Номер 4, страница 123, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

4. Молекулы каких веществ конкурируют с кислородом за координацию с железом (II) в гемоглобине?

Гемоглобин – это сложный белок в эритроцитах, который переносит кислород ($O_2$) от легких к тканям. Этот процесс возможен благодаря обратимому связыванию молекулы кислорода с ионом железа(II) ($Fe^{2+}$), который находится в центре специальной структуры – гема. Некоторые другие молекулы могут «соревноваться» с кислородом за это место связывания, что нарушает транспорт кислорода.

Самым известным и опасным конкурентом кислорода является монооксид углерода ($CO$), или угарный газ. Его молекула по размеру и строению похожа на молекулу кислорода, поэтому она может связываться с тем же ионом $Fe^{2+}$ в геме. Ключевая проблема заключается в том, что сродство гемоглобина к $CO$ примерно в 200–250 раз выше, чем к кислороду. Из-за этого даже небольшая концентрация угарного газа во вдыхаемом воздухе приводит к образованию очень прочного соединения – карбоксигемоглобина ($COHb$). Гемоглобин, связанный с $CO$, больше не может переносить кислород, что вызывает кислородное голодание (гипоксию) и является причиной тяжелых отравлений.

Помимо угарного газа, существуют и другие вещества, которые могут напрямую конкурировать с кислородом. К ним относятся оксид азота(II) ($NO$) и сероводород ($H_2S$). Оксид азота связывается с железом гемоглобина даже прочнее, чем $CO$, но в норме он присутствует в организме в очень малых количествах и выполняет роль сигнальной молекулы. Сероводород при токсическом воздействии также образует с гемоглобином прочное соединение (сульфгемоглобин), неспособное переносить кислород.

Важно не путать прямую конкуренцию с другими видами взаимодействия. Например, диоксид углерода ($CO_2$), или углекислый газ, не конкурирует с кислородом за ион железа. Он связывается с белковой частью гемоглобина (глобином), а не с гемом. Это взаимодействие влияет на сродство гемоглобина к кислороду (эффект Бора), но не является прямой конкуренцией за место связывания.

Ответ: Молекулы, конкурирующие с кислородом ($O_2$) за координацию с ионом железа(II) в гемоглобине, это в первую очередь монооксид углерода ($CO$), а также оксид азота(II) ($NO$) и сероводород ($H_2S$).