Министерство Здравоохранения Республики Узбекистан Министерство Высшего и специального образования Республики Узбекистан

Окислительно-восстановительные системы и их биологическое значение.
Системы, содержащие смеси окисленных и восстановленных форм одного и того же вещества, например, Fe³⁺ и Fe²⁺, Cu²⁺ и Cu⁺ и тд. называют окислительно-восстановительными или редокс-системами.
Редокс-система обуславливает возникновение потенциала на помещенном в нее индифферентном электроде – платиновый или золотой пластинке. Причину его возникновения можно рассмотреть на примере системы Pt|FeCl₃|FeCl₂
FeCl₂ В этой системе протекает следующая реакция:
Fe³⁺ + 1е^- Fe²⁺
Fe²⁺ - 1е^- Fe³⁺

Если в растворе преобладает содержание окисленной формы Fe³⁺, то идет процесс восстановления, металл принимает один электрон у электрода и превращается в Fe²⁺, а электрод теряя электрон приобретает положительный заряд. При избытке восстановленной формы Fe²⁺ идет процесс окисления, металл отдает один электрон и превращается в Fe³⁺, а электрод заряжается отрицательно. В результате равновесие реакции смещается в правую или левую сторону пока не установится новое равновесие. При этом на электродах появляется разность потенциалов, называемая редокс-потенциалом. Редокс-потенциал определяется уравнением Питерса:

, где
Е⁰ – нормальный редокс-потенциал; n – число электронов, теряемых одной молекулой или одним ионом восстановленной формы при переходе ее в окислительную форму; с(окисленное) и с(восстановленное) – концентрации (точнее активности) соответствующих форм вещества, R – универсальная газовая постоянная равна 8,31ж/град·моль, Т- абсолютная температура, F – число Фарадея, равное 96500 Кл/моль. Подставляя значение R и F в вышеуказанное уравнение и переходя из натурального логарифма в десятичное при 25⁰С получаем следующее уравнение:
Е
сли электрод поместить в систему, содержащую равные концентрации окисленной и восстановленной форм вещества, то образующийся потенциал называется нормальным редокс-потенциалом Е⁰.
Окислительно-восстановительные потенциалы имеют важное значение в физиологии человека. К их числу относятся такие системы в крови и тканях, как гем/гематин и цитохромы, в которых содержатся двух- и трехвалентное железо; аскорбиновая кислота, находящаяся в окисленной и восстановленной формах; система глутатиона; цистин и цистеина и др.