Здравствуйте, садитесь, дежурные назовите отсутствующих.
На прошлом уроке мы рассмотрели с вами «АТФ и другие органические соединения». Повторите, узнаем, насколько хорошо вы усвоили материал.
1) Каково строение АТФ?
АТФ – это нуклеотид, состоящий из азотистого основания аденина, углевода- рибозы, и трех остатков фосфорной кислоты.
2) Написать формулу АТФ на доске
Строение молекул АТФ.
О О О
Азотистое ___ Рибоза ___ О – Р - О ~ Р – О ~ Р - ОH
основание
ОHOHOH
3) В каких связях заключена энергия молекулы АТФ?
Макроэнергических, связывающих остатки фосфорной кислоты.
4) Сколько энергии выделится при отщиплений остатка фосфорной кислоты от молекулы АТФ, как будет называться полученное вещество?
Выделится 40 кДж энергии, образуется АДФ.
5) В чем заключается функция молекулы АТФ в организме?
На клеточном уровне обеспечивает транспорт энергии от мест энергетического обмена к местам пластического обмена.
6) Какие способы образования АТФ существуют в природе?
Анаэробное, окислительное и фотофосфорелирование.
7) Какой способ получения АТФ характерен для человеческого организма, и где он происходит?
Окислительное фосфорелирование протекающее в митохондриях.
8) Что такое витамины?
Витамины – это сложные биоорганические вещества необходимые организму в малом количестве для полноценного функционирования организма.
9) На какие группы подразделяются витамины и по какому принципу?
Витамины подразделяют на жирорастворимые и водорастворимые, в зависимости от растворимости.
10) В чем заключается потребность в витаминах организма?
Витамины входят в состав ферментов.
Итак, АТФ является универсальным переносчиком энергии на клеточном уровне, который состоит из аденазина, сахара рибозы и трех остатков фосфорной кислоты, в связи между которыми и заключены запасы энергии. Витамины – вещества необходимые организму в небольшом количестве, но нужные для жизнедеятельности.
На предыдущих уроках мы рассмотрели с вами химический состав клетки. Рассмотрели белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, АТФ, витамины – все то, из чего состоит клетка, сегодня мы рассмотрим что делает ее во истину живой, заставляет превращать одни вещества в другие – осуществлять обмен веществ.
Итак о чем пойдет сегодня речь?
О катализаторах, о ферментах
Запишите тему урока «Биологические катализаторы»
Что такое катализ?
(Катализом называется явление ускорения реакции без изменения ее общего результата)
Что такое катализатор?
Вещества, изменяющие скорость химической реакции, но не входящие в состав продуктов реакции, называются катализаторами.
Верно, как называются катализаторы в живом организме?
Ферменты.
Запишем определение: ферменты - органические вещества, которые синтезируются в клетках и во много раз ускоряют протекающие в них реакции, не подвергаясь при этом химическим превращениям.
Каталитической способностью обладают некоторые молекулы РНК. Очевидно, это свойство РНК имело очень важное значение на начальном этане зарождения жизни на нашей планете. В настоящее время роль молекул РНК как катализаторов крайне мала, а основными биокатализаторами в клетке являются ферменты.
Какая группа веществ выполняет ферменментативную или каталитическую функцию?
Белки.
Верно. Но молекулы одних ферментов состоят только из белков, другие включают белок и небелковое соединение, или кофермент. В качестве коферментов выступают различные органические вещества, как правило, витамины, и неорганические — ионы различных металлов.
Запишем определение:
Кофермент - небелковое органическое соединение, присутствующее в ферменте и играющее важную роль в протекании катализа реакции.
Молекулы ферментов имеют активный центр — небольшой участок белка-фермента, на котором идет реакция.Форма и химическое строение активного центра таковы, что с ним могут связываться только определенные молекулы в силу их комплементарности друг другу.
У некоторых ферментов в присутствии молекул определенных веществ конфигурация активного центра может изменяться, т. е. фермент таким образом может обеспечить наибольшую ферментативную активность.
Одним из главных свойств ферментов является специфичность по отношению к субстрату. Субстрат - исходный продукт, преобразуемый ферментом в результате специфического фермент-субстратного взаимодействия в конечный продукт.
Специфичность заключается в том, что фермент катализирует лишь некоторые реакции. Первоначально предполагали, что фермент и субстрат подходят к друг другу как замок и ключ, далее было доказано, что фермент способен изменять конфигурацию активного центра под субстрат и Кошланд сравнил их взаимодействие с рукой и перчаткой. Современные исследования доказали, что фермент реагируют по принципу стереохимического соответствия.
Рассмотрим, как протекает реакция катализа. На первом этапе субстрат взаимодействует с ферментом в активном центре. Активный центр трансформируется под субстрат. На втором этапе образуется ферментно – субстратный комплекс. Фермент снижает количество энергии необходимое для протекания реакции, повышается концентрация конечных продуктов реакции, следовательно скорость реакции. На третьем этапе субстрактно-ферментативный комплекс разрушается с образованием продукта реакции, их может быть несколько и неизменного фермента. Освободившийся при этом активный центр фермента может принимать новые молекулы вещества.
Интенсивность биологического катализа зависит от некоторых факторов как и в случае и химического катализа.
От температуры, чем выше температура, тем выше интенсивность реакции, но не более 40 градусов, т.к. происходит денатурация белка и ферментативная активность прекращается.
Для каждого фермента существует оптимальное значение рН, при котором он проявляет максимальную активность.
На скорость реакции влияет также концентрация субстрата и концентрация фермента. При увеличении количества субстрата скорость ферментативной реакции растет до тех пор, пока количество молекул субстрата не станет равным количеству молекул фермента. При дальнейшем; увеличении количества субстрата скорость увеличиваться не будет, так как происходит насыщение активных центров фермента. Увеличение концентрации фермента приводит к усилению каталитической активности, так как в единицу времени преобразованиям подвергается большее количество молекул субстрата.
Итак выделим свойства ферментов.
О первом мы уже с вами говорили.
1) Специфичность
Остальные свойства обуславливают интенсивность катализа о них мы тоже уже говорили. Назовите их.
Зависит от температуры
2) Термолобильность
Зависит от кислотности среды
3) Зависимость от pH среды
И то о чем мы с вами не говорили
4) Зависимость от наличия ингибиторов и катализаторов
На практике убедимся в действии ферментов - проведем лабораторную работу.
Лабораторная работа № 1.
Действие слюны на крахмал
Цель работы: показать, что ферменты слюны способны расщеплять крахмал.
Материалы и Оборудование:накрахмаленный бинт, нарезанный на куски длинной 10 см, вата, спички, блюдце, аптечный йод (5%-й), вода.
Ход работы:
1.Подготовили реактив на крахмал – йодную воду. С этой целью в блюдце налили воду и добавили несколько капель йода (аптечный 5%-й спиртовой раствор) до получения жидкости цвета крепко заваренного чая.
2.Намотали на спичку вату, смочили ее слюной, а затем этой ватой со слюной написали букву на накрахмаленном бинте.
3.Расправленный бинт зажали в руках и подержали его некоторое время, чтобы он нагрелся (1-2мин).
4.Опустили бинт в йодированную воду, тщательно расправив его.
Результат:Участки, где остался крахмал, окрасились в синий цвет, а места, обработанные слюной, останутся белыми, так как крахмал в них распался до глюкозы, которая под действием йода не дает синего окрашивания.
Вывод: Известно, что крахмал с йодом дает интенсивное синее окрашивание, по которому нетрудно узнать, где он сохранился. При обработке крахмала ферментами слюны он разрушается, если ферменты активны. В этих местах крахмала не остается, поэтому они не окрашиваются йодом и остаются светлыми.
Итак, катализаторы, коими в живых организмах являются ферменты осуществляют большинство химических реакций в организме, делая саму жизнь возможной. Большинство катализаторов белки, активные центры которых – места химических реакции. Ферменты, ускоряют течение химических реакций при этом не расходуются. Их активность зависит от температуры, от их концентрации, от щелочности среды.
Пр 1.8
Итак, проверим насколько хорошо вы усвоили проиденный материал. Я буду называть вам утверждения, вы определять верно ли они.
1. Катализ – увеличение интенсивности реакции без изменения общего результата.
2. Катализаторы в живом организме – ферменты, только белки.(нет еще РНК)
3. Белок катализатор состоит из белка и небелковой части кофермента.
4. Фермент и субстрат подходят друг к другу подобно как ключ и замок.
5. Интенсивность катализа повышается с повышением температуры, чем выше температура тем быстрее реакция. (нет при больших температурах происходит денатурация белка, прекращается ферментативная активность)
6. На скорость катализируемой реакции влияет концентрация фермента, температура, давление, кислотность среды.
Прослушайте сказ о дележе наследства
Умирал старый араб. Все его богатство состояло из 17 прекрасных белых верблюдов. Он собрал своих сыновей и объявил им свою последнюю волю: «Мой старший сын, опора семьи, должен получить после моей смерти половину верблюдов. Среднему сыну я завещаю треть всех верблюдов. Но и мой младший, любимый сын должен получить свою долю — одну девятую часть стада».
Сказав это, старый араб умер. Похоронив отца, три брата стали делить верблюдов. Но исполнить волю отца они не смогли: невозможно было разделить 17 верблюдов ни пополам, ни на три части, ни на девять частей. Но тут через пустыню проходил дервиш. Бедный, как все ученые, он вел с собой черного облезлого верблюда, нагруженного книгами. Братья обратились к нему за помощью. И дервиш сказал: «Выполнить волю вашего отца очень просто. Я дарю вам моего верблюда, а вы попробуйте разделить наследство». У братьев оказалось 18 верблюдов, и все разрешилось. Старший сын получил половину верблюдов – 9, средний – треть стада – 6 и младший сын получил свою долю – двух верблюдов.
Но 9, 6 и 2 дают 17, и после дележа оказался лишний верблюд — старый облезлый верблюд ученого. И дервиш сказал: «Отдайте мне назад моего верблюда за то, что я помог разделить вам наследство, а то мне придется самому тащить книги через пустыню».
Вот этот черный верблюд и подобен ферменту. Он сделал возможным такой процесс, который без него был бы немыслим, а сам остался без изменений. Это действительно основное свойство ферментов, да и вообще всякого катализатора. Ферменты – это прежде всего катализаторы.
studfiles.net
Витамины (от лат. vita – жизнь) – биоорганические соединения, которые обозначают буквами латинского алфавита. Различают жирорастворимые витамины (A, Д, Е, К) и водорастворимые (В, С, РР и др.). Суточная потребность человека в витаминах составляет несколько микрограммов (1 мкг = 10-6г), только витамин С нужен в количестве 100 мг в сутки. Недостаток витаминов в организме является причиной заболеваний – авитаминозов.
Витамины участвуют во всех биохимических и физиологических процессах, они являются регуляторами жизнедеятельности, оказывают влияние на рост, развитие, обмен веществ.
Витамины и их роль в организме:
| Витамины | Роль в организме |
| А | При недостатке развивается «куриная слепота»; человек или животное не видят в сумерках. |
| Д | При недостатке развивается рахит, кости содержат недостаточное количество кальция и фосфора, что приводит к искривлению костей. |
| К | При недостатке снижается свертываемость крови. |
| Е | Недостаток приводит к нарушению белкового, углеродного, жирового обмена. |
| С | При недостатке развивается цинга, заболевание сопровождается кровотечением десен, слабостью, головокружением. |
| В | Входит в состав ферментов – катализаторы, ускоряющие химические реакции, и гормонов – биологически активных веществ. При недостатке развиваются поражения нервной системы – расстройства движений, параличи. |
Катализаторы – вещества, изменяющие скорость химических реакций. Ферменты – это биокатализаторы, вещества, которые ускоряют биохимические реакции в десятки и сотни тысяч раз. В живой клетке биохимические реакции протекали бы очень медленно или не проходили бы совсем без участия ферментов. В настоящее время известны тысячи ферментов.
Свойства ферментов:
— они специфичны, ускоряют только определенные реакции;
— функционируют при определенных условиях.
Пример: в желудочном соке содержатся ферменты – пепсин, липаза. Пепсин расщепляет сложные белки на простые, этот фермент действует только в кислой среде (в желудке соляная кислота). Липаза расщепляет только эмульгированный жир молока.
Механизм действия ферментов. Молекулы ферментов имеют активный центр – участок, на котором идет реакция. Форма и строение активного центра соответствуют только определенным молекулам (они комплементарны друг другу). На заключительном этапе биохимической реакции комплекс «фермент – вещество» распадается на свободный фермент и конечные продукты данной реакции.
Все процессы в живом организме прямо или косвенно осуществляются с участием ферментов. Например, под их действием составные компоненты пищи (белки, углеводы, липиды и др.) расщепляются до более простых соединений, а из них уже затем синтезируются новые, свойственные данному виду макромолекулы. Поэтому нарушения образования и активности ферментов нередко ведут к возникновению тяжелых болезней.
Скорость ферментативных реакций зависит от многих факторов: природы и концентрации фермента и субстрата, температуры, давления, кислотности среды, наличия ингибиторов и т. д. Например, при температурах, близких к нулю, скорость биохимических реакций замедляется до минимума. Это свойство широко используется в различных отраслях народного хозяйства, особенно в сельском хозяйстве и медицине. В частности, консервация различных органов (почек, сердца, селезенки, печени) перед их пересадкой больному происходит при охлаждении с целью снижения интенсивности биохимических реакций и продления времени жизни органов. Быстрое замораживание пищевых продуктов предотвращает рост и размножение микроорганизмов (бактерий, грибов и др.), а также инактивирует их пищеварительные ферменты, так что они оказываются уже не в состоянии вызвать разложение пищевых продуктов.
www.ronl.ru
Витамины (от лат. vita – жизнь) – биоорганические соединения, которые обозначают буквами латинского алфавита. Различают жирорастворимые витамины (A, Д, Е, К) и водорастворимые (В, С, РР и др.). Суточная потребность человека в витаминах составляет несколько микрограммов (1 мкг = 10-6г), только витамин С нужен в количестве 100 мг в сутки. Недостаток витаминов в организме является причиной заболеваний – авитаминозов.
Витамины участвуют во всех биохимических и физиологических процессах, они являются регуляторами жизнедеятельности, оказывают влияние на рост, развитие, обмен веществ.
Витамины и их роль в организме:
| Витамины | Роль в организме |
| А | При недостатке развивается «куриная слепота»; человек или животное не видят в сумерках. |
| Д | При недостатке развивается рахит, кости содержат недостаточное количество кальция и фосфора, что приводит к искривлению костей. |
| К | При недостатке снижается свертываемость крови. |
| Е | Недостаток приводит к нарушению белкового, углеродного, жирового обмена. |
| С | При недостатке развивается цинга, заболевание сопровождается кровотечением десен, слабостью, головокружением. |
| В | Входит в состав ферментов – катализаторы, ускоряющие химические реакции, и гормонов – биологически активных веществ. При недостатке развиваются поражения нервной системы – расстройства движений, параличи. |
Катализаторы – вещества, изменяющие скорость химических реакций. Ферменты – это биокатализаторы, вещества, которые ускоряют биохимические реакции в десятки и сотни тысяч раз. В живой клетке биохимические реакции протекали бы очень медленно или не проходили бы совсем без участия ферментов. В настоящее время известны тысячи ферментов.
Свойства ферментов:
— они специфичны, ускоряют только определенные реакции;
— функционируют при определенных условиях.
Пример: в желудочном соке содержатся ферменты – пепсин, липаза. Пепсин расщепляет сложные белки на простые, этот фермент действует только в кислой среде (в желудке соляная кислота). Липаза расщепляет только эмульгированный жир молока.
Механизм действия ферментов. Молекулы ферментов имеют активный центр – участок, на котором идет реакция. Форма и строение активного центра соответствуют только определенным молекулам (они комплементарны друг другу). На заключительном этапе биохимической реакции комплекс «фермент – вещество» распадается на свободный фермент и конечные продукты данной реакции.
Все процессы в живом организме прямо или косвенно осуществляются с участием ферментов. Например, под их действием составные компоненты пищи (белки, углеводы, липиды и др.) расщепляются до более простых соединений, а из них уже затем синтезируются новые, свойственные данному виду макромолекулы. Поэтому нарушения образования и активности ферментов нередко ведут к возникновению тяжелых болезней.
Скорость ферментативных реакций зависит от многих факторов: природы и концентрации фермента и субстрата, температуры, давления, кислотности среды, наличия ингибиторов и т. д. Например, при температурах, близких к нулю, скорость биохимических реакций замедляется до минимума. Это свойство широко используется в различных отраслях народного хозяйства, особенно в сельском хозяйстве и медицине. В частности, консервация различных органов (почек, сердца, селезенки, печени) перед их пересадкой больному происходит при охлаждении с целью снижения интенсивности биохимических реакций и продления времени жизни органов. Быстрое замораживание пищевых продуктов предотвращает рост и размножение микроорганизмов (бактерий, грибов и др.), а также инактивирует их пищеварительные ферменты, так что они оказываются уже не в состоянии вызвать разложение пищевых продуктов.
www.ronl.ru
Скорость многих реакций зависит от присутствия веществ, не расходующихся в ходе реакции; такие реакции называются каталитическими. Под катализом понимают изменение скорости химических реакций в присутствии веществ, которые после завершения реакции остаются в неизменном виде и количестве. Увеличение скорости реакции называют положительным катализом, уменьшение — отрицательным катализом, или ингибированием. Катализаторами называют вещества, которые вызывают положительный катализ; вещества, замедляющие реакции, называют ингибиторами. Термины «катализ» и «катализаторы» введены в химию шведским химиком И. Берцелиусом (1835 г.).
Механизм действия катализатора заключается в изменении пути процесса превращения реагентов в продукты. Новый путь характеризуется меньшим энергетическим барьером, т. е. меньшей энергией активации. Различают гомогенный и гетерогенный катализ. Ускорение реакции диспропорционирования пероксида водорода в водном растворе в присутствии дихромат-ионов является примером гомогенного катализа (катализатор образует одну фазу с реакционной смесью), а в присутствии оксида марганца(1У) — примером гетерогенного катализа.
Все каталитические реакции подразделяются на гомогенные и гетерогенные. Если реагирующие вещ-ва и катализатор наход-ся в разных фазах, катализ наз-ся ГЕТЕРОГЕННЫМ1 (пример: синтез аммиака из азота и водорода в присутствии металлического железа). Если реагирующее вещ-во и катализатор нах-ся в одной фазе, катализ наз-ся ГОМОГЕННЫМ! (пример: разложение водородопероксида в присутствии солей Fe(II) в водных растворах. РЕАКЦИЯ: 2Н2О2→2h3О + O2 над стрелочкой Fe2+ (1)
Все реакции каталитического разложения представляют собой сложные многостадийные процессы. Роль каталитических реакций велика при жизнедеятельности организмов; большинство реакций в организмах протекает при участии биологических катализаторов-ФЕРМЕНТАХ. Характерной особенностью Ф явл. их специфичность: свойство изменять скорость реакции одного типа и не влиять на многие др реакции, протекающие в клетке! В состав большинства ферментов входит ион металла, поэтому эти биологические катализаторы наз-ся металлоферментами! Типичным ферментом явл-ся КАТАЛАЗА!
Особенностями ферментов явл: 1) высокая активность 2) высокая специфичность, т.е избирательность действия 3) тонкий механизм регулировки активности деят-ти ферментов с помощью ЭФФЕКТОРОВ (активаторы, ингибиторы) 4) высокая чувств-ть к внешним условиям!
Большинство ферментативных реакций описывается кинетическими уравнениями нулевого порядка.
Вопрос 5. Химическое равновесие. Обратимые и необратимые по направлению реакции. Термодинамические условия равновесия. Константы химического равновесия. Прогнозирование смещения химического равновесия.
Химическое равновесие: динамическое состояние, при котором скорость прямой и обратной реакций равны.
Обратимая р-ция: при данных условиях самопроизвольно протекающая как в прямом, так и в обратном направлении.
Необратимая р-ия: при данных условия протекает в одном направлении.
Образуется:
— Труднорастворимый осадок
— газ
— малодиссоциирующее в-во (вода)
— устойчивое комплексное соединение
Термодинамические условия равновесия:
G2-G1=0
S2-S1=0
Константа равновесия: при постоянных внешних условиях в равновесии отношение произведение концентраций продуктов к произведению концентраций реагентов с учетом стехиометрии есть величина постоянная, не зависящая от химического состава системы.
Количественной характеристикой состояния равновесия является константа химического равновесия К, которая определяется отношением констант скоростей прямой и обратной реакцией
В подавляющем большинстве случаев константы скоростей прямой и обратной реакций не равны. Константа равновесия – постоянная при данной температуре величина и определяет соотношение между равновесными концентрациями продуктов реакции и исходных веществ, возведенных в степени их стехиометрических коэффициентов.
Например, для процесса N2 + 3h3 ↔ 2Nh4
Принцип Ле-Шателье: воздействие какого-либо фактора (t, c, p) на равновесную систему стимулирует смещение равновесия в таком направлении, которое способствует восстановлению первоначальных характеристик системы.
| Положение химического равновесия зависит от следующих параметров реакции: температуры, давления и концентрации. Влияние, которое оказывают эти факторы на химическую реакцию, подчиняются закономерности, которая была высказана в общем виде в 1884 году французским ученым Ле-Шателье .Современная формулировка принципа Ле-Шателье такова: Если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказать внешнее воздействие, то система перейдет в другое состояние так, чтобы уменьшить эффект внешнего воздействия. |
Вопрос. Роль воды и растворов в жизнедеятельности. Физико-химические свойства воды, обуславливающие её уникальную роль как единственного биорастворителя; влияние внешних условий на растворимость. Термодинамика растворения.
Вода состоит из атомов водорода (в трех изотопах 1,2,3) и кислорода (в трех изотопах 16,17,18). Составляет основную часть внутренней среды организма, обеспечивает процессы всасывания, передвижения питательных веществ и продуктов обмена по организму. Кроме того, вода участвует в процессе терморегуляции (потоотделение) и в процессе дыхания (человек может дышать абсолютно сухим воздухом, но не долго).
Свойства:
1)Вода — единственное известное вещество, которое встречается в естественных условиях в твердом, жидком и газообразном состоянии.
2)Вода — уникальный растворитель, т.к. диэлектрическая проницаемость воды (Е в единицах СГСЭ) 81,0 при 20 гр… С. У большинства других тел она находится в пределах 2 — 3, за исключением ряда кислот (муравьиная — 58, ацетон — 21) и цианистого водорода, у которого диэлектрическая проницаемость 107.
3)Воду очень трудно окислить, сжечь или разложить на составные части. Вода — химически стойкое вещество.
4)Вода имеет редкую способность при замерзании расширяться, вследствие чего лед плавает на воде, остающейся в жидкой фазе. Только немногие вещества (висмут, галлий, германий и др.) имеют такую же аномалию, при которой твердая фаза легче жидкой.
5)Вода в форме сферических капель имеет наименьшую поверхность при заданном объеме. Поверхностное натяжение (на границе с воздухом при 20 гр. С равно 72,75 дин/см) является необходимым условием капиллярных процессов, столь важных для жизнедеятельности растений и животных.
6)Вода обладает способностью поглощать большое количество теплоты и сравнительно мало при этом нагреваться.
7)Поверхностное натяжение — это степень сцепления молекул воды друг с другом. Чем ниже поверхностное натяжение, тем выше растворяющая способность воды, тем лучше вода выполняет свои основные функции. В том числе и роль транспортной системы. Чем ниже поверхностное натяжение, тем выше растворяющие свойства, тем выше текучесть. 8)Кислотно-щелочное равновесие воды. Основные жизненные среды (кровь, лимфа, слюна, межклеточная жидкость, спинномозговая жидкость и др.) имеют слабощелочную реакцию. При сдвигах их в кислую сторону, меняются биохимические процессы, организм закисляется. 9)Структура воды. Вода представляет собой жидкий кристалл. Диполи молекулы воды ориентируются в пространстве определенным образом, соединяясь в структурные конгломераты. Это позволяет жидкости составлять единую биоэнергоинформационную среду. Когда вода находится в состоянии твердого кристалла (льда), молекулярная решетка жестко ориентирована. При таянии разрываются жесткие структурные молекулярные связи. И часть молекул, высвобождаясь, образует жидкую среду. В организме вся жидкость структурирована особым образом. 10)Информационная память воды. За счет структуры кристалла происходит запись информации, исходящей от биополя. Это одно из очень важных свойств воды, имеющее большое значение для всего живого. Растворимость различных веществ в определённом растворителе зависит от внешних условий, прежде всего — от температуры и давления. Давление наиболее сильно сказывается на растворимость газов. Изменение внешних условий влияет на растворимость в соответствии с принципом смещения равновесий Ле-Шателье: воздействие какого-либо фактора (t, c, p) на равновесную систему стимулирует смещение равновесия в таком направлении, которое способствует восстановлению первоначальных характеристик системы.
Влияние температуры зависит от знака теплового эффекта реакции. При повышении температуры химическое равновесие смещается в направлении эндотермической реакции, при понижении температуры — в направлении экзотермической реакции.
Влияние давления.При повышении давления равновесие сдвигается в направлении, в котором уменьшается суммарное количество молей газов и наоборот.
Влияние концентрации. При повышении концентрации одного из исходных веществ равновесие сдвигается в направлении образования продуктов реакции. При повышении концентрации одного из продуктов реакции равновесие сдвигается в направлении образования исходных веществ.
Согласно второму началу термодинамики при р, Т = const вещества самопроизвольно могут растворяться в каком-либо растворителе, если в результате этого процесса энергия Гиббса системы уменьшается, т. е. ΔG = (ΔН – TΔS) < 0.
Величину ΔН называют энтальпийным фактором, а величину TΔS – энтропийным фактором растворения.
При растворении жидких и твердых веществ энтропия системы обычно возрастает (ΔS > 0), так как растворяемые вещества из более упорядоченного состояния переходят в менее упорядоченное. Вклад энтропийного фактора, способствующий увеличению растворимости, особенно заметен при повышенных температурах, потому что в этом случае множитель Т велик и абсолютное значение произведения TΔS также велико, соответственно возрастает убыль энергии Гиббса.
При растворении газов в жидкости энтропия системы обычно уменьшается (ΔS < 0), так как растворяемое вещество из менее упорядоченного состояния (большого объема) переходит в более упорядоченное (малый объем). Снижение температуры благоприятствует растворению газов, потому что в этом случае множитель Т мал и абсолютное значение произведения TΔS будет тем меньше, а убыль энергии Гиббса тем больше, чем ниже значение Т.
В процессе образования раствора изменение энтальпии процесса растворения нужно рассматривать в соответствии с законом Гесса как алгебраическую сумму эндо– и экзотермических вкладов всех процессов, сопровождающих процесс растворения. Иначе говоря, изменение энтальпии представляет собой алгебраическую сумму изменения энтальпии ΔНкр в результате разрушения кристаллической решетки и изменения энтальпии ΔНсол за счет сольватации (взаимод. молекул растворенного в-ва с молекулами р-рителя) частицами растворителя:
ΔНраств = ΔНкр + ΔНсол,где ΔНраств – изменение энтальпии при растворении.
При растворении твердых веществ с молекулярной кристаллической структурой и жидкостей молекулярные связи не очень прочные, и поэтому обычно ΔНсол > ΔНкр Это приводит к тому, что растворение, например, спиртов и сахаров представляет собой экзотермический процесс (ΔНраств < 0).
При растворении твердых веществ с ионной решеткой соотношение энергий Екр и Есол могут быть различным. Однако в большинстве случаев энергия, выделяемая при сольватации ионов, не компенсирует энергию, затрачиваемую на разрушение кристаллической решетки, следовательно, и процесс растворения является эндотермическим.
www.ronl.ru
