13. Биологиялық реакциялар жылдамдығына температураның әсері. Ферменттер биологиялық катализаторлар ретінде

Реакция жылдамдығының температураға тәуелділігі мәселесінде температураны көтергенде көптеген реакциялардың жылдамдығының артатынын көрсетті. Эксперименттік материалдарды қорытып, голлландиялық ғалым Вант-Гофф реакция жылдамдығына температураның әсерін жуықтап бағалайтын ереже ұсынды. Вант-Гофф ережесіне сәйкес, гомогенді жүйелерде химиялық реакцияның жылдамдығы, температураны әрбір 10 градусқа көтергенде шамамен 2-4 есе артады. Бұл санды хим. реакцияның температуралық коэффициенті деп атайды, γ(гамма) белгісімен белгілейді. Математикалық түрде оны былай белгілейді:

VT1/VT2= Y T2-T1/10

Ферменттер биологиялық катализаторлар ретінде

Тірі организмде маңызды роль атқаратын биокатализатор – ферменттердің зат алмасуға, тыныс алуға тканьдер мен клеткалардың құрамына қосатын үлесі. Тірі организмде жүретін барлық химиялық реакциялар ферменттердің қатысуымен жүреді. Ферменттер химиялық реакция жылдамдығын, химиялық қарапайым катализаторларға қарағанда миллион есе арттырады. 1 гр таза пепсин 50 кг жұмыртқа белогын ыдыратса, 1гр ренин 72 т сүтті іріте алады. Ферменттердің аса бір маңызды қасиеті – ерекше талғап алу қасиеті, яғни әрбір фермент адам организмнде жүретін белгілі бір реакцияға ғана қатысып, соның жылдамдығын арттырады. Адам организмінде 1000-нан аса фермент бір мезгілде мыңдаған реакцияға қатысып, организмде жүретін реакциялар жылдамдығын өзгерте алады.

14. Химиялық тепе-теңдік. Тепе-теңдік константасы. Ле-Шателье принципі

Химиялық тепе-теңдік — бір немесе бірнеше қарама-қарсы жүретін қайтымды реакциялар жылдамдықтарының теңескен күйі. Қайтымды реакция аяғына дейін жүрмейді, ол басталғанда тура жүретін реакцияның жылдамдығы (v1) жоғары, кері реакция жылдамдығы (v2) баяу болады. Тура реакция жүрген сайын реакцияға алынған заттың концентрациясы азайып, v1 — жылдамдығы кемиді, керісінше, тіке реакциядан пайда болған өнімнің концентрациясы артып, v2 күшейеді. Біртіндеп екі реакция жылдамдығы теңеседі: v1=v2. Осындай жағдайды химиялық тепе-теңдік деп атайды. Тепе-теңдік орнағанмен қарама-қарсы бағытталған екі реакция да тоқтамай жүре береді. Егер сыртқы жағдай (қысым, концентрация, температура) өзгермесе реакция жылдамдықтары тең болып, химиялық тепе-теңдік орнаған қалпында қала береді, сондықтан оны жылжымалы немесе [динамикалық] тепе-теңдік деп те атайды. Реакцияласушы жүйенің бір тепе-теңдік күйден басқа басқа тепе-теңдік күйге ауысуын химиялық тепе-теңдіктің ығысуы дейді. Химиялық тепе-теңдік орнаған кездегі реакцияға қатысқан әр заттың концентрациясы тепе-теңдік концентрациясы деп аталады. Химиялық тепе-теңдікті сан жағынан сипаттайтын көрсеткіш тепе-теңдік константасы (тұрақтысы) (К) деп аталады:

aA+bB=pP+qQ,

мұндағы бас әріптер — заттардың формулалары, кіші әріптер — реакциядағы молекула сандарын көрсететін коэффициенттер. Тепе-теңдік константасы тура және кері реакциялардың жылдамдық константаларының (k1,k2) қатынасы деп те аталады:

K=k1/k2.

К — белгілі температурада тура реакция өнімдері мен реакциясы алынған заттардың мольдік көбейтінділерінің қатынасын көрсететін тұрақты шама. Тепе-теңдік константасының теңдеуі реакцияға қатысқан заттардың тепе-теңдік концентрацияларының бір-біріне тәуелділігін көрсетеді.

Ле-Шателье принципі

Әрекеттесуші заттардың концентрациясы, температурасы және қысымы өзгергенде хим. тепе-теңдіктің ығысу бағыты жылжымалы тепе-теңдік принципі немесе Ле Шателье принципі деп аталатын жалпы ережемен анықталады: тепе-теңдік күйіндегі системаға сырттан әсер етсе(концентрация, температура, қысым өзгерсе) онда қарама-қарсы екі реакцияның ішінен сол әсерді азайтатынының жүруіне көмектеседі.