Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Физико-химические свойства воды, обусловливающие ее уникальную роль как единственного биорастворителя:Стр 1 из 9Следующая ⇒
Физико-химические свойства воды, обусловливающие ее уникальную роль как единственного биорастворителя: · температура плавоения и кипения аномально высокая или низкая, · высокая теплоёмкость, · высокое диэлектрическое пронизывание,обеспечивающее высокие скорости протекания биохимических реакций, · мгновенная передача нервных импульсов, · высокий дипольный момент увеличивающий растворяющую способность полярных веществ, благополучно образовавшихся молекул биополимеров в водных растворах. · Низкая вязкость способная выполнять транспортные функции Влияние внешних условий на растворимость. Растворимость зависит от: · Природы растворенного вещества и растворителя · Температуры · Давления · Присутствие в растворе других веществ Механизм и термодинамика процесса растворения 1. разрушение связи в исходном веществе происходит с поглощением энергии 2. частичное или полное разрушение связей между молекулами растворителя с поглощением энергии 3. сольватация (гидратация) с выделением энергии 4. самопроизвольное перемещение раствора или равномерное распределение сольватов, идет с поглощением энергии Закон Фаянса Концентрация растворов и способы ее выражения. Концентрацией называется величина, показывающая сколько растворенного вещества (в граммах, молях, моль - эквивалентах) содержится в определенном количестве раствора (в литре, миллилитре, граммах) или растворено в определенном количестве растворителя (килограмме). Существуют различные способы численного выражения состава растворов: молярная, моляльная, нормальная, процентная концентрации, титр С = n/V(р-ра) С = р(плотность)*10*W/М ω = mраств. в-ва ·100%/m р-ра Понятие о кислотно-основном состоянии (КОС) организма. Под кислотно-основным состоянием (КОС) подразумевается соотношение концентраций водородных (Н+) и гидроксильных (ОН) ионов в биологических средах. Необходимым условием существования живого организма является поддержание постоянства этого параметра внутренней среды. От величины рН зависят стабильность мембран, функции ферментов, диссоциация электролитов, нервно-мышечная возбудимость и проводимость, комплексообразование и другие процессы. Белковый, липидный, углеводный обмен является источником образования летучих (угольная) и нелетучих кислот (фосфорная, серная, пировиноградная, молочная и др.), часть из которых претерпевает дальнейшее окисление; небольшое количество кислых эквивалентов удаляется из организма в свободном состоянии или в виде солей. Основные соединения (ионы ОН, креатинин и др.) образуются в организме в значительно меньших количествах.
Тенденция к увеличению концентрации ионов Н+ (и, соответственно, снижению рН) традиционно называется ацидозом; тенденция к снижению концентрации ионов Н+ (повышению рН) получила название «алкалоз». Значения рН крови ниже 6,8 и выше 8,0 считаются несовместимыми с жизнью и в клинике практически не встречаются.
Механизмы регуляции кислотно-основного состояния весьма эффективны и способны компенсировать значительные сдвиги рН.
Основные понятия термодинамики. Интенсивные и экстенсивные параметры. Функция состояния. Внутренняя энергия. Работа и теплота - две формы передачи энергии. Типы термодинамических систем (изолированные, закрытые, открытые). Типы термодинамических процессов (изотермические, изобарные, изохорные). Стандартное состояние. Термодинамика - наука, изучающая закон превращения энергии. 1)Термодинамическая система – совокупность материальных объектов (тел), выделенных из пространства с определенной поверхностью раздела.(поверхность может бть реальной или воображаемой) Работа - количественная характеристика преобразования энергии в физических процессах, зависит от вида процесса; Внутренняя энергия - это сумма энергий молекулярных взаимодействий и тепловых движений молекулы. Энергия – физическая величина, характеризующая способность тела или системы тел совершать работу. Теплота – мера энергии, переданная от 1 тела к другому за счет разности температур. 2) состояние системы характеризуется термодинамическими параметрами: -экстенсивные- параметры,которые пропорциональны числу частиц в системе(m,v,n) -интенсивные-параметры,значения которых не зависят от числа частиц в системе(t,p,c,плотность)
3) функция состояния -экстенсивные параметры, изменения которых зависят только от начального и конечного состояния системы. 4) Внутренняя энергия U как функция состояния вводится первым началом термодинамики, Δ U = Q -А, 5) теплота Q -взакрытой системе расходуется на изменение внутренней энергии и на совершение работы против внешних сил. Q =Δ U + А если тепло передаётся от окружающей среды данной системе, и если система производит работу над окружающими телами, при этом Типы систем. - изолированная - система, не обменивающаяся с окружающей средой ни веществом, ни энергией.(термос) Открытая система – система, обменивающаяся с окружающей средой веществом и энергией.(живые организмы) Закрытая система – система, обменивающаяся с окружающей средой только энергией.(вещество в ампуле) Процессы Изобарический — термодинамический процесс, происходящий в системе при постоянном давлении и постоянном объеме идеального газа Изотермический - происходящий в физической системе при постоянной температуре. Изохорический - происходит при постоянном объёме. 8)стандартное состояние - состояние системы, выбираемое как состояние отсчета при оценке термодинамических величин. Необходимо для последующего сравнения полученных величин с их значениями в стандартном сост. 5.3. Первое начало термодинамики. Энтальпия. Стандартная энтальпия образования вещества, стандартная энтальпия сгорания вещества. Стандартная энтальпия реакции. Закон Гесса. Применение первого начала термодинамики к биосистемам. 1)Первое начало говорит о возможности протекания процесса. Теплота Q, подведенная к системе, идет на изменение внутренней энергии системы ΔU и совершение системой работы A. Q = ΔU + A
2) Стандартная энтальпия реакции равна разнице между суммой стандартных энтальпий образования продуктов реакции и суммой стандартных энтальпий образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов. ΔHор-ции.= Σ n ΔHо298,обр.прод.- Σ n ΔHо298,обр.исх. Стандартная энтальпия реакции равна разнице между суммой стандартных энтальпий сгорания исходных веществ реакции и суммой стандартных энтальпий сгорания продуктов с учетом стехиометрических коэффициентов. ΔHор-ции.= Σ n ΔHо сгор.исх.- Σ n ΔHосгор.прод. 3) Был установлен опытным путем в 1840 закон Гесса - тепловой эффект процесса не зависит от пути процесса (промежуточных стадий), а определяется только начальным и конечным состояниями системы, т.е. состоянием исходных веществ и продуктов реакции. Второе начало термодинамики. Обратимые и необратимые в термодинамическом смысле процессы. Энтропия. Энергия Гиббса. Прогнозирование направления самопроизвольно протекающих процессов в изолированной и закрытой системах; роль энтальпийного и энтропийного факторов.
ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ Второй закон термодинамики указывает направление процесса. - теплота сама собой не может переходить от тела с меньшей температурой к телу с большей температурой, - невозможен периодический процесс, единственным результатом которого было бы превращение теплоты в работу вследствие охлаждения одного тела - в изолированных системах самопроизвольно протекают только процессы, не сопровождающиеся уменьшением энтропии
2) Обратимые процессы – те, которые при данных внешних условиях могут самопроизвольно протекать как в прямом, так и в обратном направлении. Необратимые процессы - протекают только в одном направлении и завершаются полным превращением исходных веществ в конечные продукты. 3) энтропия. Все самопроизвольные процессы протекают в направлении, при котором система переходит из более упорядоченного состояния в менее упорядоченное. Мерой неупорядоченности или вероятности системы служит энтропия S S = lnW (R / NA) W – термодинамическая вероятность системы, R – универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/моль•К), Na – число Авогадро (6,02 · 1023 моль-1) R / Na = kБ = 1,38 ∙ 10-23Дж/К (постоянная Больцмана)
4)энергия гиббса- термодинамическая функция состояния, учитывающая влияние энтальпийного и энтропийного факторов на состояние системы при изобарно-изотермических условиях.(ΔG = Δ H – ТΔS) ΔGор-ции.= Σ υ ΔGо298, прод.- Σ υ ΔGо298, исх ΔG < 0 процесс идет самопроизвольно, ΔG = O система находится в равновесии, ΔG > 0 самопроизвольный процесс невозможен.
5.5. Термодинамические условия равновесия. Стандартная энергия Гиббса образования вещества, стандартная энергия Гиббса биологического окисления вещества. Стандартная энергия Гиббса реакции. Примеры экзергонических и эндергонических процессов, протекающих в организме. Принцип энергетического сопряжения. 1) Термодинамическое равновесие — состояние системы, при котором остаются неизменными по времени макроскопические величины этой системы в условиях изолированности от окружающей среды. Условие изолированности означает, что процессы установления равновесия протекают гораздо быстрее, чем происходят изменения внешних условий, и осуществляется обмен системы с окружением веществом и энергией. 2) ΔGор-ции.= Σ υ ΔGо298, прод.- Σ υ ΔGо298, исх Стандартная энергия гиббса образования вещества определяет по таблице. энергия Гиббса окисления металлов равна энергии Гиббса образования оксидов 3) Экзергонические-биохимические реакции, сопровождающиеся уменьшением энергии Гиббса (Δ G < 0), (катаболизм-процесс расщепления органических молекул до конечных продуктов) Эндергоническими -сопровождающиеся увеличением энергии Гиббса (Δ G > 0) Энергия, необходимая для протекания эндергонической реакции, поступает за счет экзергонической.(анаболизм- иосинтетические процессы, в которых простые строительные блоки соединяются в сложные макромолекулы, необходимые для организма)
глюкоза + H3PO4 → глюкозо-6-фосфат + H2O; Δ G =13,1 кДж/моль АТФ + H2O → АДФ + H3PO4; Δ G = -29,2 кДж/моль глюкоза + АТФ→ глюкозо-6-фосфат + АДФ; Δ G = -16,1 кДж/моль H3PO4 → интермедиат ГОМОГЕННЫЙ КАТАЛИЗ ускорение хим. р-ции в присутствии катализатора, к-рый находится в одной фазе с исходными реагентами (субстратами) в газовой фазе или р-ре. При Г. к., как и при гетерогенном катализе, катализатор в р-ции не расходуется, однако является ее необходимым участником; без катализатора р-ция протекает гораздо медленнее или не идет вовсе. ГЕТЕРОГЕННЫЙ КАТАЛИЗ (контактный катализ), изменение скорости хим. р-ции при воздействиикатализаторов, образующих самостоят. фазу и отделенных от реагирующих в-в границей раздела. наиб. распространен случай, когда твердый кат. (контакт) ускоряет р-цию между газообразными реагентами или р-цию в р-ре. Каталитич. р-ция протекает обычно на пов-сти твердого кат. и обусловлена активацией молекулреагентов при взаимод. с пов-стью. Поэтому для осуществления гетерогенного катализа необходимаадсорбция компонентов реакц. смеси из объемной фазы на пов-сти катализатора.
Энергетический профиль каталитической реакции. это кривая - зависимость координаты реакции (насколько прошла реакция) от времени (при постоянном количестве катализатора) или от количества катализатора.
Химия катализа изучает вещества, изменяющие скорость химических реакций. Вещества, замедляющие реакции, называются ингибиторами. Ферменты — это биологические катализаторы. Катализатор не находится в стехиометрических отношениях с продуктами и регенерируется после каждого цикла превращения реагентов в продукты. Несмотря на появление новых способов активации молекул (плазмохимия, радиационное и лазерное воздействия и другие), катализ − основа химических производств (относительная доля каталитических процессов составляет 80-90 %) Уравне́ние Михаэ́лиса — Ме́нтен — основное уравнение ферментативнойкинетики, описывает зависимость скорости реакции, катализируемой ферментом, от концентрации субстрата и фермента. Простейшая кинетическая схема, для которой справедливо уравнение Михаэлиса: Уравнение имеет вид: , где — максимальная скорость реакции, равная ; — константа Михаэлиса, равная концентрации субстрата, при которой скорость реакции составляет половину от максимальной; — концентрация субстрата.
КАПИЛЛЯРНАЯ КОНДЕНСАЦИЯ - конденсация пара в капиллярах и микротрещинах пористых тел, а также в промежутках между тесно сближенными твёрдыми частицами или телами. Необходимое условие К. к.- смачивание жидкостью поверхности тела (частиц). Адсорбент — Ц вещество, способное присоединять к своему поверхностному слою молекулы газа и жидкости
8.6 Относительно высокая устойчивость р-ра ВМС определяется наличием на поверхности частиц заряда и образованием плотной сольвативной оболочки. Высаливание - выделение поверхностно-активных веществ или ВМС из раствора при добавлении концентрированных негидролизующихся растворов солей. Коацервация — расслоение коллоидной системы с образованием коллоидных скоплений (коацерватов) в виде двух жидких слоев или капель. Коацервация может возникать в результате частичной дегидратации дисперсной фазы коллоида, являясь начальной стадией коагуляции. Коацервацию используют при капсулировании лекарств. Застудневание растворов ВМС -свойство студней при ограниченном набухании ВМС или частичном испарении растворителя из раствора ВМС образуются студни. 8.7 Свойства студней: студни не текучи, упруги, способны повторять форму, это обусловлено существованием пространственной сетки макромолекул. Синерезис-потеря гомогенности при старении студней. Сопровождается сжатием полимерной сетки и выделением жидкой фазы. Студни не обладают тиксотропией (способность восстанавливать свою структуру).
9.1 Классификация органических реакций по количеству исходных и конечных веществ и характеру реагентов: 1. Реакции по способу разрыва и образования связей: Радикальные реакции, в которых происходит гомолитический разрыв общей электронной пары, образующей связь. Ионные реакции, в которых происходитгетеролитический разрыв связи. В зависимости от природы атакующего реагента могут быть электрофильными (Е+) или нуклеофильными (N-) Синхронные (молекулярные, согласованные) - реакции, которые сопровождаются одновременным (согласованным) разрывом и образованием связей. 2. Реакции по направлению: 1) замещения (радикального, нуклеофильного, электрофильного. 2) присоединения (электрофильного, нуклеофильного) 3) отщепления (элиминирования) (E) – это отщепление двух атомов или групп атомов от соседних атомов углерода с образованием между ними связи 4) перегруппировки (происходит миграция атомов или групп атомов от одного атома к другому) 3. Реакции по молекулярности: 1) Диссоциативные (мономолекулярные) – в элементарном акте реакции участвует одна молекула 2) Ассоциативные (бимолекулярные) - в элементарном акте реакции участвует две молекулы. Классификация реагентов: радикальные (свободные атомы или частицы с неспаренным электроном), электрофильные (положительно заряженные ионы (Н+, Н3O+) или молекулы, на части которых в результате поляризации образовался положительный заряд), нуклеофильные (реагент, который взаимодействует с электронодефицитной частью молекулы субстрата, предоставляя ей свою неподеленную пару электронов). 9.2 Сопряженная система - система, в которой имеет место чередование одинарных и кратных связей. Различают сопряженные системы: с открытой цепью и замкнутые. Типы сопряжения: π, π-сопряжение (в сопряжении участвуют π-электроны кратной связи) р, π-сопряжение (в сопряжении участвуют π-электроны кратной связи и р-электроны неподеленной электронной пары гетероатомов (N,O,S).
9.3 Ароматичность соединений. К ароматическим системам относятся любые плоские замкнутые циклы, отвечающие критериям ароматичности. Критерии ароматичности: 1) Молекула имеет плоский замкнутый цикл 2) Все атомы в цикле в состоянии sp2- гибридизации (следовательно Ϭ-скелет плоский и все р-орбитали параллельны) 3) В молекуле существует делокализованная π-электронная система, содержащая (4n + 2) π-электрона, где n = 0,1,2,3… — натуральный ряд чисел (правило Хюккеля, 1931).
10.1 Электронные эффекты Индуктивный эффект (I) – передача электронного влияния заместителей за счет смещения электронов Ϭ -связей (передача электронного влияния заместителя по цепи σ-связей) Отрицательный индуктивный эффект (- I) проявляют электроноакцепторные заместители, притягивающие электронную плотность σ-связи, сильнее, чем атом водорода СН3 – СН2 → X Положительный индуктивный эффект (+ I) проявляют электронодонорные заместители, смещающие электронную плотность σ-связи в сторону атома углерода цепи Y→ СН2 – СН3 Мезомерный эффект (М) – это передача электронного влияния заместителя по сопряженной системе (эффект сопряжения). Положительный мезомерный эффект (+М) 10.2 Донорные заместители,, повышают реакционную способность. Электроноакцепторныезаместители, наоборот, понижают реакционную способность.
Физико-химические свойства воды, обусловливающие ее уникальную роль как единственного биорастворителя: · температура плавоения и кипения аномально высокая или низкая, · высокая теплоёмкость, · высокое диэлектрическое пронизывание,обеспечивающее высокие скорости протекания биохимических реакций, · мгновенная передача нервных импульсов, · высокий дипольный момент увеличивающий растворяющую способность полярных веществ, благополучно образовавшихся молекул биополимеров в водных растворах. · Низкая вязкость способная выполнять транспортные функции
|
|||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-11-27; просмотров: 70; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 52.14.121.242 (0.057 с.) |