Лабораторный опыт 8, страница 272 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

Лабораторный опыт 8

Свойства белков: денатурация, цветные реакции

Биуретовая реакция. К $1-2 \text{ см}^3$ раствора белка прилейте равный объём разбавленного раствора щёлочи и несколько капель разбавленного бледно-голубого раствора медного купороса. Наблюдается красно-фиолетовое окрашивание.

Ксантопротеиновая реакция. К раствору белка добавьте несколько капель концентрированной азотной кислоты. Белок сворачивается и наблюдается жёлтое окрашивание.

Биуретовая реакция.

Это качественная реакция, которая позволяет обнаружить пептидные связи ($-CO-NH-$) в молекулах белков и полипептидов. Реакция проводится в щелочной среде.

При добавлении к раствору белка сначала раствора щелочи (например, гидроксида натрия $NaOH$), а затем нескольких капель раствора сульфата меди(II) $CuSO_4$, происходит образование комплексного соединения. В щелочной среде ионы меди ($Cu^{2+}$) координируются с атомами азота пептидных групп, образуя хелатный комплекс. Для успешного протекания реакции и появления характерной окраски необходимо, чтобы в молекуле было как минимум две пептидные связи.

Первоначально при добавлении щелочи к сульфату меди образуется голубой осадок гидроксида меди(II):
$CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$

В присутствии белка этот осадок растворяется, и раствор приобретает характерное красно-фиолетовое (или сине-фиолетовое) окрашивание из-за образования упомянутого выше комплексного соединения. Таким образом, наблюдаемый результат подтверждает наличие пептидных связей, которые являются основой структуры белковой молекулы.

Ответ: Биуретовая реакция является качественным тестом на пептидные связи. В щелочной среде ионы меди(II) образуют с пептидными связями белка комплексное соединение красно-фиолетового цвета.

Ксантопротеиновая реакция.

Это качественная реакция на аминокислоты, содержащие в своей структуре ароматическое (бензольное) кольцо. К таким аминокислотам относятся, например, тирозин и триптофан. Название реакции происходит от греческого слова xanthos, что означает «желтый».

При добавлении к раствору белка концентрированной азотной кислоты ($HNO_3$) одновременно протекают два процесса:
1. Денатурация белка: Под воздействием сильной кислоты нарушается сложная пространственная структура белковых молекул. Белок теряет свои природные свойства и сворачивается (коагулирует), что наблюдается в виде образования осадка или помутнения.
2. Нитрование: Концентрированная азотная кислота вступает в реакцию с ароматическими кольцами аминокислотных остатков. В ходе этой реакции (реакция электрофильного замещения) к бензольному кольцу присоединяется нитрогруппа ($-NO_2$).

Образующиеся в результате нитрования продукты (нитропроизводные аминокислот) имеют желтый цвет. Например, при нитровании остатка тирозина образуется желтый 3,5-динитротирозин. Именно появлением этих окрашенных соединений объясняется наблюдаемое желтое окрашивание. Эта же реакция является причиной появления желтых пятен при попадании азотной кислоты на кожу, так как белок кожи кератин содержит ароматические аминокислоты.

Ответ: Ксантопротеиновая реакция — это качественный тест на ароматические аминокислоты (например, тирозин, триптофан). При действии концентрированной азотной кислоты происходит нитрование бензольных колец в их составе с образованием продуктов желтого цвета. Сворачивание белка является результатом его денатурации под действием сильной кислоты.