10.Методы определения термодинамических параметров биологических макромолекул.

1.калориметрия.

Для определения энерготрат организма необходимо измерять количество тепла, выделяемое им в окружающую среду за определенный промежуток времени. Для этого применяют два метода: прямую и непрямую калориметрию. В методе прямой калориметрии используются специальные физиологические калориметры, сконструированные так, что в них можно помещать на нужное время животных или человека. Однако далеко не всегда удается осуществлять прямую калориметрию, особенно при изучении энерготрат в ходе трудовой деятельности. Чаще используют непрямую калориметрию. Метод основан на исследовании газообмена организма. Установлено, что между объемом потребленного биологической системой кислорода и энерготратами существует линейная зависимость (при данных конкретных условиях). Коэффициентом в ней служит так называемый калоригеский эквивалент кислорода, равный количеству тепла, образующемуся в организме при использовании 1 л кислорода для окисления питательных веществ.

2.определение константы равновесия К_р .

Конста́нта равнове́сия — величина, определяющая для данной химической реакции соотношение между термодинамическими активностями исходных веществ и продуктов в состоянии химического равновесия (в соответствии с законом действующих масс). Зная константу равновесия реакции, можно рассчитать равновесный состав реагирующей смеси, предельный выход продуктов, определить направление протекания реакции.

Реакция: А В откуда константа равновесия:

С тандартная константа равновесия связана со стандартной энергией Гиббса реакции соотношением:

,где R-универсальная газовая постоянная(1,987кал/моль*К или 8,314 Дж/моль*К), К_р - константа равновесия.

Соблюдаются стандартные условия: р=1 атм, С=1моль, рН=7,0 , Т=298К=25⁰С.

Если ∆G >0,то процесс самопроизвольный, энергия выделяется.

Если ∆G <0,то процесс несамопроизвольный, энергия поглощается.

Например: процесс денатурации белка.

3.зависимость константы равновесия от температуры.

Зависимость константы равновесия реакции от температуры может быть описана уравнением изобары химической реакции (изобары Вант-Гоффа):

и изохоры химической реакции (изохоры Вант-Гоффа):

Здесь   и   — тепловой эффект реакции, протекающей, соответственно, при постоянном давлении или при постоянном объёме. Если   (тепловой эффект положителен, реакция эндотермическая), то температурный коэффициент константы равновесия   тоже положителен, то есть с ростом температуры константа равновесия эндотермической реакции увеличивается, равновесие сдвигается вправо (что вполне согласуется с принципом Ле Шателье).