Номер А, страница 188 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

Цветные реакции белков

Реактивы: растворы гидроксида натрия, сульфата меди (II), раствор концентрированной азотной кислоты.

Химическая посуда и лабораторное оборудование: пробирки и штатив для пробирки, спиртовка, держатель для пробирки.

Техника безопасности. Требуется соблюдение правил работы с растворами кислот, щелочей и нагревательными приборами.

Ход работы

А. Биуретовая реакция

Налейте в пробирку 2-3 мл раствора белка и добавьте 2 мл раствора гидроксида натрия, а затем несколько капель сульфата меди (ІІ). Что наблюдается при взбалтывании раствора?

Вопросы и задания

1. Напишите схему реакции биурета с гидроксидом меди (ІІ).

2. Какие структурные фрагменты белков можно обнаружить с помощью данной реакции?

3. Можно ли считать данную реакцию качественной на белок?

При добавлении к раствору белка гидроксида натрия и сульфата меди(II) происходит биуретовая реакция. Вначале образуется голубой осадок гидроксида меди(II), который затем растворяется при взаимодействии с белком, и раствор окрашивается в фиолетовый цвет. Это свидетельствует о наличии пептидных связей в молекуле белка.

1. Напишите схему реакции биурета с гидроксидом меди (II).

Решение:

Биуретовая реакция протекает в щелочной среде. Изначально при добавлении раствора сульфата меди(II) к раствору гидроксида натрия образуется свежеосажденный гидроксид меди(II): $CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

Далее гидроксид меди(II) реагирует с биуретом ($H_2N-CO-NH-CO-NH_2$), который является простейшим соединением, содержащим две пептидные связи и дающим эту реакцию. В сильнощелочной среде ионы меди(II) образуют с молекулами биурета комплексное соединение (хелат), имеющее характерное фиолетовое окрашивание. В этом комплексе ион меди(II) координирован с четырьмя атомами азота, принадлежащими двум молекулам биурета. При этом происходит отщепление протонов от амидных групп ($–NH–$).

Ответ: Реакция заключается в образовании комплексного соединения фиолетового цвета между ионами меди(II) и пептидными группами в щелочной среде. Уравнение реакции для биурета: $2 H_2N-CO-NH-CO-NH_2 + Cu(OH)_2 \xrightarrow{NaOH} \text{хелатный комплекс фиолетового цвета} + 2H_2O$.

2. Какие структурные фрагменты белков можно обнаружить с помощью данной реакции?

Решение:

С помощью биуретовой реакции можно обнаружить наличие в молекуле пептидных связей ($–CO–NH–$). Для протекания реакции и образования характерного фиолетового окрашивания необходимо присутствие как минимум двух пептидных связей, расположенных близко друг к другу. Поэтому реакцию дают белки и полипептиды, начиная с трипептидов (веществ, содержащих три аминокислотных остатка и, соответственно, две пептидные связи). Аминокислоты и дипептиды (содержащие одну пептидную связь) эту реакцию не дают.

Ответ: С помощью данной реакции можно обнаружить пептидные связи ($–CO–NH–$).

3. Можно ли считать данную реакцию качественной на белок?

Решение:

Да, биуретовую реакцию можно считать общей качественной реакцией на все белки. Это связано с тем, что абсолютно все белки по своей химической природе являются полипептидами и их молекулы содержат большое количество пептидных связей, которые и вступают в реакцию. Поэтому любой белок будет давать положительную биуретовую реакцию (фиолетовое окрашивание).

Следует, однако, отметить, что реакция не является абсолютно специфичной только для белков. Положительный результат дают и другие, не белковые соединения, в структуре которых есть как минимум две пептидные (или похожие) группы, например, сам биурет. Тем не менее, в биологических объектах и растворах (например, в курином яйце, молоке, плазме крови) основными веществами, содержащими множество пептидных связей, являются именно белки. Поэтому в биохимии и медицине эта реакция широко используется как надёжный качественный тест на присутствие белка.

Ответ: Да, можно, так как все белки содержат пептидные связи, которые и определяются этой реакцией.