विज्ञान में भी ज्ञान से लैस होना चाहिए। . आख़िरकार, चयापचय अंततः रासायनिक प्रक्रियाओं पर आधारित होता है - प्रसार, विघटन, डायलिसिस, हाइड्रोलिसिस, वाष्पीकरण, संक्षेपण, आदि।

अंतःविषय व्यवसायों के विशेषज्ञों, विशेष रूप से उच्चतम योग्यता वाले चिकित्सा और सामाजिक कार्यकर्ताओं के लिए, रसायन विज्ञान के तत्वों का अध्ययन आवश्यक है क्योंकि:

78 तत्व जीवित जीवों का हिस्सा हैं;

आधुनिक चिकित्सा में प्रयुक्त दवाओं की संरचना में 44 तत्व शामिल हैं;

38 तत्वों के आइसोटोप वर्तमान में रेडियोडायग्नोस्टिक्स और रेडियोथेरेपी के लिए उपयोग किए जाते हैं;

70 से अधिक तत्व आधुनिक उपकरणों, उपकरणों और औजारों के निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्रियों का हिस्सा हैं।

रसायन विज्ञान के क्षेत्र में पर्याप्त ज्ञान के बिना, मानव शरीर पर लक्षित प्रभाव के साधनों के संपूर्ण शस्त्रागार का प्रभावी ढंग से उपयोग करना असंभव होगा। चिकित्सा और रसायन विज्ञान के क्षेत्र में जानकारी के संपूर्ण प्रवाह को समझने, व्यवस्थित करने और समझने के लिए, एक निश्चित सैद्धांतिक आधार पर भरोसा करना आवश्यक है।

वर्तमान में ज्ञात 70% से अधिक तत्व मानव शरीर का हिस्सा हैं। मानव शरीर में लगातार विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाएँ होती रहती हैं-

परिणामस्वरूप, बड़ी संख्या में विभिन्न रासायनिक यौगिक बनते हैं। इसके लिए आवश्यक प्रारंभिक पदार्थ साँस की हवा, भोजन और पीने के पानी के साथ शरीर में प्रवेश करते हैं। संश्लेषित यौगिकों का मुख्य भाग निर्माण सामग्री या ऊर्जा स्रोतों के रूप में उपयोग किया जाता है और मानव शरीर को वृद्धि और विकास प्रदान करता है। संश्लेषित यौगिकों का वही हिस्सा, जिसे इस प्रक्रिया के स्लैग या अपशिष्ट उत्पाद माना जा सकता है, शरीर से उत्सर्जित होता है।

जीव की महत्वपूर्ण गतिविधि के परिणामस्वरूप, पदार्थों का संश्लेषण होता है जो ऑक्सीजन, कार्बन, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, सल्फर और फास्फोरस के रासायनिक यौगिक होते हैं। इन छह रासायनिक तत्वों के अलावा, कम से कम छब्बीस अन्य तत्व सक्रिय रूप से चयापचय (चयापचय) में शामिल होते हैं: कैल्शियम, पोटेशियम, सोडियम, क्लोरीन, लोहा, मैग्नीशियम, फ्लोरीन और तथाकथित ट्रेस तत्व - एल्यूमीनियम, बोरान, सिलिकॉन , वैनेडियम, क्रोमियम, मैंगनीज, कोबाल्ट, निकल, जस्ता, तांबा, आर्सेनिक, ब्रोमीन, सेलेनियम, स्ट्रोंटियम, मोलिब्डेनम, कैडमियम, टिन, आयोडीन, सीसा। छियालीस और तत्वों की भी खोज की गई है, हालांकि नगण्य मात्रा में, और वे संभवतः एक महत्वपूर्ण शारीरिक भूमिका भी निभाते हैं, जिसे अभी तक पूरी तरह से स्पष्ट नहीं किया गया है।

एक जीवित जीव में होने वाले चयापचय (मेटाबॉलिज्म) में बड़ी संख्या में लगातार होने वाली और परस्पर जुड़ी प्रतिक्रियाएं शामिल होती हैं। जीवित जीव पर्यावरण (मुख्य रूप से भोजन के साथ) से आने वाले पदार्थों को आत्मसात करते हैं, उनकी रासायनिक संरचना को बदलते हैं और ऊतक तत्वों को बनाने, नवीनीकृत करने और रासायनिक ऊर्जा के बड़े भंडार जमा करने के लिए नए रासायनिक यौगिकों का उपयोग करते हैं। इसलिए, चयापचय की प्रक्रिया ऊर्जा विनिमय की सहवर्ती प्रक्रिया से अविभाज्य है। चयापचय और ऊर्जा की यह प्रक्रिया जीवन का सबसे विशिष्ट लक्षण है, जब यह समाप्त हो जाती है तो जीवन भी रुक जाता है।

मानव और पशु शरीर में होने वाले चयापचय का एक व्यवस्थित अध्ययन 18वीं शताब्दी के अंत में ए. लावोइसियर द्वारा शुरू किया गया था। इस वैज्ञानिक के नाम के साथ-साथ एम.वी. लोमोनोसोव जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि की प्रक्रियाओं और दहन प्रक्रियाओं में ऑक्सीजन की भूमिका की स्थापना से जुड़ा है। ए. लावोइसियर ने पहली बार साबित किया कि मनुष्य और जानवरों के शरीर में वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा कार्बनिक पदार्थों का निरंतर ऑक्सीकरण होता है, साथ ही कार्बन डाइऑक्साइड का निर्माण होता है और साथ ही तथाकथित "पशु ताप" भी निकलता है। वह किसी व्यक्ति द्वारा उपभोग की जाने वाली ऑक्सीजन की मात्रा और जारी कार्बन डाइऑक्साइड के बीच संबंध स्थापित करने का प्रयास करने वाले पहले लोगों में से थे, यह दिखाने के लिए कि इन दोनों गैसों के अवशोषण और उत्पादन की तीव्रता आहार और काम, परिवेश के तापमान से कैसे प्रभावित होती है।

एक जीवित जीव में, कई भौतिक-रासायनिक प्रक्रियाएं होती हैं - वाष्पीकरण और संघनन, विघटन और क्रिस्टलीकरण, इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण और आयनों से अणुओं का निर्माण, आदि - कई स्थितियों के आधार पर होने वाली कई सैकड़ों हजारों जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं बाहरी और आंतरिक वातावरण. लेकिन फिर भी, बढ़िया न्यूरोह्यूमोरल विनियमन के लिए धन्यवाद, शरीर के आंतरिक वातावरण (होमियोस्टैसिस) की एक अद्भुत स्थिरता हासिल की जाती है।

जैसा कि आप जानते हैं, सभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं को दो बड़े समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

1) विनिमय अभिक्रियाएँ जिनमें केवल परमाणुओं या आयनों का पुनर्संयोजन होता है, लेकिन उनकी ऑक्सीकरण अवस्था में कोई परिवर्तन नहीं होता है;

2) रेडॉक्स अभिक्रियाएँ जिसमें इन परमाणुओं या आयनों की ऑक्सीकरण अवस्था में तदनुरूप परिवर्तन के साथ एक परमाणु या आयन से दूसरे में इलेक्ट्रॉनों का आंशिक या पूर्ण स्थानांतरण होता है।

रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं मानव और पशु शरीर में होने वाले चयापचय और ऊर्जा में असाधारण भूमिका निभाती हैं। रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के सार के बारे में पहला विचार उत्कृष्ट रूसी वैज्ञानिक एल.वी. पिसारज़ेव्स्की (1914) द्वारा पेश किया गया था।

रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को रासायनिक प्रतिक्रियाएं कहा जाता है, जिसके दौरान तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था बदल जाती है। ऑक्सीकरण की डिग्री में परिवर्तन

रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के दौरान आयन एक तत्व के परमाणुओं से दूसरे तत्व के परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों के पूर्ण या आंशिक स्थानांतरण के कारण होते हैं।

परमाणु या आयन जो रेडॉक्स प्रक्रिया के दौरान अन्य परमाणुओं या आयनों को इलेक्ट्रॉन दान करते हैं, कम करने वाले एजेंट कहलाते हैं। इस मामले में, यह परमाणु या आयन ऑक्सीकृत होता है, अर्थात। इसकी ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ जाती है।

जो परमाणु या आयन इलेक्ट्रॉन स्वीकार करते हैं उन्हें ऑक्सीकरण एजेंट कहा जाता है। इस मामले में, परमाणु या आयन स्वयं बहाल हो जाता है, अर्थात। इसकी ऑक्सीकरण अवस्था को कम करता है।

ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया कमी प्रतिक्रिया से अविभाज्य है, और इन दोनों प्रक्रियाओं को एक अविभाज्य एकता में माना जाना चाहिए। किसी भी रेडॉक्स प्रतिक्रिया में, परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्थाओं का बीजगणितीय योग अपरिवर्तित रहता है।

कई रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं केवल ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाले एजेंट की परस्पर क्रिया तक सीमित हो जाती हैं। लेकिन अक्सर, यदि प्रतिक्रिया एक जलीय माध्यम में की जाती है, तो रेडॉक्स प्रक्रिया का कोर्स पानी के हाइड्रोजन और हाइड्रॉक्सिल आयनों के साथ-साथ समाधान में मौजूद एसिड और क्षार के साथ अभिकर्मकों की बातचीत से काफी प्रभावित होता है। कभी-कभी रेडॉक्स प्रक्रिया के दौरान पर्यावरण का प्रभाव इतना अधिक होता है कि कुछ प्रतिक्रियाएं केवल अम्लीय या क्षारीय वातावरण में ही की जा सकती हैं। रेडॉक्स प्रतिक्रिया की दिशा माध्यम के एसिड-बेस संतुलन, ऑक्सीकरण एजेंट के अणु (आयन) से जुड़े इलेक्ट्रॉनों की संख्या और कम करने वाले एजेंट के अणु (आयन) द्वारा दिए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या आदि पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए , आयोडीन तत्वों की रिहाई के साथ आयोडाइड और आयोडेट के बीच प्रतिक्रिया केवल मजबूत एसिड की उपस्थिति में होती है, और अत्यधिक क्षारीय वातावरण में, गर्म होने पर, विपरीत प्रतिक्रिया हो सकती है।

चयापचय, जिसमें रेडॉक्स प्रक्रियाएं इतनी महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं, के दो पहलू हैं: 1) प्लास्टिक, जो ऊतकों और कोशिकाओं के नवीकरण के लिए "निर्माण सामग्री" के रूप में शरीर के लिए आवश्यक जटिल कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण के लिए उबलता है। मुख्य रूप से भोजन के साथ आते हैं (ये एनाबॉलिक प्रक्रियाएं, या आत्मसात प्रक्रियाएं हैं जिनके लिए ऊर्जा व्यय की आवश्यकता होती है); 2) ऊर्जा, जो जैविक ईंधन की भूमिका निभाने वाले जटिल उच्च-आणविक पदार्थों के टूटने (ऑक्सीकरण) में बदल जाती है, सरल पदार्थों में - पानी, कार्बन डाइऑक्साइड, आदि में (ये कैटोबोलिक प्रक्रियाएं, या प्रसार प्रक्रियाएं हैं, साथ में) ऊर्जा के विमोचन द्वारा)।

रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं एनाबॉलिक और कैटोबोलिक दोनों प्रक्रियाओं की जटिल श्रृंखला में आवश्यक लिंक हैं, लेकिन जीवित जीव के लिए ऊर्जा के मुख्य स्रोत के रूप में उनकी भूमिका विशेष रूप से महान है। जो जीव एरोबिक स्थितियों में (अर्थात, वायुमंडलीय ऑक्सीजन के ऑक्सीकरण वातावरण में) मौजूद हैं, वे श्वसन की प्रक्रिया के माध्यम से इस ऊर्जा को प्राप्त करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कोशिकाओं और ऊतकों में शरीर में प्रवेश करने वाले पोषक तत्व कार्बन डाइऑक्साइड, पानी, अमोनिया, यूरिया में ऑक्सीकृत हो जाते हैं। और अन्य। अपशिष्ट उत्पाद अपेक्षाकृत कम ऊर्जा मूल्यों और उच्च एन्ट्रापी मूल्यों की विशेषता रखते हैं (ग्रीक से - मोड़, परिवर्तन - यह कई तत्वों से युक्त प्रणाली के विकार का एक उपाय है)।

श्वसन की प्रक्रिया रेडॉक्स प्रतिक्रिया पर आधारित होती है जिसमें डायटोमेसियस ऑक्सीजन का एक अणु पानी के दो अणु बनाता है। बाह्य श्वसन की प्रक्रिया में, वायुमंडलीय ऑक्सीजन हीमोग्लोबिन से जुड़ती है और ऑक्सीहीमोग्लोबिन के रूप में, रक्त प्रवाह के साथ ऊतकों की केशिकाओं तक पहुंचाई जाती है। ऊतक, या सेलुलर श्वसन की प्रक्रिया में, ऊतक और कोशिकाएं इस ऑक्सीजन को अवशोषित करते हैं, जिसके कारण बाहरी वातावरण से शरीर में प्रवेश करने वाले प्रोटीन, वसा और कार्बोहाइड्रेट का ऑक्सीकरण होता है। शिरापरक रक्त के प्रवाह के साथ एक साथ गठित कार्बन डाइऑक्साइड फेफड़ों में भेजा जाता है और वहां, एल्वियोली की दीवारों के माध्यम से फैलते हुए, साँस छोड़ने वाली हवा का हिस्सा बन जाता है। लेकिन जैविक ऑक्सीकरण की इन प्रक्रियाओं में, जो सब्सट्रेट सीधे ऑक्सीजन के संपर्क में आते हैं, वे उच्च-आणविक यौगिक नहीं होते हैं जो मूल रूप से भोजन की संरचना में थे, बल्कि जठरांत्र संबंधी मार्ग में हाइड्रोलाइटिक दरार के परिणामस्वरूप बनने वाले सरल, कम-आणविक उत्पाद होते हैं। .

विघटन के पहले चरण में, हाइड्रोलिसिस के परिणामस्वरूप, जटिल कार्बोहाइड्रेट - स्टार्च, सुक्रोज, ग्लाइकोजन और अन्य, एमाइलेज की भागीदारी के साथ, ग्लूकोज और अन्य मोनोसेकेराइड में परिवर्तित हो जाते हैं। लाइपेस की भागीदारी से वसा फैटी एसिड और ग्लिसरॉल में परिवर्तित हो जाती है। प्रोटियोलिटिक एंजाइमों की कार्रवाई के तहत प्रोटीन कम आणविक भार पेप्टाइड्स और अमीनो एसिड में परिवर्तित हो जाते हैं। इस स्तर पर, ऊर्जा निकलती है, जो खाद्य पदार्थों की कुल रासायनिक ऊर्जा का 1% से अधिक नहीं होती है। विघटन के पहले चरण में उत्पन्न होने वाले उत्पादों का एक हिस्सा, मानव शरीर ऊतकों और कोशिकाओं के निर्माण के लिए सामग्री प्राप्त करने के साथ-साथ रासायनिक ईंधन की आपूर्ति से जुड़ी अनाबोलिक प्रतिक्रियाओं के लिए प्रारंभिक सामग्री के रूप में उपयोग करता है।

हाइड्रोलिसिस उत्पादों का एक अन्य भाग ऑक्सीकरण से गुजरता है, जिसमें कार्बन डाइऑक्साइड, पानी, अमोनिया, यूरिया आदि के साथ-साथ अपूर्ण ऑक्सीकरण उत्पाद भी बनते हैं।

प्रसार के दूसरे चरण में, ऊर्जा की कुल मात्रा का लगभग 1/3 भाग मुक्त हो जाता है, लेकिन मुक्त ऊर्जा अभी तक उच्च-ऊर्जा पदार्थों के निर्माण के माध्यम से जमा नहीं हुई है।

विघटन के तीसरे चरण में, दूसरे चरण में बनने वाले सभी मध्यवर्ती उत्पादों का पूर्ण ऑक्सीकरण होता है: पानी, कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया, यूरिया, आदि, और शेष 2/3 रासायनिक ऊर्जा शरीर को खाद्य पदार्थों से प्राप्त होती है। रिहाई। यह जटिल रासायनिक प्रक्रिया, जिसमें लगातार दस प्रतिक्रियाएं शामिल होती हैं, जिनमें से प्रत्येक को संबंधित एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित किया जाता है, ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड चक्र या क्रेब्स चक्र कहा जाता है। इन अनुक्रमिक प्रतिक्रियाओं के कार्यान्वयन के लिए आवश्यक एंजाइम कोशिकाओं के झिल्ली संरचनात्मक तत्वों - माइटोकॉन्ड्रिया में स्थानीयकृत होते हैं।

प्रसार के तीसरे चरण में, 40-60% ऊर्जा निकलती है, जिसका उपयोग शरीर द्वारा उच्च-ऊर्जा पदार्थों को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है।

इस प्रकार, शरीर में पोषक तत्वों के विघटन के विचारित चरणों से पता चलता है कि शरीर की ऊर्जा आपूर्ति 99% इसमें रेडॉक्स प्रक्रियाओं की घटना से प्रदान की जाती है।

इसके अलावा, शरीर में रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की मदद से चयापचय के दौरान बनने वाले कुछ विषाक्त पदार्थ नष्ट हो जाते हैं। इस तरह से शरीर को जैव रासायनिक ऑक्सीकरण के मध्यवर्ती उत्पादों के हानिकारक प्रभावों से छुटकारा मिलता है।

विभिन्न दवाओं के रेडॉक्स गुणों की जानकारी हमें रोगी को उनके एक साथ प्रशासन के साथ-साथ उनके संयुक्त भंडारण की स्वीकार्यता के साथ संगतता के मुद्दों को हल करने की अनुमति देती है। इन आंकड़ों को देखते हुए, कई दवाओं की असंगति स्पष्ट हो जाती है (उदाहरण के लिए, जैसे पोटेशियम आयोडाइड और सोडियम नाइट्राइट, पोटेशियम परमैंगनेट और सोडियम थायोसल्फेट, हाइड्रोजन पेरोक्साइड और आयोडाइड, आदि)।

कई मामलों में, दवाओं के फार्मास्युटिकल गुण उनके रेडॉक्स गुणों से सीधे संबंधित होते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, कई एंटीसेप्टिक, रोगाणुरोधी और कीटाणुनाशक (आयोडीन, पोटेशियम परमैंगनेट, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, तांबा, चांदी और पारा के लवण) एक ही समय में मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट होते हैं।

एक सार्वभौमिक एंटीडोट (मारक) के रूप में सोडियम थायोसल्फेट का उपयोग ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाले एजेंट दोनों के रूप में रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में भाग लेने की क्षमता पर आधारित है। आर्सेनिक, पारा और सीसा यौगिकों के साथ विषाक्तता के मामले में, सोडियम थायोसल्फेट के घोल के अंतर्ग्रहण से विरल रूप से घुलनशील और इसलिए व्यावहारिक रूप से गैर विषैले सल्फेट्स का निर्माण होता है। हाइड्रोसायनिक एसिड या साइनाइड के साथ विषाक्तता के मामले में, सोडियम थायोसल्फेट इन विषाक्त पदार्थों को कम विषैले रोडानाइड यौगिकों में परिवर्तित करना संभव बनाता है। हैलोजन और अन्य मजबूत ऑक्सीकरण के साथ विषाक्तता के मामले में

सोडियम ट्रायोसल्फेट का एंटीटॉक्सिक प्रभाव इसके मध्यम कम करने वाले गुणों के कारण होता है।

रेडॉक्स प्रक्रियाओं के बारे में बोलते हुए, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ऑक्सीकरण या कमी प्रतिक्रियाओं के दौरान, ऑक्सीकृत या कम किए गए पदार्थ की विद्युत क्षमता बदल जाती है: एक पदार्थ, अपने इलेक्ट्रॉनों को छोड़कर और सकारात्मक रूप से चार्ज होने पर, ऑक्सीकरण होता है, दूसरा, इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करता है और चार्ज होता है नकारात्मक रूप से, बहाल हो जाता है। उनके बीच विद्युत क्षमता में अंतर रेडॉक्स क्षमता (ओआरपी) है।

रेडॉक्स क्षमता समाधानों में आयनों के आवेश में परिवर्तन से जुड़ी प्रतिवर्ती रासायनिक प्रक्रियाओं में तत्वों या उनके यौगिकों की रासायनिक गतिविधि का एक माप है। इसका मतलब यह है कि ओआरपी, जिसे रेडॉक्स पोटेंशियल भी कहा जाता है (अंग्रेजी रेडऑक्स से - रिडक्शन / ऑक्सीडेशन), रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में इलेक्ट्रॉन गतिविधि की डिग्री को दर्शाता है, अर्थात। उन प्रतिक्रियाओं में जिनमें इलेक्ट्रॉनों का योग या स्थानांतरण शामिल है। माप में (इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री में), इस अंतर के परिमाण को एह के रूप में दर्शाया जाता है और मिलीवोल्ट में व्यक्त किया जाता है। ऑक्सीकरण करने में सक्षम घटकों की सांद्रता जितनी अधिक होगी, उन घटकों की सांद्रता जितनी अधिक होगी, रेडॉक्स संभावित सूचकांक उतना ही अधिक होगा। ऑक्सीजन और क्लोरीन जैसे पदार्थ इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करते हैं और उनमें उच्च विद्युत क्षमता होती है; इसलिए, न केवल ऑक्सीजन, बल्कि अन्य पदार्थ (विशेष रूप से, क्लोरीन) भी ऑक्सीकरण एजेंट हो सकते हैं, जबकि हाइड्रोजन जैसे पदार्थ, इसके विपरीत, आसानी से इलेक्ट्रॉन दान करते हैं और उनकी विद्युत क्षमता कम होती है। ऑक्सीजन में सबसे बड़ी ऑक्सीकरण क्षमता होती है, और हाइड्रोजन में सबसे अधिक कम करने की क्षमता होती है, लेकिन पानी में मौजूद अन्य पदार्थ और ऑक्सीकरण या कम करने वाले एजेंटों के रूप में कम तीव्रता से कार्य करने वाले उनके बीच स्थित होते हैं।

प्रत्येक रेडॉक्स प्रतिक्रिया के लिए ओआरपी मान सकारात्मक या नकारात्मक हो सकता है।

उदाहरण के लिए, प्राकृतिक जल में, Eh मान -400 से +700 mV तक होता है, जो इसमें होने वाली ऑक्सीडेटिव और कमी प्रक्रियाओं की समग्रता से निर्धारित होता है। संतुलन स्थितियों के तहत, ओआरपी मान एक निश्चित तरीके से जलीय पर्यावरण की विशेषता बताता है, और इसका मूल्य हमें पानी की रासायनिक संरचना के बारे में कुछ सामान्य निष्कर्ष निकालने की अनुमति देता है।

जैव रसायन में, रेडॉक्स क्षमता का मान मिलिवोल्ट में नहीं, बल्कि आरएच (रिडक्शन हाइड्रोजनी) की पारंपरिक इकाइयों में व्यक्त किया जाता है।

मनमानी इकाइयों आरएच के पैमाने में 42 डिवीजन होते हैं।

"0" का अर्थ है शुद्ध हाइड्रोजन,

"42" - शुद्ध ऑक्सीजन,

"28" - तटस्थ वातावरण.

पीएच और आरएच का आपस में गहरा संबंध है।

ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाएं एसिड-बेस बैलेंस को कम करती हैं (आरएच जितना अधिक होगा, पीएच उतना ही कम होगा), जबकि कम करने वाली प्रक्रियाएं पीएच में वृद्धि में योगदान करती हैं। बदले में, pH मान rH मान को प्रभावित करता है।

मानव शरीर में, रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के दौरान जारी ऊर्जा होमोस्टैसिस (आंतरिक वातावरण की संरचना और गुणों की सापेक्ष गतिशील स्थिरता और शरीर के मुख्य शारीरिक कार्यों की स्थिरता) और पुनर्जनन को बनाए रखने पर खर्च की जाती है। शरीर की कोशिकाएं, यानी, शरीर की महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं को सुनिश्चित करने के लिए।

मानव शरीर के आंतरिक वातावरण का ओआरपी, सिल्वर क्लोराइड संदर्भ इलेक्ट्रोड के सापेक्ष प्लैटिनम इलेक्ट्रोड पर मापा जाता है, आमतौर पर हमेशा शून्य से कम होता है, यानी। नकारात्मक मान हैं, जो आमतौर पर -100 और -200 मिलीवोल्ट के बीच होते हैं। पीने के पानी का ओआरपी, उसी तरह मापा जाता है, लगभग हमेशा शून्य से अधिक होता है, आमतौर पर +100 से +400 एमवी की सीमा में। यह लगभग सभी प्रकार के पीने के पानी के लिए सच है, जो दुनिया के सभी शहरों में नलों से बहता है, जो कांच और प्लास्टिक की बोतलों में बेचा जाता है, जो शुद्धिकरण के बाद प्राप्त किया जाता है।

रिवर्स ऑस्मोसिस संयंत्र और अधिकांश विभिन्न बड़ी और छोटी जल उपचार प्रणालियाँ।

मानव शरीर के आंतरिक वातावरण और पीने के पानी के ओआरपी में इन अंतरों का मतलब है कि मानव शरीर के आंतरिक वातावरण में इलेक्ट्रॉनों की गतिविधि पीने के पानी में इलेक्ट्रॉनों की गतिविधि से बहुत अधिक है।

इलेक्ट्रॉनों की गतिविधि शरीर के आंतरिक वातावरण की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता है, क्योंकि यह सीधे महत्वपूर्ण गतिविधि की मूलभूत प्रक्रियाओं से संबंधित है।

जब साधारण पीने का पानी मानव (या अन्य) शरीर के ऊतकों में प्रवेश करता है, तो यह कोशिकाओं और ऊतकों से इलेक्ट्रॉन लेता है जिनमें 80-90% पानी होता है। परिणामस्वरूप, शरीर की जैविक संरचनाएं (कोशिका झिल्ली, कोशिका अंग, न्यूक्लिक एसिड और अन्य) ऑक्सीडेटिव विनाश से गुजरती हैं। इस प्रकार शरीर ख़राब हो जाता है, बूढ़ा हो जाता है, महत्वपूर्ण अंग अपना कार्य करना बंद कर देते हैं। लेकिन इन नकारात्मक प्रक्रियाओं को धीमा किया जा सकता है अगर पानी भोजन और पेय के साथ शरीर में प्रवेश करता है, जिसमें शरीर के आंतरिक वातावरण के गुण होते हैं, यानी इसमें सुरक्षात्मक और पुनर्स्थापनात्मक गुण होते हैं।

चयापचय प्रक्रियाओं में सकारात्मक रेडॉक्स क्षमता वाले पीने के पानी का बेहतर उपयोग करने के लिए, इसका ओआरपी शरीर के आंतरिक वातावरण के ओआरपी मूल्य के अनुरूप होना चाहिए। शरीर में पानी के ओआरपी में आवश्यक परिवर्तन कोशिका झिल्ली की विद्युत ऊर्जा की खपत के कारण होता है, अर्थात। उच्चतम स्तर की ऊर्जा, ऊर्जा जो वास्तव में पोषक तत्व परिवर्तन की जैव रासायनिक श्रृंखला का अंतिम उत्पाद है।

पानी की जैव-अनुकूलता प्राप्त करने के लिए शरीर द्वारा खर्च की गई ऊर्जा की मात्रा इसकी मात्रा और पानी के ओआरपी और शरीर के आंतरिक वातावरण के बीच अंतर के समानुपाती होती है।

यदि शरीर में प्रवेश करने वाले पीने के पानी का ओआरपी मानव शरीर के आंतरिक वातावरण के ओआरपी मूल्य के करीब है, तो कोशिका झिल्ली (शरीर की महत्वपूर्ण ऊर्जा) की विद्युत ऊर्जा पानी के इलेक्ट्रॉनों और पानी की गतिविधि को सही करने पर खर्च नहीं की जाती है। तुरंत अवशोषित हो जाता है, क्योंकि इस पैरामीटर में इसकी जैविक अनुकूलता है। यदि पीने के पानी में शरीर के आंतरिक वातावरण के ओआरपी से अधिक नकारात्मक ओआरपी है, तो यह उसे इस ऊर्जा से भर देता है, जिसका उपयोग कोशिकाओं द्वारा बाहरी वातावरण के प्रतिकूल प्रभावों से शरीर की एंटीऑक्सीडेंट सुरक्षा के ऊर्जा भंडार के रूप में किया जाता है।

श्वसन, ऑक्सीजन की रिहाई के साथ पौधों द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड का अवशोषण, चयापचय और कई अन्य रासायनिक प्रक्रियाएं मूल रूप से रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं हैं। भाप बॉयलरों और आंतरिक दहन इंजनों की भट्टियों में ईंधन का दहन, धातुओं का इलेक्ट्रोलाइटिक जमाव, गैल्वेनिक कोशिकाओं और बैटरियों में होने वाली प्रक्रियाओं में ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाएं शामिल हैं।

मौलिक पदार्थों (लोहा, क्रोमियम, मैंगनीज, सोना, चांदी, सल्फर, क्लोरीन, आयोडीन, आदि) और मूल्यवान रासायनिक उत्पादों (अमोनिया, क्षार, नाइट्रिक, सल्फ्यूरिक और अन्य एसिड) का उत्पादन रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं पर आधारित है।

वॉल्यूमेट्रिक विश्लेषण विधियां विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान में ऑक्सीकरण-कमी पर आधारित हैं: परमैंगनेटोमेट्री, आयोडोमेट्री, ब्रोमैटोमेट्री और अन्य, जो उत्पादन प्रक्रियाओं को नियंत्रित करने और वैज्ञानिक अनुसंधान करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। कार्बनिक रसायन विज्ञान में, कई रासायनिक परिवर्तनों को करने के लिए, ऑक्सीकरण-कमी की प्रक्रियाओं को सबसे व्यापक वितरण मिला है।

इस प्रकार, प्रकृति में होने वाली और मनुष्य द्वारा अपनी व्यावहारिक गतिविधियों में की जाने वाली अधिकांश रासायनिक प्रक्रियाएँ रेडॉक्स प्रतिक्रियाएँ हैं। ये प्रतिक्रियाएं मुख्य प्रक्रियाएं हैं जो किसी भी जीव की महत्वपूर्ण गतिविधि सुनिश्चित करती हैं और सिद्धांत और व्यवहार में बहुत महत्वपूर्ण हैं।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं की प्रकृति और पैटर्न का गहरा ज्ञान उन्हें नियंत्रित करना और नए पदार्थों के संश्लेषण के लिए उनका उपयोग करना संभव बनाता है। बाद के अध्ययन के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं के पाठ्यक्रम के सामान्य नियमों को आत्मसात करना आवश्यक है

अकार्बनिक और कार्बनिक पदार्थों के गुण, जो मानव शरीर में होने वाली प्रक्रियाओं को समझने के लिए महत्वपूर्ण हैं।

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अध्याय 8. रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं और प्रक्रियाएं

अध्याय 8. रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं और प्रक्रियाएं

जीवन रेडॉक्स प्रक्रियाओं की एक सतत श्रृंखला है।

ए.-एल. ळवोइसिएर

8.1. रेडॉक्स प्रक्रियाओं का जैविक महत्व

चयापचय, श्वसन, सड़न, किण्वन, प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रियाएँ मूलतः रेडॉक्स प्रक्रियाएँ हैं। एरोबिक चयापचय के मामले में, मुख्य ऑक्सीकरण एजेंट आणविक ऑक्सीजन है, और कम करने वाला एजेंट कार्बनिक खाद्य पदार्थ है। अंगों और ऊतकों की बायोइलेक्ट्रिक क्षमताएं इस तथ्य का संकेतक हैं कि जीव की जीवन गतिविधि रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं पर आधारित है। बायोपोटेंशियल जैव रासायनिक प्रक्रियाओं की दिशा, गहराई और तीव्रता की गुणात्मक और मात्रात्मक विशेषता है। इसलिए, अंगों और ऊतकों की बायोपोटेंशियल का पंजीकरण उनकी गतिविधि के अध्ययन में नैदानिक ​​​​अभ्यास में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से, हृदय रोगों के निदान में, एक इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम लिया जाता है, और मांसपेशियों की बायोपोटेंशियल को मापते समय, एक इलेक्ट्रोमोग्राम लिया जाता है। मस्तिष्क की क्षमताओं का पंजीकरण - एन्सेफैलोग्राफी - आपको तंत्रिका तंत्र के रोग संबंधी विकारों का न्याय करने की अनुमति देता है। आयनिक विषमता की घटना के कारण 80 mV के बराबर झिल्ली क्षमता, कोशिकाओं की महत्वपूर्ण गतिविधि के लिए ऊर्जा का स्रोत है। झिल्ली के दोनों किनारों पर धनायनों और ऋणायनों का असमान वितरण। झिल्ली क्षमता में आयनिक प्रकृति होती है।बहुनाभिकीय परिसरों में, प्रतिरोध करने वाले कणों के बीच इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन के स्थानांतरण से जुड़ी प्रक्रियाएं होती हैं

प्रतिक्रियाशील कणों की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन और रेडॉक्स क्षमता की उपस्थिति से प्रेरित होते हैं। रेडॉक्स विभव इलेक्ट्रॉनिक प्रकृति का होता है।ये प्रक्रियाएँ प्रतिवर्ती चक्रीय हैं और कई महत्वपूर्ण शारीरिक प्रक्रियाओं का आधार हैं। माइकलिस ने जीवन में रेडॉक्स प्रक्रियाओं की महत्वपूर्ण भूमिका पर ध्यान दिया: "जीवित जीवों में होने वाली रेडॉक्स प्रक्रियाएं उन लोगों की श्रेणी में आती हैं जो न केवल आंख को पकड़ती हैं और पहचानी जा सकती हैं, बल्कि जैविक और दार्शनिक दृष्टि से भी जीवन के लिए सबसे महत्वपूर्ण हैं।" दृष्टिकोण।

8.2. सार

रिडॉक्स प्रक्रियाएं

1913 में एल.वी. पिसारज़ेव्स्की रेडॉक्स प्रक्रियाओं के इलेक्ट्रॉनिक सिद्धांत के साथ आए, जिसे वर्तमान में आम तौर पर स्वीकार किया जाता है। इस प्रकार की प्रतिक्रियाएँ प्रतिक्रियाशील पदार्थों के परमाणुओं (इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण) के बीच इलेक्ट्रॉन घनत्व के पुनर्वितरण के कारण होती हैं, जो ऑक्सीकरण की डिग्री में बदलाव के रूप में प्रकट होती हैं।

वे प्रतिक्रियाएं, जिनके परिणामस्वरूप अभिकारकों को बनाने वाले परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्थाएं उनके बीच एक इलेक्ट्रॉन के स्थानांतरण के कारण बदल जाती हैं, रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं कहलाती हैं।

रेडॉक्स प्रक्रिया में 2 प्राथमिक क्रियाएं या अर्ध-प्रतिक्रियाएं शामिल हैं: ऑक्सीकरण और कमी।

ऑक्सीकरणकिसी परमाणु, अणु या आयन द्वारा इलेक्ट्रॉनों की हानि (वापसी) की प्रक्रिया है। ऑक्सीकरण होने पर कणों की ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ जाती है:

वह कण जो इलेक्ट्रॉन दान करता है, कहलाता है संदर्भ पुस्तकें।किसी अपचायक के ऑक्सीकरण के उत्पाद को उसका कहा जाता है ऑक्सीकृत रूप:

अपने ऑक्सीकृत रूप के साथ कम करने वाला एजेंट रेडॉक्स सिस्टम (Sn 2 +/Sn 4 +) की एक जोड़ी का गठन करता है।

किसी तत्व की अपचायक क्षमता का माप है आयनीकरण क्षमता.किसी तत्व की आयनीकरण क्षमता जितनी कम होती है, वह उतना ही मजबूत कम करने वाला एजेंट होता है, एस-तत्व और निचले और मध्यवर्ती ऑक्सीकरण अवस्था वाले तत्व मजबूत कम करने वाले एजेंट होते हैं। किसी कण की इलेक्ट्रॉन दान करने की क्षमता (दाता क्षमता) उसके अपचायक गुणों को निर्धारित करती है।

वसूली -किसी कण से इलेक्ट्रॉनों के जुड़ने की प्रक्रिया है। कम होने पर ऑक्सीकरण अवस्था कम हो जाती है:

एक कण (परमाणु, अणु, या आयन) जो इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है, कहलाता है ऑक्सीकरण एजेंट।किसी ऑक्सीकरण एजेंट के अपचयन के उत्पाद को उसका कहा जाता है पुनर्स्थापित प्रपत्र:

ऑक्सीडाइज़र अपने कम रूप के साथ रेडॉक्स सिस्टम की एक और जोड़ी (Fe 3+ /Fe 2+) बनाता है। कणों की ऑक्सीकरण शक्ति का माप है इलेक्ट्रान बन्धुता।इलेक्ट्रॉन बन्धुता जितनी अधिक होगी, अर्थात्। कण की इलेक्ट्रॉन खींचने की क्षमता जितनी अधिक होगी, ऑक्सीकरण एजेंट उतना ही मजबूत होगा। ऑक्सीकरण हमेशा कमी के साथ होता है, और इसके विपरीत, कमी ऑक्सीकरण के साथ जुड़ी होती है।

FeCl 3 की SnCl 2 के साथ परस्पर क्रिया पर विचार करें। इस प्रक्रिया में दो अर्ध-प्रतिक्रियाएँ शामिल हैं:

रेडॉक्स प्रतिक्रिया को दो संयुग्मित जोड़े के संयोजन के रूप में दर्शाया जा सकता है।

प्रतिक्रियाओं के दौरान, ऑक्सीकरण एजेंट एक संयुग्मित कम करने वाले एजेंट (अपचयन उत्पाद) में परिवर्तित हो जाता है, और कम करने वाला एजेंट एक संयुग्मित ऑक्सीकरण एजेंट (ऑक्सीकरण उत्पाद) में परिवर्तित हो जाता है। उन्हें रेडॉक्स जोड़े के रूप में माना जाता है:

इसलिए, रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं ऑक्सीकरण और कमी की दो विपरीत प्रक्रियाओं की एकता का प्रतिनिधित्व करती हैं, जो सिस्टम में एक दूसरे के बिना मौजूद नहीं हो सकती हैं। इसमें हम एकता और विरोधों के संघर्ष के सार्वभौमिक नियम की अभिव्यक्ति देखते हैं। प्रतिक्रिया तब होगी यदि ऑक्सीकरण एजेंट की इलेक्ट्रॉन बंधुता कम करने वाले एजेंट की आयनीकरण क्षमता से अधिक हो। इसके लिए संकल्पना विद्युत ऋणात्मकता -एक मात्रा जो परमाणुओं की इलेक्ट्रॉन दान करने या स्वीकार करने की क्षमता को दर्शाती है।

रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के समीकरण तैयार करना इलेक्ट्रॉनिक संतुलन की विधि और अर्ध-प्रतिक्रियाओं की विधि द्वारा किया जाता है। अर्ध-प्रतिक्रिया पद्धति को प्राथमिकता दी जानी चाहिए। इसका उपयोग उन आयनों के उपयोग से जुड़ा है जो वास्तव में मौजूद हैं, माध्यम की भूमिका दिखाई देती है। समीकरण बनाते समय, यह पता लगाना आवश्यक है कि प्रतिक्रिया में प्रवेश करने वाले कौन से पदार्थ ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करते हैं, और कौन से पदार्थ कम करने वाले एजेंट के रूप में कार्य करते हैं, प्रतिक्रिया के दौरान माध्यम के पीएच का प्रभाव, और संभावित प्रतिक्रिया उत्पाद क्या हैं। रेडॉक्स गुण उन यौगिकों द्वारा प्रदर्शित होते हैं जिनमें ऐसे परमाणु होते हैं जिनमें विभिन्न ऊर्जाओं के साथ बड़ी संख्या में वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं। डी-तत्वों (आईबी, VIIB, VIIIB समूह) और पी-तत्वों (VIIA, VIA, VA समूह) के यौगिकों में ऐसे गुण होते हैं। जिन यौगिकों में उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था वाला तत्व होता है वे केवल ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करते हैं।(केएमएनओ 4, एच 2 एसओ 4), निचले भाग में - केवल पुनर्स्थापनात्मक गुण(एच 2 एस), मध्यवर्ती में - दो प्रकार से व्यवहार कर सकता है(Na2SO3). अर्ध-प्रतिक्रिया समीकरणों को संकलित करने के बाद, आयनिक समीकरण आणविक रूप में प्रतिक्रिया समीकरण बनाता है:

समीकरण की सत्यता की जाँच करना: समीकरण के बाईं ओर परमाणुओं और आवेशों की संख्या प्रत्येक तत्व के समीकरण के दाईं ओर परमाणुओं और आवेशों की संख्या के बराबर होनी चाहिए।

8.3. इलेक्ट्रोड क्षमता की अवधारणा. इलेक्ट्रोड क्षमता की उपस्थिति का तंत्र। बिजली उत्पन्न करनेवाली सेल। नर्नस्ट समीकरण

पदार्थों की रेडॉक्स क्षमता का एक माप रेडॉक्स क्षमताएं हैं। आइए हम क्षमता के उद्भव के तंत्र पर विचार करें। जब एक प्रतिक्रियाशील धातु (Zn, Al) को उसके नमक के घोल में डुबोया जाता है, उदाहरण के लिए, Zn को ZnSO4 घोल में, तो ऑक्सीकरण प्रक्रिया के परिणामस्वरूप धातु अतिरिक्त रूप से घुल जाती है, एक जोड़ी बनती है, एक दोहरी विद्युत परत धातु की सतह पर और Zn2+/Zn° युग्म विभव प्रकट होता है।

किसी धातु को उसके नमक के घोल में डुबोया जाता है, जैसे जिंक को जिंक सल्फेट के घोल में डुबाया जाता है, उसे पहली तरह का इलेक्ट्रोड कहा जाता है। यह एक दो चरण वाला इलेक्ट्रोड है जो नकारात्मक रूप से चार्ज होता है। विभव ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया (पहले तंत्र के अनुसार) के परिणामस्वरूप बनता है (चित्र 8.1)। जब कम सक्रिय धातुओं (Cu) को उनके नमक के घोल में डुबोया जाता है, तो विपरीत प्रक्रिया देखी जाती है। धातु और नमक के घोल के बीच इंटरफेस पर, धातु एक आयन की कमी के परिणामस्वरूप जमा होती है जिसमें एक इलेक्ट्रॉन के लिए उच्च स्वीकर्ता क्षमता होती है, जो उच्च परमाणु चार्ज और आयन की छोटी त्रिज्या के कारण होती है। इलेक्ट्रोड को सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है, अतिरिक्त नमक आयन निकट-इलेक्ट्रोड स्थान में एक दूसरी परत बनाते हैं, और Cu 2 +/Cu° जोड़ी की एक इलेक्ट्रोड क्षमता उत्पन्न होती है। क्षमता दूसरे तंत्र के अनुसार पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया के परिणामस्वरूप बनती है (चित्र 8.2)। इलेक्ट्रोड क्षमता का तंत्र, परिमाण और संकेत इलेक्ट्रोड प्रक्रिया में शामिल परमाणुओं की संरचना से निर्धारित होते हैं।

तो, धातु (इलेक्ट्रोड) की भागीदारी के साथ होने वाली ऑक्सीडेटिव और कमी प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप धातु और समाधान के बीच इंटरफेस पर क्षमता उत्पन्न होती है और एक डबल विद्युत परत के गठन को इलेक्ट्रोड क्षमता कहा जाता है।

यदि जिंक प्लेट से इलेक्ट्रॉनों को तांबे की प्लेट में हटा दिया जाए, तो प्लेटों पर संतुलन गड़बड़ा जाता है। ऐसा करने के लिए, हम सर्किट को बंद करने के लिए उनके लवणों के घोल में डूबे जिंक और तांबे की प्लेटों को एक धातु कंडक्टर के साथ, निकट-इलेक्ट्रोड घोल को एक इलेक्ट्रोलाइट ब्रिज (K 2 SO 4 के घोल वाली एक ट्यूब) से जोड़ते हैं। ऑक्सीकरण अर्ध-प्रतिक्रिया जिंक इलेक्ट्रोड पर होती है:

और तांबे पर - कमी आधी प्रतिक्रिया:

विद्युत धारा कुल रेडॉक्स प्रतिक्रिया के कारण होती है:

परिपथ में विद्युत धारा प्रकट होती है। गैल्वेनिक सेल में विद्युत धारा (ईएमएफ) की घटना और प्रवाह का कारण इलेक्ट्रोड क्षमता (ई) में अंतर है - अंजीर। 8.3.

चावल। 8.3.गैल्वेनिक सेल का विद्युत सर्किट आरेख

बिजली उत्पन्न करनेवाली सेलएक प्रणाली है जिसमें रेडॉक्स प्रक्रिया की रासायनिक ऊर्जा परिवर्तित होती है

विद्युत में. गैल्वेनिक सेल के रासायनिक सर्किट को आमतौर पर एक छोटे आरेख के रूप में लिखा जाता है, जहां बाईं ओर एक अधिक नकारात्मक इलेक्ट्रोड रखा जाता है, इस इलेक्ट्रोड पर बनी जोड़ी को एक ऊर्ध्वाधर रेखा द्वारा इंगित किया जाता है, और संभावित उछाल दिखाया जाता है। दो रेखाएँ समाधानों के बीच की सीमा को चिह्नित करती हैं। इलेक्ट्रोड का चार्ज कोष्ठकों में दर्शाया गया है: (-) Zn°|Zn 2 +||Cu 2 +|Cu° (+) - एक गैल्वेनिक सेल के रासायनिक सर्किट का आरेख।

एक जोड़ी की रेडॉक्स क्षमताएं इलेक्ट्रोड प्रक्रिया में प्रतिभागियों की प्रकृति और समाधान में इलेक्ट्रोड प्रक्रिया में प्रतिभागियों के ऑक्सीकरण और कम रूपों के संतुलन सांद्रता के अनुपात, समाधान के तापमान पर निर्भर करती हैं, और द्वारा वर्णित हैं नर्नस्ट समीकरण. रेडॉक्स प्रणाली की मात्रात्मक विशेषता रेडॉक्स क्षमता है जो प्लैटिनम-जलीय घोल के चरणों के बीच इंटरफेस पर होती है। एसआई इकाइयों में संभावित मान वोल्ट (वी) में मापा जाता है और इसकी गणना की जाती है नर्नस्ट-पीटर्स समीकरण:

जहां a(बैल) और a(लाल) क्रमशः ऑक्सीकृत और अपचित रूपों की गतिविधियां हैं; आर- सार्वभौमिक गैस स्थिरांक; टी- थर्मोडायनामिक तापमान, के; एफ- फैराडे स्थिरांक (96,500 C/mol); एनप्राथमिक रेडॉक्स प्रक्रिया में शामिल इलेक्ट्रॉनों की संख्या है; ए - हाइड्रोनियम आयनों की गतिविधि; एम- अर्ध-प्रतिक्रिया में हाइड्रोजन आयन के सामने स्टोइकोमेट्रिक गुणांक। φ° का मान मानक रेडॉक्स क्षमता है, अर्थात। स्थिति a(Oх) = a(लाल) = a(H +) = 1 और दिए गए तापमान के तहत मापी गई क्षमता।

2H + /H 2 प्रणाली की मानक क्षमता 0 V के बराबर ली जाती है। मानक क्षमताएँ संदर्भ मान हैं और 298K के तापमान पर सारणीबद्ध हैं। अत्यधिक अम्लीय वातावरण जैविक प्रणालियों के लिए विशिष्ट नहीं है, इसलिए, जीवित प्रणालियों में होने वाली प्रक्रियाओं को चिह्नित करने के लिए, औपचारिक क्षमता का अधिक बार उपयोग किया जाता है, जो कि स्थिति ए (ऑक्स) = ए (लाल), पीएच 7.4, और के तहत निर्धारित किया जाता है। 310 K (शारीरिक स्तर) का तापमान। विभव लिखते समय, वाष्प को अंश के रूप में दर्शाया जाता है, अंश में ऑक्सीडाइज़र और हर में कम करने वाला एजेंट लिखा जाता है।

स्थिर मानों के प्रतिस्थापन के बाद 25 डिग्री सेल्सियस (298के) के लिए (आर = 8.31 जे/मोल डिग्री; एफ= 96 500 C/mol) नर्नस्ट समीकरण निम्नलिखित रूप लेता है:

जहां φ° युगल की मानक रेडॉक्स क्षमता है, वी; ओ.फू के साथ और वी.एफ. के साथ। - क्रमशः ऑक्सीकृत और कम किए गए रूपों की संतुलन सांद्रता का उत्पाद; अर्ध-प्रतिक्रिया समीकरण में x और y स्टोइकोमेट्रिक गुणांक हैं।

इलेक्ट्रोड क्षमता उसके नमक के घोल में डूबी धातु की प्लेट की सतह पर बनती है, और केवल ऑक्सीकृत रूप [एम एन+] की सांद्रता पर निर्भर करती है, क्योंकि कम किए गए रूप की सांद्रता नहीं बदलती है। उसी नाम के आयन की सांद्रता पर इलेक्ट्रोड क्षमता की निर्भरता समीकरण द्वारा निर्धारित की जाती है:

जहां [M n+ ] धातु आयन की संतुलन सांद्रता है; एन- अर्ध-प्रतिक्रिया में शामिल इलेक्ट्रॉनों की संख्या, और धातु आयन की ऑक्सीकरण अवस्था से मेल खाती है।

रेडॉक्स सिस्टम को दो प्रकारों में विभाजित किया गया है:

1) सिस्टम में केवल इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण Fe 3 + + ē = = Fe 2 +, Sn 2 + - 2ē = Sn 4 + किया जाता है। यह पृथक रेडॉक्स संतुलन;

2) सिस्टम जहां इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण प्रोटॉन के स्थानांतरण द्वारा पूरक होता है, यानी। देखा विभिन्न प्रकार का संयुक्त संतुलन:प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों के दो कणों की संभावित प्रतिस्पर्धा के साथ प्रोटोलिटिक (एसिड-बेस) और रेडॉक्स। जैविक प्रणालियों में, महत्वपूर्ण रेडॉक्स प्रणालियाँ इसी प्रकार की होती हैं।

दूसरे प्रकार की प्रणाली का एक उदाहरण शरीर में हाइड्रोजन पेरोक्साइड के उपयोग की प्रक्रिया है: H 2 O 2 + 2H + + 2ē ↔ 2H 2 O, साथ ही ऑक्सीजन युक्त कई ऑक्सीकरण एजेंटों के अम्लीय वातावरण में कमी: सीआरओ 4 2-, सीआर 2 ओ 7 2-, एमएनओ 4 -। उदाहरण के लिए, MnО 4 - + 8Н + + 5ē = = Mn 2 + + 4Н 2 О. इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन इस अर्ध-प्रतिक्रिया में भाग लेते हैं। एक जोड़ी की क्षमता की गणना सूत्र के अनुसार की जाती है:

संयुग्मित जोड़े की एक विस्तृत श्रृंखला में, जोड़ी के ऑक्सीकृत और कम किए गए रूप ऑक्सीकरण की विभिन्न डिग्री (एमएनओ 4 - / एमएन 2 +) में समाधान में होते हैं। इलेक्ट्रोड मापने के रूप में

इस मामले में, एक अक्रिय पदार्थ (Pt) से बने इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है। इलेक्ट्रोड, इलेक्ट्रोड प्रक्रिया में भागीदार नहीं है और केवल एक इलेक्ट्रॉन वाहक की भूमिका निभाता है। विलयन में होने वाली रेडॉक्स प्रक्रिया के कारण बनने वाली क्षमता को कहा जाता है रेडॉक्स संभावित।

इस पर माप किया जाता है रिडॉक्स इलेक्ट्रोडघोल में एक अक्रिय धातु है जिसमें जोड़े के ऑक्सीकृत और कम रूप होते हैं। उदाहरण के लिए, मापते समय ई ओ Fe 3 +/Fe 2 + के जोड़े एक रेडॉक्स इलेक्ट्रोड का उपयोग करते हैं - एक प्लैटिनम मापने वाला इलेक्ट्रोड। संदर्भ इलेक्ट्रोड हाइड्रोजन है, जिसके युग्म की क्षमता ज्ञात है।

गैल्वेनिक सेल में होने वाली प्रतिक्रिया:

रासायनिक श्रृंखला योजना: (-) Pt | (H 2 °), H + | | Fe 3 +, Fe 2 + | Pt (+)।

रेडॉक्स क्षमता पदार्थों की रेडॉक्स क्षमता का एक माप है। मानक युग्म विभवों का मान संदर्भ तालिकाओं में दर्शाया गया है।

रेडॉक्स विभवों की श्रृंखला में, निम्नलिखित नियमितताएँ नोट की गई हैं।

1. यदि किसी जोड़ी की मानक रेडॉक्स क्षमता नकारात्मक है, उदाहरण के लिए φ ° (Zn 2+ (p) / Zn ° (t)) \u003d -0.76 V, तो हाइड्रोजन जोड़ी के संबंध में जिसकी क्षमता अधिक है, यह जोड़ी कम करने वाले एजेंट के रूप में कार्य करती है। क्षमता पहले तंत्र (ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं) द्वारा बनती है।

2. यदि जोड़ी की क्षमता सकारात्मक है, उदाहरण के लिए φ ° (Cu 2 + (p) / Cu (t)) \u003d +0.345 V हाइड्रोजन या अन्य संयुग्मित जोड़ी के संबंध में जिसकी क्षमता कम है, यह जोड़ी है एक ऑक्सीकरण एजेंट. इस जोड़ी की क्षमता दूसरे तंत्र (कमी प्रतिक्रियाओं) के अनुसार बनती है।

3. युग्म की मानक क्षमता का बीजगणितीय मान जितना अधिक होगा, ऑक्सीकृत रूप की ऑक्सीकरण क्षमता उतनी ही अधिक होगी और इसके घटे हुए रूप की कम करने की क्षमता उतनी ही कम होगी

जोड़े. सकारात्मक क्षमता के मूल्य में कमी और नकारात्मक क्षमता में वृद्धि ऑक्सीडेटिव में कमी और कमी गतिविधि में वृद्धि से मेल खाती है। उदाहरण के लिए:

8.4. हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड, रेडॉक्स माप

एक जोड़ी की रेडॉक्स क्षमता विद्युत डबल परत की क्षमता से निर्धारित होती है, लेकिन, दुर्भाग्य से, इसे मापने की कोई विधि नहीं है। इसलिए, तुलना के लिए किसी अन्य जोड़ी को चुनकर, पूर्ण नहीं, बल्कि सापेक्ष मान निर्धारित किया जाता है। संभावित माप एक पोटेंशियोमेट्रिक इंस्टॉलेशन का उपयोग करके किया जाता है, जो एक सर्किट वाले गैल्वेनिक सेल पर आधारित होता है: परीक्षण जोड़ी का इलेक्ट्रोड (मापने वाला इलेक्ट्रोड) हाइड्रोजन जोड़ी (एच + / एच °) या किसी अन्य के इलेक्ट्रोड से जुड़ा होता है , जिसकी क्षमता ज्ञात है (संदर्भ इलेक्ट्रोड)। गैल्वेनिक सेल एक एम्पलीफायर और एक विद्युत धारा मीटर से जुड़ा होता है (चित्र 8.4)।

रेडॉक्स प्रक्रिया के परिणामस्वरूप हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड पर हाइड्रोजन जोड़ी बनती है: 1/2H 2 o (g) ↔ H + (p) + e -। हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड एक आधा सेल है जिसमें शामिल है

प्लैटिनम की एक पतली, ढीली परत से लेपित प्लैटिनम प्लेट से, सल्फ्यूरिक एसिड के 1 एन समाधान में डुबोया गया। हाइड्रोजन को घोल के माध्यम से पारित किया जाता है; प्लैटिनम की छिद्रपूर्ण परत में, इसका एक हिस्सा परमाणु अवस्था में चला जाता है। यह सब एक कांच के बर्तन (एम्पौल) में बंद है। हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड पहली तरह का (गैस-धातु) तीन चरण वाला इलेक्ट्रोड है। हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड के लिए इलेक्ट्रोड संभावित समीकरण का विश्लेषण करते हुए, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड की क्षमता रैखिक रूप से बढ़ती है

चावल। 8.4.हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड

माध्यम के पीएच मान में कमी (अम्लता में वृद्धि) और समाधान पर हाइड्रोजन गैस के आंशिक दबाव में कमी के साथ।

8.5. दिशा भविष्यवाणी

पदार्थों की मुक्त ऊर्जा के परिवर्तन पर और मानक रेडॉक्स क्षमता के मूल्य पर

रेडॉक्स प्रतिक्रिया की दिशा का अंदाजा सिस्टम की आइसोबैरिक-आइसोथर्मल क्षमता (गिब्स ऊर्जा), प्रक्रिया की मुक्त ऊर्जा (ΔG) में परिवर्तन से लगाया जा सकता है। प्रतिक्रिया मौलिक रूप से ΔG o पर संभव है < 0. В окислительно-восстановительной реакции изменение свободной энергии равно электрической работе, совершаемой системой, в результате которой ē переходит от восстановителя к окислителю. Это находит отражение в формуле:

कहाँ एफ- फैराडे का स्थिरांक 96.5 kK/mol के बराबर; एन- प्रति 1 मोल पदार्थ में रेडॉक्स प्रक्रिया में शामिल इलेक्ट्रॉनों की संख्या; ई ओ- सिस्टम के दो संयुग्मित जोड़े की मानक रेडॉक्स क्षमता में अंतर का मूल्य, जिसे प्रतिक्रियाओं का इलेक्ट्रोमोटिव बल (ईएमएफ) कहा जाता है। यह समीकरण रिश्ते के भौतिक अर्थ को दर्शाता है ई ओऔर गिब्स प्रतिक्रिया की मुक्त ऊर्जा।

रेडॉक्स प्रतिक्रिया की सहज घटना के लिए, यह आवश्यक है कि संयुग्मित जोड़े का संभावित अंतर एक सकारात्मक मान हो, जो समीकरण से अनुसरण करता है, यानी। वह जोड़ा, जिसकी क्षमता अधिक है, ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य कर सकता है। प्रतिक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक कि दोनों जोड़ियों की क्षमताएँ बराबर नहीं हो जातीं। इसलिए, इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए कि क्या किसी दिए गए कम करने वाले एजेंट को किसी दिए गए ऑक्सीकरण एजेंट द्वारा ऑक्सीकरण किया जाएगा या, इसके विपरीत, किसी को ΔE o जानने की आवश्यकता है : ∆ईओ = φ°ऑक्सीड. - φ°विश्राम. प्रतिक्रिया उस दिशा में आगे बढ़ती है जिससे कमजोर ऑक्सीकरण एजेंट और कमजोर कम करने वाला एजेंट बनता है। इस प्रकार, दो संयुग्मित युग्मों की संभावनाओं की तुलना करके, प्रक्रिया की दिशा की समस्या को मौलिक रूप से हल किया जा सकता है।

काम।क्या प्रस्तावित योजना के अनुसार Fe 3+ आयन को T1+ आयनों के साथ कम करना संभव है:

प्रतिक्रिया के ΔЕ° का मान ऋणात्मक होता है:

प्रतिक्रिया असंभव है, क्योंकि Fe 3+ / Fe 2 + जोड़ी का ऑक्सीकृत Fe 3+ रूप T1 3 + / T1 + जोड़ी के T1+ को ऑक्सीकरण नहीं कर सकता है।

यदि प्रतिक्रिया का ईएमएफ नकारात्मक है, तो प्रतिक्रिया विपरीत दिशा में जाती है। ΔE° जितना बड़ा होगा, प्रतिक्रिया उतनी ही तीव्र होगी।

काम।निम्नलिखित युक्त घोल में FeC1 3 का रासायनिक व्यवहार क्या है:

ए) नाइ; ख) NaBr?

हम आधी-अधूरी प्रतिक्रियाएँ बनाते हैं और जोड़ियों की संभावनाएँ खोजते हैं:

ए) इप्रतिक्रियाएँ 2I - + 2Fe 3 + = I 2 + 2Fe 2 + 0.771-0.536 = = 0.235 V के बराबर होंगी, इएक सकारात्मक मूल्य है. नतीजतन, प्रतिक्रिया मुक्त आयोडीन और Fe 2+ के निर्माण की ओर बढ़ती है।

बी) प्रतिक्रिया का ई ° 2Br - + 2Fe 3 + = Br 2 + 2Fe 2 + 0.771-1.065 = = -0.29 V के बराबर होगा। नकारात्मक मान ई ओदर्शाता है कि फेरिक क्लोराइड पोटेशियम ब्रोमाइड द्वारा ऑक्सीकृत नहीं होगा।

8.6. निरंतर संतुलन

रेडॉक्स प्रतिक्रिया

कुछ मामलों में, न केवल रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की दिशा और तीव्रता को जानना आवश्यक है, बल्कि प्रतिक्रियाओं की पूर्णता (प्रारंभिक सामग्री कितने प्रतिशत प्रतिक्रिया उत्पादों में परिवर्तित होती है) को भी जानना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, मात्रात्मक विश्लेषण में, कोई केवल उन प्रतिक्रियाओं पर भरोसा कर सकता है जो व्यावहारिक रूप से 100% आगे बढ़ती हैं। इसलिए, किसी भी समस्या को हल करने के लिए इस या उस प्रतिक्रिया का उपयोग करने से पहले, इसके बराबर स्थिरांक निर्धारित करें

सिस्टम के इस द्वीप का नोवेसिया (के आर)। रेडॉक्स प्रक्रियाओं के Kp को निर्धारित करने के लिए, मानक रेडॉक्स क्षमता की एक तालिका और नर्नस्ट समीकरण का उपयोग किया जाता है:

क्योंकिजब संतुलन पहुँच जाता है, तो ऑक्सीकरण एजेंट के संयुग्मित जोड़े और रेडॉक्स प्रक्रिया के कम करने वाले एजेंट की क्षमता समान हो जाती है: φ ° ऑक्सीड। - φ°विश्राम. = 0, तो ई ओ= 0. संतुलन स्थितियों में नर्नस्ट समीकरण से ई ओप्रतिक्रिया है:

कहाँ एन- रेडॉक्स प्रतिक्रिया में शामिल इलेक्ट्रॉनों की संख्या; पी.एस. उत्पाद. जिला एवं पी.एस. संदर्भ। सी-सी - क्रमशः, प्रतिक्रिया समीकरण में उनके स्टोइकोमेट्रिक गुणांक की डिग्री में प्रतिक्रिया उत्पादों और शुरुआती पदार्थों के संतुलन सांद्रता का उत्पाद।

संतुलन स्थिरांक इंगित करता है कि किसी प्रतिक्रिया की संतुलन की स्थिति तब होती है जब प्रतिक्रिया उत्पादों की संतुलन सांद्रता का उत्पाद प्रारंभिक पदार्थों की संतुलन सांद्रता के उत्पाद से 10 गुना अधिक हो जाता है। इसके अलावा, एक बड़ा केपी मान इंगित करता है कि प्रतिक्रिया बाएं से दाएं की ओर बढ़ती है। केपी को जानने के बाद, प्रयोगात्मक डेटा का सहारा लिए बिना, प्रतिक्रिया की पूर्णता की गणना करना संभव है।

8.7. जैविक प्रणालियों में रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं

कोशिकाओं और ऊतकों में महत्वपूर्ण गतिविधि की प्रक्रिया में, विद्युत क्षमता में अंतर हो सकता है। शरीर में विद्युत रासायनिक परिवर्तनों को 2 मुख्य समूहों में विभाजित किया जा सकता है।

1. एक अणु से दूसरे अणु में इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण के कारण रेडॉक्स प्रक्रियाएं होती हैं। ये प्रक्रियाएँ इलेक्ट्रॉनिक प्रकृति की हैं।

2. आयनों के स्थानांतरण (उनके आवेशों को बदले बिना) और बायोपोटेंशियल के निर्माण से जुड़ी प्रक्रियाएं। शरीर में दर्ज बायोपोटेंशियल मुख्य रूप से झिल्ली क्षमताएं हैं। वे प्रकृति में आयनिक हैं। इन प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, विभिन्न शारीरिक अवस्थाओं में ऊतकों की विभिन्न परतों के बीच क्षमताएँ उत्पन्न होती हैं। वे शारीरिक रेडॉक्स प्रक्रियाओं की विभिन्न तीव्रता से जुड़े हुए हैं। उदाहरण के लिए, प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया की विभिन्न तीव्रता के परिणामस्वरूप प्रकाशित और अप्रकाशित पक्ष पर पत्ती की सतह के ऊतकों में बनने वाली क्षमताएँ। प्रकाशित क्षेत्र, अप्रकाशित क्षेत्र के संबंध में धनात्मक रूप से चार्ज होता है।

इलेक्ट्रॉनिक प्रकृति वाली रेडॉक्स प्रक्रियाओं में, तीन समूहों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है।

पहले समूह में ऑक्सीजन और हाइड्रोजन की भागीदारी के बिना पदार्थों के बीच इलेक्ट्रॉनों के हस्तांतरण से जुड़ी प्रक्रियाएं शामिल हैं। ये प्रक्रियाएं इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण परिसरों - हेटेरोवैलेंट और हेटेरोन्यूक्लियर कॉम्प्लेक्स की भागीदारी के साथ की जाती हैं। इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण एक ही धातु के जटिल यौगिकों या विभिन्न धातुओं के परमाणुओं में होता है, लेकिन ऑक्सीकरण की विभिन्न डिग्री में होता है। इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण का सक्रिय सिद्धांत संक्रमण धातुएं हैं, जो कई स्थिर ऑक्सीकरण अवस्थाओं को प्रदर्शित करती हैं, और इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन के स्थानांतरण के लिए बड़ी ऊर्जा लागत की आवश्यकता नहीं होती है, स्थानांतरण लंबी दूरी पर किया जा सकता है। प्रक्रियाओं की प्रतिवर्तीता चक्रीय प्रक्रियाओं में एकाधिक भागीदारी की अनुमति देती है। ये दोलन प्रक्रियाएं एंजाइमैटिक कैटेलिसिस (साइटोक्रोमेस), प्रोटीन संश्लेषण और चयापचय प्रक्रियाओं में पाई जाती हैं। परिवर्तनों का यह समूह एंटीऑक्सीडेंट होमियोस्टैसिस को बनाए रखने और शरीर को ऑक्सीडेटिव तनाव से बचाने में शामिल है। वे मुक्त-कट्टरपंथी प्रक्रियाओं के सक्रिय नियामक हैं, प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों, हाइड्रोजन पेरोक्साइड के उपयोग के लिए एक प्रणाली हैं, और सब्सट्रेट के ऑक्सीकरण में भाग लेते हैं।

कैटालेज़, पेरोक्सीडेज़, डिहाइड्रोजनेज। ये प्रणालियाँ एंटीऑक्सीडेंट, एंटीपेरोक्साइड क्रिया करती हैं।

दूसरे समूह में ऑक्सीजन और हाइड्रोजन की भागीदारी से जुड़ी रेडॉक्स प्रक्रियाएं शामिल हैं। उदाहरण के लिए, सब्सट्रेट के एल्डिहाइड समूह का अम्लीय में ऑक्सीकरण:

तीसरे समूह में सब्सट्रेट से प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण से जुड़ी प्रक्रियाएं शामिल हैं, जो पीएच पर निर्भर हैं, एक सक्रिय एंजाइम-कोएंजाइम-सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स के गठन के साथ डिहाइड्रोजनेज (ई) और कोएंजाइम (सीओ) एंजाइमों की उपस्थिति में आगे बढ़ती हैं। (ई-सीओ-एस), सब्सट्रेट से इलेक्ट्रॉनों और हाइड्रोजन धनायनों को जोड़ता है, और इसके ऑक्सीकरण का कारण बनता है। ऐसा कोएंजाइम निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड (एनएडी +) है, जो दो इलेक्ट्रॉनों और एक प्रोटॉन को जोड़ता है:

जैव रासायनिक प्रक्रियाओं में, संयुक्त रासायनिक संतुलन होता है: रेडॉक्स, प्रोटोलिटिक और जटिल गठन प्रक्रियाएं। प्रक्रियाएं आमतौर पर प्रकृति में एंजाइमेटिक होती हैं। एंजाइमेटिक ऑक्सीकरण के प्रकार: डिहाइड्रोजनेज, ऑक्सीडेज (साइटोक्रोम, मुक्त कण ऑक्सीकरण-कमी)। शरीर में होने वाली रेडॉक्स प्रक्रियाओं को सशर्त रूप से निम्नलिखित प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: 1) सब्सट्रेट के कार्बन परमाणुओं के कारण इंट्रामोल्युलर डिसम्यूटेशन (असमानता) की प्रतिक्रियाएं; 2) अंतरआण्विक प्रतिक्रियाएं। -4 से +4 तक कार्बन परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्थाओं की एक विस्तृत श्रृंखला की उपस्थिति इसके द्वंद्व को इंगित करती है। इसलिए, कार्बनिक रसायन विज्ञान में, कार्बन परमाणुओं के कारण रेडॉक्स विघटन प्रतिक्रियाएं आम हैं, जो अंतर- और अंतर-आणविक रूप से होती हैं।

8.8. झिल्ली क्षमता

आर. विरचो के समय से ही यह ज्ञात है लिविंग सेल- यह जैविक संगठन की प्राथमिक कोशिका है, जो शरीर के सभी कार्य प्रदान करती है। शरीर में कई शारीरिक प्रक्रियाओं का कोर्स कोशिकाओं और ऊतकों में आयनों के स्थानांतरण से जुड़ा होता है और संभावित अंतर की उपस्थिति के साथ होता है। झिल्ली परिवहन में एक बड़ी भूमिका पदार्थों के निष्क्रिय परिवहन की है: परासरण,

निस्पंदन और बायोइलेक्ट्रोजेनेसिस। ये घटनाएँ कोशिका झिल्लियों के अवरोध गुणों द्वारा निर्धारित होती हैं। चयनात्मक पारगम्यता के साथ एक झिल्ली द्वारा अलग किए गए विभिन्न सांद्रता के समाधानों के बीच संभावित अंतर को झिल्ली क्षमता कहा जाता है। झिल्ली क्षमता आयनिक है और प्रकृति में इलेक्ट्रॉनिक नहीं है। यह आयनिक विषमता की उपस्थिति के कारण है, अर्थात। झिल्ली के दोनों ओर आयनों का असमान वितरण।

अंतरकोशिकीय माध्यम की धनायनिक संरचना समुद्री जल की आयनिक संरचना के करीब है: सोडियम, पोटेशियम, कैल्शियम, मैग्नीशियम। विकास की प्रक्रिया में, प्रकृति ने आयनों के परिवहन का एक विशेष तरीका बनाया है, जिसे कहा जाता है नकारात्मक परिवहन,संभावित अंतर के साथ। कई मामलों में, पदार्थों के स्थानांतरण का आधार प्रसार होता है, इसलिए कोशिका झिल्ली पर बनने वाली क्षमता को कभी-कभी कहा जाता है प्रसार क्षमता.यह तब तक मौजूद रहता है जब तक आयन सांद्रण समाप्त नहीं हो जाता। संभावित मान छोटा (0.1 V) है। सुगम प्रसार आयन चैनलों के माध्यम से होता है। आयनिक विषमता का उपयोग तंत्रिका और मांसपेशी कोशिकाओं में उत्तेजना उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। हालाँकि, झिल्ली के दोनों किनारों पर आयनिक विषमता की उपस्थिति उन कोशिकाओं के लिए भी महत्वपूर्ण है जो उत्तेजक क्षमता उत्पन्न करने में असमर्थ हैं।

8.9. स्व-जाँच के लिए प्रश्न और कार्य

पाठ के लिए तैयार

और परीक्षा

1. इलेक्ट्रोड और रेडॉक्स विभव की अवधारणा दीजिए।

2. रेडॉक्स विभवों की श्रृंखला में देखे गए मुख्य पैटर्न पर ध्यान दें।

3. पदार्थों की अपचायक क्षमता का माप क्या है? सबसे आम कम करने वाले एजेंटों के उदाहरण दें।

4. किसी पदार्थ की ऑक्सीकरण क्षमता का माप क्या है? सबसे आम ऑक्सीकरण एजेंटों के उदाहरण दें।

5. रेडॉक्स विभव को प्रयोगात्मक रूप से कैसे निर्धारित किया जा सकता है?

6. साइनाइड आयनों को इसमें शामिल करने पर Co 3+ /Co 2+ प्रणाली की क्षमता कैसे बदल जाएगी? उत्तर स्पष्ट करें.

7. उन प्रतिक्रियाओं का उदाहरण दें जिनमें हाइड्रोजन पेरोक्साइड अम्लीय और क्षारीय मीडिया में ऑक्सीकरण एजेंट (कम करने वाले एजेंट) की भूमिका निभाता है।

8. जीवित प्रणालियों के कामकाज के लिए रेडॉक्स क्षमता पर केंद्रीय परमाणु के लिगैंड वातावरण को प्रकट करने की घटना का क्या महत्व है?

9. ग्लूकोज के जैविक ऑक्सीकरण में क्रेब्स चक्र तुरंत प्रतिक्रिया से पहले होता है:

जहां NADH और NAD + निकोटिनमाइड डाइन्यूक्लियोटाइड के कम और ऑक्सीकृत रूप हैं। मानक परिस्थितियों में यह रेडॉक्स प्रतिक्रिया किस दिशा में आगे बढ़ती है?

10. उन पदार्थों के नाम क्या हैं जो ऑक्सीकरण एजेंटों के साथ विपरीत प्रतिक्रिया करते हैं और सब्सट्रेट की रक्षा करते हैं?

11. ऑक्सीकरण गुणों के आधार पर जीवाणुनाशक पदार्थों की क्रिया के उदाहरण दीजिए।

12. परमैंगनेटोमेट्री और आयोडोमेट्री के तरीकों में अंतर्निहित प्रतिक्रियाएं। उनकी तैयारी के लिए कार्य समाधान और विधियाँ।

13. उन प्रतिक्रियाओं की जैविक भूमिका क्या है जिनमें मैंगनीज और मोलिब्डेनम की ऑक्सीकरण अवस्था बदल जाती है?

14. नाइट्रोजन (III), नाइट्रोजन (IV), नाइट्रोजन (V) यौगिकों की विषाक्त क्रिया का तंत्र क्या है?

15. शरीर में सुपरऑक्साइड आयन का विषहरण कैसे होता है? प्रतिक्रिया समीकरण दीजिए. इस प्रक्रिया में धातु आयनों की क्या भूमिका है?

16. अर्ध-प्रतिक्रियाओं की जैविक भूमिका क्या है: Fe 3+ + ē ↔ Fe 2+; Cu 2+ + ē ↔ Cu + ; Co 3+ + ē ↔ Co 2+ ? उदाहरण दो।

17. मानक ईएमएफ रेडॉक्स प्रक्रिया की गिब्स ऊर्जा में परिवर्तन से कैसे संबंधित है?

18. पोटेशियम आयोडाइड के जलीय घोल के संबंध में ओजोन, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन पेरोक्साइड की ऑक्सीकरण शक्ति की तुलना करें। सारणीबद्ध डेटा के साथ अपने उत्तर का समर्थन करें।

19. कौन सी रासायनिक प्रक्रियाएं शरीर में सुपरऑक्साइड आयन रेडिकल और हाइड्रोजन पेरोक्साइड के बेअसर होने का आधार बनती हैं? अर्ध-प्रतिक्रियाओं के समीकरण दीजिए।

20. जीवित प्रणालियों में डी-तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन के साथ होने वाली रेडॉक्स प्रक्रियाओं के उदाहरण दीजिए।

21. विषहरण के लिए रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के उपयोग के उदाहरण दीजिए।

22. ऑक्सीकरण एजेंटों के विषाक्त प्रभाव के उदाहरण दीजिए।

23. घोल में Cr 3+, Cr 2 O 7 2-, I 2, I - के कण होते हैं। निर्धारित करें कि उनमें से कौन मानक परिस्थितियों में अनायास बातचीत करता है?

24. संकेतित कणों में से कौन सा अम्लीय वातावरण में एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है, KMnO 4 या K 2 Cr 2 O 7?

25. पोटेंशियोमेट्रिक विधि का उपयोग करके एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट का पृथक्करण स्थिरांक कैसे निर्धारित करें? गैल्वेनिक सेल के रासायनिक सर्किट का आरेख बनाएं।

26. क्या शरीर में RMnO 4 और NaNO 2 समाधान एक साथ डालना संभव है?

8.10. परीक्षण

1. कौन से हैलोजन अणु (सरल पदार्थ) रेडॉक्स द्वैत प्रदर्शित करते हैं?

ए) कोई नहीं, ये सभी केवल ऑक्सीकारक हैं;

बी) फ्लोरीन को छोड़कर सब कुछ;

ग) आयोडीन को छोड़कर सब कुछ;

घ) सभी हैलोजन।

2. किस हैलाइड आयन की अपचायक गतिविधि सबसे अधिक है?

ए एफ - ;

बी) सी1 - ;

ग) मैं - ;

घ) ब्र - .

3. कौन से हैलोजन अनुपातहीन प्रतिक्रिया से गुजरते हैं?

क) फ्लोरीन को छोड़कर सब कुछ;

बी) फ्लोरीन, क्लोरीन, ब्रोमीन को छोड़कर सब कुछ;

ग) क्लोरीन को छोड़कर सब कुछ;

घ) कोई भी हैलोजन शामिल नहीं है।

4. दो ट्यूबों में KBr और KI समाधान हैं। दोनों ट्यूबों में FeCl 3 घोल मिलाया गया। किस स्थिति में हैलाइड आयन मुक्त हैलोजन में ऑक्सीकृत हो जाता है यदि E o (Fe 3+ / Fe 2+) = 0.77 वी; ई° (बीआर 2 /2बीआर -) = 1.06 वी; ई ओ (आई2/2आई -) = 0.54 वी?

ए) केबीआर और केआई;

बी) केआई;

ग) केवीआर;

घ) किसी भी स्थिति में नहीं.

5. सबसे शक्तिशाली कम करने वाला एजेंट:

6. हाइड्रोजन पेरोक्साइड से संबंधित किस प्रतिक्रिया में, गैसीय ऑक्सीजन प्रतिक्रिया उत्पादों में से एक होगी?

7. प्रस्तावित तत्वों में से किस तत्व की सापेक्ष विद्युत ऋणात्मकता का मान सबसे अधिक है?

ए)ओ;

बी)सी1;

ग)एन;

घ)एस.

8. कार्बनिक यौगिकों में कार्बन निम्नलिखित गुण प्रदर्शित करता है:

ए) एक ऑक्सीकरण एजेंट;

बी) कम करने वाला एजेंट;

श्वसन और चयापचय, सड़न और किण्वन, प्रकाश संश्लेषण और जीवित जीवों की तंत्रिका गतिविधि रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं से जुड़ी हैं। रेडॉक्स प्रक्रियाएँ ईंधन दहन, धातु क्षरण, इलेक्ट्रोलिसिस, धातु विज्ञान, आदि का आधार बनती हैं। प्रतिक्रिया करने वाले अणुओं को बनाने वाले परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन के साथ होने वाली प्रतिक्रियाओं को रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं कहा जाता है। ऑक्सीकरण और कमी की प्रक्रियाएँ एक साथ चलती हैं: यदि प्रतिक्रिया में भाग लेने वाले एक तत्व का ऑक्सीकरण होता है, तो दूसरे को कम करना होगा। ऑक्सीकरण एजेंट एक ऐसा पदार्थ है जिसमें एक तत्व होता है जो इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है और ऑक्सीकरण अवस्था को कम करता है। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप ऑक्सीकरण एजेंट कम हो जाता है। तो, प्रतिक्रिया में 2Fe +3 सीएल - 3 + 2K + I -> I 2 0 + 2Fe +2 सीएल 2 - + 2K + सीएल -। अपचायक - एक पदार्थ जिसमें एक तत्व होता है जो इलेक्ट्रॉन दान करता है और ऑक्सीकरण अवस्था को बढ़ाता है। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप कम करने वाला एजेंट ऑक्सीकृत हो जाता है। प्रस्तावित प्रतिक्रिया में कम करने वाला एजेंट आयन I - है। तत्व में विद्युत ऊर्जा का स्रोत जिंक द्वारा तांबे के विस्थापन की रासायनिक प्रतिक्रिया है: Zn + Cu 2+ + Cu। जिंक ऑक्सीकरण का कार्य, आइसोबैरिक-इज़ोटेर्मल क्षमता के नुकसान के बराबर, स्थानांतरित बिजली के उत्पाद और ई के मूल्य के रूप में दर्शाया जा सकता है। डी.एस.: ए \u003d - - डीजी 0 \u003d पी ईएफ, जहां पी धनायन का प्रभार है; इ- एच। डी.एस. तत्व और एफ-फैराडे संख्या. दूसरी ओर, प्रतिक्रिया इज़ोटेर्म समीकरण के अनुसार। मानव और पशु शरीर क्रिया विज्ञान में रेडॉक्स क्षमता का बहुत महत्व है। रेडॉक्स सिस्टम में रक्त और ऊतकों में हेम/हेमेटिया और साइटोक्रोम जैसे सिस्टम शामिल होते हैं, जिनमें द्वि- और त्रिसंयोजक लोहा होता है; एस्कॉर्बिक एसिड (विटामिन सी), जो ऑक्सीकृत और कम रूपों में होता है; ग्लूटाथियोन, स्यूसिनिक और फ्यूमरिक एसिड के सिस्टीन-सिस्टीन आदि की प्रणाली। जैविक ऑक्सीकरण की सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रिया, अर्थात् ऑक्सीकृत सब्सट्रेट से ऑक्सीजन में इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन का स्थानांतरण, कड़ाई से परिभाषित श्रृंखला का उपयोग करके ऊतकों में किया जाता है। मध्यवर्ती वाहक एंजाइम, रेडॉक्स प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला भी है। इस श्रृंखला में प्रत्येक लिंक एक या दूसरे रेडॉक्स सिस्टम से मेल खाता है, जो एक निश्चित रेडॉक्स क्षमता की विशेषता है।

अभिकर्मकों के गठन की मुक्त ऊर्जा के मानक मूल्यों और रेडॉक्स क्षमता के मूल्यों द्वारा रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की दिशा का निर्धारण।

विभिन्न जीवन प्रक्रियाएं शरीर में विद्युत रासायनिक प्रक्रियाओं के घटित होने के साथ होती हैं जो चयापचय में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। शरीर में विद्युत रासायनिक परिवर्तनों को दो मुख्य समूहों में विभाजित किया जा सकता है: इलेक्ट्रॉनों के स्थानांतरण और रेडॉक्स क्षमता की घटना से जुड़ी प्रक्रियाएं; आयनों के स्थानांतरण (उनके आवेशों को बदले बिना) और बायोइलेक्ट्रिक क्षमता के निर्माण से जुड़ी प्रक्रियाएं। इन प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, विभिन्न शारीरिक अवस्थाओं में ऊतकों की विभिन्न परतों के बीच संभावित अंतर उत्पन्न होते हैं। वे रेडॉक्स जैव रासायनिक प्रक्रियाओं की विभिन्न तीव्रता से जुड़े हुए हैं। इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, प्रकाश संश्लेषण क्षमताएं जो पत्ती के प्रबुद्ध और अप्रकाशित क्षेत्रों के बीच उत्पन्न होती हैं, और प्रकाशित क्षेत्र अप्रकाशित क्षेत्र के संबंध में सकारात्मक रूप से चार्ज हो जाता है। शरीर में पहले समूह की रेडॉक्स प्रक्रियाओं को तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: 1. ऑक्सीजन और हाइड्रोजन परमाणुओं की भागीदारी के बिना पदार्थों के बीच इलेक्ट्रॉनों का सीधा स्थानांतरण, उदाहरण के लिए, साइटोक्रोम में इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण: साइटोक्रोम (Fe 3+) + ई - > साइटोक्रोम (Re 2+) और एंजाइम साइटोक्रोम ऑक्सीडेज में इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण: साइटोक्रोम ऑक्सीडेज (Cu 2+) + e -> साइटोक्रोम ऑक्सीडेज (Cu 1+)। 2. ऑक्सीडेटिव, ऑक्सीजन परमाणुओं और ऑक्सीडेज एंजाइमों की भागीदारी से जुड़ा हुआ है, उदाहरण के लिए, सब्सट्रेट के एल्डिहाइड समूह का एक एसिड में ऑक्सीकरण: RСОН + O ó RСООН। 3. पीएच-निर्भर, डिहाइड्रोजनेज (ई) और कोएंजाइम (सीओ) एंजाइम की उपस्थिति में होता है, जो एक सक्रिय एंजाइम-कोएंजाइम-सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स (ई-सीओ -5) बनाता है, सब्सट्रेट से इलेक्ट्रॉनों और हाइड्रोजन धनायन को जोड़ता है और कारण बनता है इसका ऑक्सीकरण। कोएंजाइम निकोटिनमाइड-एडेनिन-न्यूक्लियोटाइड (एनएडी +) हैं, जो दो इलेक्ट्रॉनों और एक प्रोटॉन को जोड़ते हैं: एस-2एच - 2ई + एनएडी * ó एस + एनएडीएच + एच +, फ्लेविन-एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड (एफएडी), जो दो को जोड़ते हैं इलेक्ट्रॉन और दो प्रोटॉन: S - 2H - 2e + FAD óS + FADH 2, और यूबिकिनोन या कोएंजाइम Q (CoO), जो दो इलेक्ट्रॉन और दो प्रोटॉन भी जोड़ता है: S-2H - 2e + KoQ ó S + KoQH 2।

रेडॉक्स संभावित

रेडॉक्स क्षमता (ओआरपी) समाधानों में आयनों के आवेश में परिवर्तन से जुड़ी प्रतिवर्ती रासायनिक प्रक्रियाओं में तत्वों या उनके यौगिकों की रासायनिक गतिविधि का एक माप है।

ओआरपी, जिसे कभी-कभी रेडॉक्स क्षमता (रेडऑक्स - इंग्लिश रिडक्शन / ऑक्सीडेशन, ओआरपी) भी कहा जाता है, रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में इलेक्ट्रॉन गतिविधि की डिग्री को दर्शाता है, अर्थात। इलेक्ट्रॉनों के जुड़ने या स्थानांतरण से जुड़ी अभिक्रियाएँ।

प्रत्येक रेडॉक्स प्रतिक्रिया के लिए रेडॉक्स क्षमता के मूल्य की गणना नर्नस्ट सूत्र द्वारा की जाती है, पीएच मान को ध्यान में रखते हुए (ओआरपी रक्त और आंतरिक ऊतकों की माप और गणना की जानकारी वी.आई. प्रिलुटस्की और वी.एम. बखिर की पुस्तक "इलेक्ट्रोकेमिकल रूप से सक्रिय) में निहित है पानी: असामान्य गुण, जैविक क्रिया का तंत्र, मॉस्को, 1997), मिलीवोल्ट में व्यक्त किया गया है और यह सकारात्मक या नकारात्मक हो सकता है। इसके सकारात्मक मूल्यों का मतलब ऑक्सीकरण प्रक्रिया का कोर्स और इलेक्ट्रॉनों की अनुपस्थिति है। नकारात्मक ओआरपी मान कमी प्रक्रिया की घटना और इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति का संकेत देते हैं।

प्राकृतिक जल में, ओआरपी मान आमतौर पर -400 से +700 एमवी तक होता है, जो इसमें होने वाली ऑक्सीडेटिव और कमी प्रक्रियाओं के संयोजन से निर्धारित होता है। संतुलन स्थितियों के तहत, रेडॉक्स क्षमता का मूल्य एक निश्चित तरीके से जलीय पर्यावरण की विशेषता है, और इसका मूल्य हमें पानी की रासायनिक संरचना के बारे में कुछ सामान्य निष्कर्ष निकालने की अनुमति देता है।

ओआरपी मूल्य के आधार पर, प्राकृतिक जल में कई मुख्य स्थितियाँ उत्पन्न होती हैं:

1. ऑक्सीडेटिव।इसकी विशेषता + (100 - 150) mV से अधिक ORP मान, पानी में मुक्त ऑक्सीजन की उपस्थिति, साथ ही इसकी संयोजकता के उच्चतम रूप में कई तत्व (Fe 3+, Mo 6+, As 5) हैं। -, वी 5+, यू 6+, सीनियर 4+, ​सीयू 2+, पीबी 2+)। सतही जल में यह स्थिति सबसे आम है।

2. क्षणिक रिडॉक्स.यह ORP मानों द्वारा 0 से + 100 mV, अस्थिर भू-रासायनिक शासन और हाइड्रोजन सल्फाइड और ऑक्सीजन की परिवर्तनीय सामग्री द्वारा निर्धारित किया जाता है। इन स्थितियों के तहत, कई धातुओं का कमजोर ऑक्सीकरण और कमजोर कमी दोनों होती है;

3. वसूली।यह नकारात्मक ओआरपी मूल्यों की विशेषता है। यह स्थिति भूजल के लिए विशिष्ट है, जहां कम संयोजकता डिग्री (Fe 2+, Mn 2+, Mo 4+, V 4+, U 4+) के साथ-साथ हाइड्रोजन सल्फाइड की धातुएं होती हैं।

सबसे आम प्राकृतिक ऑक्सीकरण एजेंट ऑक्सीजन है। रेडॉक्स प्रतिक्रिया का एक उदाहरण धातुओं का क्षरण या सेब जैसे फलों की सतह का काला पड़ना है।

रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं मानव शरीर में भी होती हैं। शरीर में प्रवेश करने वाली ऑक्सीजन हमारे शरीर की कोशिकाओं से संपर्क करती है। यह एक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है, और जंग के बजाय, ऑक्सीकरण उत्पाद, मुक्त कण बनते हैं और शरीर में जमा होते हैं। वे कोशिकाओं के विनाश को तेज करते हैं, पूरे जीव की शारीरिक उम्र बढ़ने और सूखने की प्रक्रियाओं को सक्रिय करते हैं।

परस्पर क्रिया करने वाले पदार्थों के बीच विद्युत क्षमता में अंतर को आमतौर पर रेडॉक्स क्षमता (ओआरपी) कहा जाता है।

सकारात्मक ओआरपी मान वाले पानी में ऑक्सीकरण गुण होते हैं। ऐसे संकेतक अक्सर सतही जल में पाए जाते हैं। जिस पानी में अम्लीय गुण स्पष्ट होते हैं उसे "मृत" पानी कहा जाता है। इसका ORP +800+1000 mV तक पहुँच सकता है। मृत पानी सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है और यह इसके कीटाणुनाशक और जीवाणुनाशक गुणों की व्याख्या करता है।

नकारात्मक ओआरपी मान वाले पानी में कम करने वाले गुण होते हैं। यह भूमिगत पहाड़ी झरनों, पिघले पानी के लिए विशिष्ट है। ऐसे जल को "जीवित" जल कहा जाता है। जीवित जल (क्षारीय) एक उत्कृष्ट उत्तेजक, टॉनिक, ऊर्जा का स्रोत, स्फूर्तिदायक, कोशिका पुनर्जनन को उत्तेजित करता है, चयापचय में सुधार करता है और रक्तचाप को सामान्य करता है। जीवित जल घाव, जलन, अल्सर (पेट और ग्रहणी संबंधी अल्सर सहित), घावों को जल्दी ठीक करता है। जीवित जल का उपयोग ओस्टियोचोन्ड्रोसिस, एथेरोस्क्लेरोसिस, प्रोस्टेट एडेनोमा, पॉलीआर्थराइटिस के उपचार और रोकथाम के लिए किया जाता है।

आमतौर पर, मानव शरीर का ORP -90 mV से -200 mV तक होता है, और साधारण पीने के पानी का ORP अक्सर शून्य से काफी ऊपर होता है:

- नल का पानी +60 एमवी से +300 एमवी तक;
— प्लास्टिक की बोतलों में पानी +100 mV से +300 mV तक;
- ठीक है, झरने का पानी +120 mV से +300 mV तक।

मानव शरीर में लगातार होने वाली रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, ऊर्जा निकलती है, जिसका उपयोग बाद में होमोस्टैसिस को बनाए रखने के लिए किया जाता है। होमोस्टैसिस एक जीव की समन्वित प्रतिक्रियाओं के माध्यम से अपनी आंतरिक स्थिति की सापेक्ष गतिशील स्थिरता बनाए रखने की क्षमता है। दूसरे शब्दों में, रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के दौरान प्राप्त ऊर्जा मानव शरीर की महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं को सुनिश्चित करने के साथ-साथ इसकी कोशिकाओं को पुनर्जीवित करने के लिए खर्च की जाती है।

वैज्ञानिकों ने मानव शरीर की रेडॉक्स क्षमता का मूल्य स्थापित करने के उद्देश्य से कई प्रयोग किए। रेडॉक्स क्षमता को मापने के लिए एक प्लैटिनम इलेक्ट्रोड का उपयोग किया गया था, और तुलना के लिए एक सिल्वर क्लोराइड इलेक्ट्रॉन लिया गया था। परिणामस्वरूप, यह पाया गया कि सामान्य अवस्था में, किसी व्यक्ति का ORP -90 से -200 मिलीवोल्ट तक होता है।

पीने के पानी की रेडॉक्स क्षमता को मापने के लिए एक समान विधि का उपयोग किया गया था। प्रयोगों से पता चला है कि पानी में आमतौर पर सकारात्मक ORP +100mV से +400mV तक होता है। इसके अलावा, इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि पीने के लिए या भोजन के लिए किस प्रकार का पानी उपयोग किया जाता है: नल का पानी, दुकानों में बोतलबंद, विभिन्न फिल्टर का उपयोग करके शुद्ध किया गया, या रिवर्स ऑस्मोसिस संयंत्रों का उपयोग करके। किसी व्यक्ति और पानी के ओआरपी के माप से संकेत मिलता है कि पीने के पानी में इलेक्ट्रॉनों की गतिविधि मानव शरीर में इलेक्ट्रॉनों की गतिविधि से काफी कम है।

इसकी महत्वपूर्ण गतिविधि सुनिश्चित करने वाली सभी प्रक्रियाएं मानव शरीर में मौजूद इलेक्ट्रॉनों की गतिविधि पर निर्भर करती हैं।

यह ज्ञात है कि सभी जैविक रूप से महत्वपूर्ण प्रणालियाँ जो ऊर्जा के संचय और खपत, विभिन्न वंशानुगत लक्षणों की प्रतिकृति और संचरण के लिए जिम्मेदार हैं, साथ ही शरीर की प्रणालियाँ जो विभिन्न एंजाइमों का उत्पादन करती हैं, उनमें अलग-अलग आवेशों के साथ कुछ आणविक संरचनाएँ होती हैं। जिसकी विद्युत क्षेत्र शक्ति 104 -106 W/cm के भीतर है। ये क्षेत्र जैविक प्रणालियों में आवेशों के हस्तांतरण को निर्धारित करते हैं, जो बदले में सबसे जटिल जैव रासायनिक परिवर्तनों के कुछ चरणों में पसंद और ऑटोकंट्रोल के कार्यान्वयन को निर्धारित करते हैं। इलेक्ट्रॉनों की गतिविधि, जो रेडॉक्स क्षमता द्वारा व्यक्त की जाती है, जैविक प्रणालियों के इलेक्ट्रोएक्टिव घटकों के कार्यात्मक गुणों पर बहुत प्रभाव डालती है।

मानव शरीर और पीने के पानी के ओआरपी में अंतर के कारण, जब पानी शरीर के ऊतकों और कोशिकाओं में प्रवेश करता है, तो एक ऑक्सीडेटिव प्रतिक्रिया होती है, जिसके परिणामस्वरूप मानव कोशिकाएं घिस जाती हैं और नष्ट हो जाती हैं।

मानव शरीर के सेलुलर विनाश को कैसे कम या धीमा किया जा सकता है? यह इस शर्त पर काफी हद तक संभव है कि हमारे शरीर में प्रवेश करने वाले पानी में ऐसे गुण होंगे जो हमारे आंतरिक वातावरण के गुणों के अनुरूप होंगे। अर्थात्, पानी की रेडॉक्स क्षमता का मान मानव शरीर के ओआरपी के मूल्यों के करीब होना चाहिए। किसी व्यक्ति और उसके द्वारा पिये गए पानी में ओआरपी मूल्यों के बीच जितना अधिक अंतर होगा, पानी और शरीर के आंतरिक वातावरण के बीच एक पत्राचार प्राप्त करने के लिए उतनी ही अधिक सेलुलर ऊर्जा की आवश्यकता होगी।

इसलिए, आधुनिक विज्ञान के दृष्टिकोण से वाक्यांश "आप वही हैं जो आप खाते हैं" को पूरी तरह से वाक्यांश द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है: "आप वही हैं जो आप पीते हैं।"

यदि पीने के पानी का ओआरपी मानव आंतरिक वातावरण की रेडॉक्स क्षमता से मेल खाता है, तो पानी कोशिका झिल्ली की विद्युत ऊर्जा का उपयोग किए बिना शरीर की कोशिकाओं द्वारा अवशोषित किया जाता है।

यदि उपभोग किए गए पीने के पानी की रेडॉक्स क्षमता मानव आंतरिक वातावरण के ओआरपी से अधिक नकारात्मक मूल्य है, तो जब ऐसे पानी को आत्मसात किया जाता है, तो ऊर्जा जारी होती है जो कोशिकाओं द्वारा हमारे एंटीऑक्सीडेंट रक्षा के ऊर्जा रिजर्व के रूप में उपभोग की जाती है, जो कार्य करती है हमारे शरीर की मुख्य ढाल जो इसे हानिकारक पर्यावरणीय कारकों के नकारात्मक प्रभाव से बचाती है।

यह मानव शरीर में रेडॉक्स प्रक्रियाओं के तंत्र के असंतुलन के कारण है कि कई मानव रोग प्रकट होते हैं। इसलिए कमजोर व्यक्ति के लिए साधारण पानी भी हानिकारक हो सकता है। कोशिकाओं में घुसकर ऐसा पानी उनसे इलेक्ट्रॉन छीन लेता है और फिर ऑक्सीडेटिव हमले के प्रभाव में कोशिकाओं की जैविक संरचना नष्ट हो जाती है। यह सब शरीर की उम्र बढ़ने की ओर ले जाता है - शारीरिक प्रणालियाँ और अंग तेजी से खराब हो जाते हैं, पुरानी थकान जमा हो जाती है। नियमित रूप से पीने से समय से पहले बुढ़ापा रोका जा सकता है। सही पानी, शरीर के आंतरिक वातावरण के गुणों के समान।

उचित पानी रेडॉक्स संतुलन को सामान्य बनाता है। यह बिफीडोबैक्टीरिया और लैक्टोबैसिली के विकास को उत्तेजित करके जठरांत्र संबंधी मार्ग के माइक्रोफ्लोरा को व्यवस्थित करता है और रोगजनक माइक्रोफ्लोरा के विकास को रोकता है: स्टैफिलोकोकस ऑरियस, साल्मोनेला, पेचिश का प्रेरक एजेंट, एस्परगिलस, लिस्टेरिया, क्लॉस्ट्रिडियम, स्यूडोमोनस एरुगिनोसा, बैक्टीरिया के लिए जिम्मेदार पेप्टिक अल्सर का विकास. सही पानी से प्रतिरक्षा प्रणाली जल्दी ठीक हो जाती है।

उचित पेयजल के नकारात्मक ओआरपी मान पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया के पाठ्यक्रम और मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति का संकेत देते हैं। नकारात्मक रूप से चार्ज किया गया पानी जीवित है, और वह ही हमारे शरीर को ऊर्जा और स्वास्थ्य देता है।

कुछ तरल पदार्थों के मापदंडों के माप के संकेतक:

ताजा पिघला हुआ पानी: ओआरपी = +95, पीएच = 7.0
नल का जल: ओआरपी = +160 (आमतौर पर बदतर, +600 तक), पीएच = 4.0
शुंगाइट से युक्त जल: ओआरपी = +250, पीएच = 6.0
मिनरल वॉटर: ओआरपी= +250, पीएच= 4.6
उबला हुआ पानी: ओआरपी = +218, पीएच=4.5
3 घंटे बाद उबला हुआ पानी: ओआरपी = +465, पीएच= 3.7
हरी चाय: ओआरपी = +55, पीएच= 4.5
काली चाय: ओआरपी = +83, पीएच = 3.5 कॉफी: ओआरपी = +70, पीएच = 5.0
कोका कोला: ओआरपी=+320, पीएच=2.7
जल मूंगा खदान: ओआरपी= -150/-200, पीएच= 7.5/8.3
माइक्रोहाइड्रिन,एच-500 : ओआरपी=-200/-300, पीएच= 7.5/8.5
आइसबर्ग / +150 / 7.0
एक्वालाइन/+170/6.0
अर्खिज़ / +60 / 6.5
"लाभ" / +165 / 5.5
"हिमनद पिघला हुआ पानी" प्री-एल्ब्रस रिजर्व / +130 / 5.5
उवा पर्ल / +119 / 7.3
सुज़ाल जल "सिल्वर फाल्कन" / +144 / 6.5
«सेल्टर्स» जर्मनी / +200 / 7.0
एसपीए बेल्जियम / +138 / 5.0
अल्पिका (ग्लास में) / +125 / 5.5
"अल्पिका" (प्लास्टिक में) / +150 / 5.5
एस्सेन्टुकी-एक्वा / +112 / 6.0
"शुदाग" प्रीमियम / +160 / 5.5
"काकेशस के झरने" एस्सेन्टुकी 17 / +120 / 7.5
श्वेतलोयार / +96 / 6.0
"डेमिडोव प्लस" / +60 / 5.5
एक्वानिक "विजय का स्रोत" / +80 / 6.0
"कैलिप्सिक" कजाकिस्तान / +136 / 5.5
आल्प्स का "एवियन" पानी। फ़्रांस/+85
अपरान/+115/6.8
क्वाटा/+130/6.0
वोल्ज़ानका / +125 / 6.0