Головна
Cоціологія || Гуманітарні науки || Мистецтво та мистецтвознавство || Історія || Медицина || Науки про Землю || Політологія || Право || Психологія || Навчальний процес || Філософія || Езотерика || Екологія || Економіка || Мови та мовознавство
ГоловнаМедицина → біохімія людини
««   ЗМІСТ   »»

ХІМІЧНЕ І ФІЗИЧНЕ РІВНОВАГУ

Закони термодинаміки дозволяють вирішувати важливі завдання при дослідженні метаболізму в біологічних системах. Зокрема, за відомим концентраціям поживних речовин і продуктів їх перетворення в тканинах організму можна не тільки розраховувати енергетику, але і передбачати переважне напрямок біохімічних перетворень. Такі розрахунки і передбачення дуже важливі для розробки методів медичної діагностики, відновної медицини і адекватного харчування. При цьому зручно користуватися не 1-м і 2-м початком термодинаміки безпосередньо, а їх наслідками, виведеними для хімічної рівноваги. Такими наслідками є рівняння ізотерми хімічної реакції і закон діючих мас для хімічної рівноваги.

Оборотні та необоротні по напрямку реакції

Розглянемо кілька прикладів хімічних реакцій.

I. Н2 (Г) +12 (Т) <- 2HI (г), AG° = +1,6 кДж/моль.

II. Нь (р-р) + 02 (Г) <-+ Hb02 (Р-р), AG ° = -11 кДж / моль.

III. З6Н,206 (Т) + 602 (Г) «-> 6С02 (Г) + 6Н20 (ж), AG ° = -2880 кДж / моль.

Для реакцій дані зміни енергії Гіббса AG ° в стандартних умовах: р = 101,3 кПа, Т = 298 К. У цих умовах в реакції I газоподібний водень Н2 (Г) і твердий йод 12 (Т) взаємодіють лише незначно і в невеликій кількості утворюється йодид водню HI (г). Більш того, якщо в реакційний посудину ввести спочатку тільки HI - майже безбарвний газ, то через деякий час він практично повністю перетвориться в пари йоду фіолетового кольору і водень.

В реакції II кисень, взнавств в реакційний посудину з розчином гемоглобіну нь, реагує з нь неповністю. Те ж відбувається і в легенях людини і різних тварин. Якщо в якості вихідного взяти розчин оксигемоглобіну НЬ02 (Р-р), то через деякий час в розчині виявляться нь і 02.

Таким чином, при стандартних умовах реакції I і II протікають як в прямому, так і в зворотному напрямку (позначають двома стрілками).

В реакції III тверда глюкоза СБН |2Про (т) окислюється практично повністю до діоксиду вуглецю С02 (Г) і води, якщо в системі є достатня кількість кисню. У тих же умовах діоксид вуглецю, як добре відомо, не реагує з водою з утворенням глюкози. У таких випадках прийнято вважати, що реакція йде в стандартних умовах в одному напрямку.

На основі досліджень різних хімічних перетворень, що протікають як в неживій природі, так і в живих організмах, можна сформулювати наступне визначення.

Оборотними у напрямку називаються такі хімічні реакції, які

при даних зовнішніх умовах можуть мимовільно протікати як в прямому,

так і в зворотному напрямку.

Важливо розуміти, що оборотність реакції у напрямку не можна ототожнювати з термодинамічної оборотністю процесу здійснення цієї реакції. Наприклад, при швидкому протіканні реакції I водню з йодом відбувається розігрів системи, процес термодинамічно незворотній, хоча реакція може бути звернена у напрямку при зміні умов.

Якщо за деяких умов пряма і зворотна реакції йдуть, а кількість реагентів і продуктів в системі не змінюється, це означає, що в системі встановилося хімічна рівновага.

Відповідно до 2-м початком термодинаміки при рівновазі енергія Гіббса системи постійна. Це означає, що в реакції енергія Гіббса AGp., Не змінюється, т. Е. ДС / р., = 0. Якщо в даних умовах енергія Г Іббсе реакції близька до нуля, це означає, що в цих умовах реакція оборотна за напрямком.

Таким чином, зміна енергії Гіббса AGp. * Може служити термодинамічних критерієм оборотності реакції. Можна вважати, що якщо | AGp., | за абсолютним значенням не перевищує 10 кДж / моль, т. е. | AGp. "| < 10 кДж / моль, реакція оборотна в даних умовах. Якщо | ДО'р.я| »10 кДж / моль, реакція необоротна у напрямку.

Відповідно до даного критерію реакції I водню з йодом (| AGp_ "| = = 1,6 кДж / моль) і II гемоглобіну з киснем (| AGp." | ~ 10 кДж / моль) оборотні, а реакція III глюкози з киснем ( | AGp. * | = 3000 кДж / моль) необоротна в стандартних умовах.

Слід мати на увазі, що реакції, незворотні в одних умовах, можуть стати оборотними при зміні умов. Так, наприклад, реакція III глюкози з киснем стає оборотною в листі рослин при освітленні (фотосинтез).

  1. Ініціація трансляції - біохімія частина 2.
    Трансляція здійснюється на рибосомах - своєрідних молекулярних машинах, що функціонують в цитоплазмі і орієнтованих на біосинтез всіх видів білкових макромолекул. Рибосоми утримують у функціональному стані багатокомпонентну білок-сінтезіруюшую систему, а також Мал. 29.2. Повна рибосома і компоненти
  2. Інгібітори ферментів, оборотні інгібітори - біохімія
    Швидкість ферментативних реакцій може бути частково знижена або повністю заблокована певними речовинами, так званими інгібіторами ферментів. Деякі інгібітори ферментів є для організму тварин і людини ефективними лікарськими речовинами, інші - смертельними отрутами. Розрізняють три типи оборотного
  3. Імунна система організму - вікова анатомія і фізіологія. Т.2 опорно-рухова і вісцеральні системи
    імунітет (Від лат. immunitas - звільнення, позбавлення від чого-небудь) - це несприйнятливість, здатність організму захищати власну цілісність і біологічну індивідуальність. Імунітет - не тільки засіб захисту проти інфекцій. Комплекс біологічних механізмів «імунологічного нагляду» допомагає
  4. Хвороби оперованого шлунка - сестринський догляд в фізіотерапевтичної практиці
    Оскільки фізіотерапія сприяє реабілітації оперованих хворих і попереджає розвиток хвороб оперованого шлунка, доведено, що доцільно раннє застосування фізіотерапевтичних методів після оперативного втручання на шлунку (через 8-14 днів). Зазвичай таким хворим процедури фізіотерапії проводять
  5. Хромосомний рівень організації генетичного матеріалу, деякі положення хромосомної теорії спадковості - біологія. Частина 1
    термін хромосома був запропонований в 1888 році німецьким морфологом В. Вальдейером, який застосував його для позначення внутрішньоядерних структур еукаріотичної клітини, добре забарвлюються основними барвниками (від грец. хрому - колір, фарба, і сома - тіло). До початку XX в. поглиблене вивчення
  6. Холангіокарцинома - факультетська хірургія
    Холангіокарцинома (ХК) - первинна злоякісна пухлина, яка розвивається з клітин жовчного епітелію, на будь-якому рівні внутріпече- нічних і позапечінкових проток. Етіологія і епідеміологія. Холангіокарцинома - друга за поширеністю серед первинних злоякісних пухлин печінки. Раніше в друкованих
  7. Хінони, цитохроми, білки, що містять негемове залізо - біохімія
    Термін «коензим Q» позначає приналежність сполуки до класу хи- нонов (Q - від англ. Quinone ), Які називають також убіхінон через їх повсюдною (ubiquitous) поширеності в природі. KoQ є похідним бензохинона з довгою бічним ланцюгом, яка в більшості тканин ссавців складається з Ю ізопреноїдного
  8. Хімічні опіки - сестринська справа в хірургії
    При опіках кислотами і лугами необхідно негайно змити хімічні речовини з шкіри великою кількістю води. Потім доцільно нейтралізувати дії кислот слабкими лугами (1% -ний розчин питної соди, 1-2% -нис розчини оцтової і лимонної кислот). слід пам'ятати , що при опіках, викликаних сірчаною кислотою,
© 2014-2021  ibib.ltd.ua