Secțiunea iii

Practic, toate reacțiile biochimice care apar în organismele vii sunt catalitice, adică se efectuează în prezența biocatalizatorilor-enzimelor. Toate reacțiile biochimice enzimatice respectă legile cineticii în aplicarea biosistemelor.







La baza cineticii diferitelor procese biologice, direcția reacțiilor biochimice, fenomenele bioelectrice, permeabilitatea membranelor biologice, se află cinetica chimică - studiul ratei reacțiilor chimice.

Metodele de cinetică a proceselor biologice sunt utilizate pe scară largă în studiul mecanismelor fizico-chimice ale apariției stărilor patologice ale organismelor, dinamica proceselor enzimatice (norme și patologii), în farmacocinetică, imunocinetică.

Înțelegerea legilor fundamentale ale cineticii chimice, catalizei și stării echilibrului chimic este necesară pentru studiul chimiei bio-organice, biologice și toxicologice, farmacologiei și acțiunii diferitelor medicamente asupra organismului viu.

Scop: obținerea de cunoștințe sistematice despre regularitățile reacțiilor chimice și biochimice, influența factorilor diferiți asupra ratei de reacție.

III. 6 Kinetică, cataliză, echilibru chimic

Kinetica este o ramură a chimiei fizice care studiază ratele și mecanismele reacțiilor chimice.

Rata reacției chimice este numărul de acțiuni elementare de reacție pe unitate de timp per unitate de volum (pentru sisteme omogene) sau pe unitate de interfață de fază (pentru sisteme eterogene)

Efectul concentrațiilor reactanților asupra ratei reacțiilor chimice - legea acțiunii de masă: la o temperatură constantă este proporțională cu viteza acțiunii masă de reacție chimică - concentrația molară a reactantului luată în gradul corespunzător coeficienților stoichiometrice și A + bB = cC + Dd

Vpr.r. = k [A] a # 8729; [B] b

Vobr.r. = k [C] c # 8729; [D] d

k este constanta vitezei reacției chimice

Legea maselor care acționează (exemple)

1. Reacții omogene:

2. Reacții heterogene

Molecularitatea reacțiilor simple

a) monomoleculară I2 = I + I

b) bimolecular I2 + H2 = 2HI

Efectul temperaturii asupra ratei reacțiilor chimice

Van't Hoff Legea (van't Hoff Jacob Hendrik (1852-1911) - chimist olandez, unul dintre fondatorii chimiei fizice moderne și stereochimie): cu creșterea t pentru fiecare 10 grade de viteza de reacție chimică este crescut de 2-4 ori

Efectul catalizatorilor asupra vitezei reacțiilor chimice

Catalizatori - substanțe care modifică rata reacțiilor chimice

Cataliza - schimbarea vitezei de reacție sub acțiunea catalizatorilor.

1. Eficiență ridicată:

V reacția chimică crește în 3 # 903; 10 11 ori

2. efect de orientare (crește rata reacțiilor biochimice cu aproximativ 1000 de ori);

3. Efectul polifuncțional (acțiune simultană asupra moleculei de substrat a mai multor grupuri de activare ale enzimei);

4. Specificitatea acțiunii (o enzimă catalizează numai o reacție biochimică sau etapa acesteia);

5. funcționează în condiții de temperatură constantă (10 о -60 о С);

6. Efectul enzimelor depinde de pH-ul mediului (pH = 4-10).

Prognozarea schimbării echilibrului chimic

Principiul lui Le Chatelier: dacă sistemul este în echilibru, exercită un efect extern, atunci echilibrul se va îndrepta spre una dintre cele două reacții care contracarează această schimbare.







Pentru a schimba echilibrul spre dreapta, este necesar:

Măriți t, creșteți P, măriți [A] și [B], micșorați [C].

Întrebări pentru autocontrol

1. Ce se înțelege prin viteza medie a unei reacții chimice?

2. Ce se înțelege prin viteza reală a reacției chimice?

3. În ce unități din sistemul SI se exprimă viteza reacțiilor chimice și biochimice?

4. Ce factori influențează rata reacțiilor chimice și biochimice?

5. Care sunt caracteristicile reacțiilor biochimice?

6. Care sunt caracteristicile catalizatorilor biologici?

7. Unde sunt legile cineticii utilizate în practica medicală și farmaceutică?

Sarcini de auto-control

1. Într-un balon de 10 I se conțin 50,8 g de gaz iodic, 128 g de iodură de hidrogen și 0,5 g de hidrogen. Se calculează constanta de echilibru a reacției

I2 + H2 = 2HI, exprimată în concentrații moleculare.

a) 0,05; b) 20; c) 200; d) 0,005.

2. Volumul de balon de 1L conține 3,0 g de oxid de azot gazos (II), 0,8 g 2,3 g de oxigen și azot oxid (1V) Se calculează constanta de echilibru a 2NO reacție + O2 = 2NO2, exprimat în termeni de concentrații molare.

a) 10; b) 0,1; c) 20; d) 0,05;

3. S-a stabilit un echilibru chimic I2 + H2 = 2HI într-un balon de 10 I. Concentrația de echilibru a iodurii de hidrogen a fost de 0,2 mol / l. Cum se va schimba rata de reacție inversă dacă se adaugă 128 g de HI în balon?

a) scade cu un factor de 2;

b) va crește de 1,5 ori;

c) va crește cu 2,25 ori;

4. Evaluarea valabilității hotărârilor:

A. Când este încălzit, rata multor reacții scade.

B. Un catalizator este o substanță care mărește viteza unei reacții chimice, dar nu participă la ea.

a) numai A este adevărat;

b) numai B este adevărat;

c) ambele judecăți sunt adevărate;

d) ambele hotărâri sunt incorecte.

5. Presiunea afectează rata de reacție dintre:

a) hidroxid de zinc și acid azotic;

b) cu zinc și acid sulfuric;

c) amoniac și oxigen;

d) gri și aluminiu.

6. Cu o creștere a temperaturii de la 10 la 50 ° C, rata de reacție a crescut de 16 ori. Determinați coeficientul său de temperatură.

7. Perioada de valabilitate a medicamentului de aproximativ 20 de grade este de 0,5 ani, iar la 10 - 1,5 ani. Determinați coeficientul de temperatură al vitezei de reacție.

8. Constanta de echilibru a reacției

este 1. Se calculează concentrațiile de echilibru ale tuturor componentelor sistemului dacă concentrațiile inițiale de CH3 COOH și alcool sunt de 2 mol / l și respectiv 1 mol / l.

9. Un mol de H2 și 0,5 moli de N2 a fost plasat într-un recipient de 0,5 litri. La o anumită temperatură s-a format 0,02 moli NH3 la momentul de echilibru. Calculați constanta de echilibru.

10. Se determină direcția schimbării de echilibru a următoarelor reacții reversibile cu creșterea temperaturii și creșterea concentrației produsului de reacție:

11. În ce direcție se va schimba echilibrul următoarelor reacții reversibile:

cu presiune tot mai mare; când crește temperatura? Cum se va schimba concentrația componentelor fiecărui sistem?

12. Cum se schimbă temperatura, presiunea și concentrația componentelor pentru a crește randamentul clorului în reacție

13. Estimați validitatea declarațiilor

A. Echilibrul chimic nu este afectat de suprafața reactanților.

B. Într-o stare de echilibru chimic, concentrația substanțelor inițiale este egală cu concentrația produselor de reacție.

a) numai A este adevărat; b) numai B este adevărat;

c) Ambele declarații sunt adevărate; d) ambele declarații sunt incorecte.

Studiul proprietăților soluțiilor este de o mare importanță.

· Toate reacțiile biochimice au loc în soluții.

· Efectele formelor de dozare sunt eficiente numai în starea dizolvată.

· Toate lichidele biologice (sânge, limfă, saliva, suc gastric, bilă, urină, fluid cerebrospinal, etc.) sunt soluții de compuși organici și anorganici într-un singur biorastvoritele - apa.

Hidroizolația acido-bazică (constanța pH-ului lichidelor, țesuturilor și organelor biologice), precum și persistența concentrației sărurilor și a compușilor organici în mediul lichid al organismului este menținută de un sistem de mecanisme biochimice. Reglarea homeostazei acido-alcaline se realizează prin sisteme tampon. Datorită acțiunii sistemelor tampon, pH-ul diferitelor medii corporale este menținut într-un domeniu strict definit. De exemplu, pH-ul serului de sânge este de 7,4 ± 0,05, pH-ul sucului gastric este de 0,8-2, pH-ul salivei este de 6,35-6,85, etc.

Soluțiile de electroliți joacă un rol important în procesele de activitate vitală a organismelor. Dacă ignorăm funcțiile fiziologice ale fiecărui ion individuale și descrie efectul combinat al acestora, trebuie remarcat faptul că ionii determină mărimea presiunii osmotice a fluidelor biologice pentru a influența echilibrul acido-bazic al sângelui, afectează solubilitatea proteinelor și a hidraților de formare, rețin apa.

Scop: formarea cunoștințelor despre soluții, proprietățile și semnificația lor pentru funcțiile vitale ale organismelor vii.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: