Номер 3, страница 103 - гдз по химии 10 класс учебник Габриелян, Остроумов

Качественные реакции на белки — это химические тесты, которые позволяют обнаружить наличие белков в растворе, а также определить присутствие в их составе определённых аминокислотных остатков. Основными являются следующие цветные реакции:

1. Биуретовая реакция

Эта реакция является универсальной для всех белков и пептидов (кроме дипептидов), так как она обнаруживает пептидные связи ($—CO—NH—$), которые соединяют аминокислоты в полипептидную цепь. Для протекания реакции необходимо наличие в молекуле не менее двух пептидных связей.

Проведение реакции: к 1-2 мл раствора белка приливают равный объём раствора щёлочи (например, $NaOH$ или $KOH$), а затем добавляют по каплям 1%-ный раствор сульфата меди(II) ($CuSO_4$).

Наблюдаемый результат: в щелочной среде ионы меди($Cu^{2+}$) образуют с пептидными группами белка комплексное соединение. Раствор приобретает характерное фиолетовое или красно-фиолетовое окрашивание.

Ответ: Биуретовая реакция — добавление к щелочному раствору белка раствора $CuSO_4$, что приводит к появлению фиолетового окрашивания, свидетельствующего о наличии пептидных связей.

2. Ксантопротеиновая реакция (реакция Мульдера)

Эта реакция позволяет обнаружить в составе белка остатки ароматических аминокислот, содержащих бензольное кольцо: тирозина, триптофана и, в меньшей степени, фенилаланина.

Проведение реакции: к 1-2 мл раствора белка осторожно добавляют несколько капель концентрированной азотной кислоты ($HNO_3$) и нагревают. После охлаждения к раствору аккуратно добавляют избыток водного раствора аммиака ($NH_3 \cdot H_2O$) или концентрированной щёлочи.

Наблюдаемый результат: при действии азотной кислоты и нагревании происходит нитрование бензольных колец аминокислот. Образующиеся нитросоединения окрашены в жёлтый цвет. При последующем добавлении щёлочи или аммиака жёлтая окраска переходит в оранжевую.

Ответ: Ксантопротеиновая реакция — взаимодействие белка с концентрированной $HNO_3$ при нагревании, что даёт жёлтое окрашивание, которое при добавлении щёлочи или аммиака переходит в оранжевое; реакция доказывает наличие в белке ароматических аминокислот.

3. Сульфгидрильная реакция (реакция Фоля)

Данная реакция используется для обнаружения в белках серосодержащих аминокислот (цистеина, цистина, метионина).

Проведение реакции: раствор белка кипятят с концентрированным раствором щёлочи ($NaOH$). В результате гидролиза сера, содержащаяся в аминокислотах, отщепляется в виде сульфид-ионов ($S^{2-}$). Затем в пробирку добавляют раствор соли свинца(II), например, ацетата свинца(II) ($(CH_3COO)_2Pb$).

Наблюдаемый результат: сульфид-ионы реагируют с ионами свинца($Pb^{2+}$), образуя нерастворимый сульфид свинца(II) ($PbS$), который выпадает в виде чёрного или тёмно-коричневого осадка. $S^{2-} + Pb^{2+} \rightarrow PbS \downarrow$

Ответ: Сульфгидрильная реакция — кипячение белка со щёлочью и последующее добавление соли свинца, что приводит к выпадению чёрного осадка $PbS$; реакция подтверждает наличие в белке серосодержащих аминокислот.

4. Нингидриновая реакция

Это очень чувствительная реакция для обнаружения $\alpha$-аминокислот, как в свободном виде, так и в составе пептидов и белков (реагирует со свободными $\alpha$-аминогруппами).

Проведение реакции: к исследуемому раствору добавляют несколько капель раствора нингидрина и нагревают смесь до кипения.

Наблюдаемый результат: при нагревании аминокислот с нингидрином образуется сложное соединение, окрашенное в сине-фиолетовый цвет (так называемый "пурпур Руэмана"). Интенсивность окраски пропорциональна концентрации аминокислот.

Ответ: Нингидриновая реакция — нагревание белка с раствором нингидрина, приводящее к появлению сине-фиолетового окрашивания, что доказывает наличие свободных $\alpha$-аминогрупп.