2.1. Теплота сгорания некоторых биохимических продуктов

(кДж × моль^-1)

Биохимический продукт	Теплота сгорания	Биохимический Продукт	Теплота сгорания
Глюкоза Фруктоза Сахароза Мальтоза Глицерин Этанол Уксусная кислота Пировиноградная кислота	2872 2827 5661 5649 1663 1371 876 1144	Янтарная кислота Пальмитиновая кислота Олеиновая кислота Стеариновая кислота Салициловая кислота Аланин Глицин Валериановая кислота Ванилин	1492 10038 11117 11346 3025 1634 979 2852 3825

Это важное положение применяется в биохимической энергетике для оценки энергетических изменений в ходе биологического окисления ве-ществ при дыхании организмов, которое осуществляется постепенно, про-ходя множество промежуточных стадий. Однако суммарный энергети-ческий эффект окисления в этих процессах равен количеству энергии, которое выделяется при сгорании органических веществ. Поэтому, сопос-тавляя теплоту сгорания исходных веществ и образующихся из них при биологическом окислении продуктов, можно с достаточно высокой точ-ностью определять энергетические изменения в ходе указанных биохими-ческих превращений.

С помощью термодинамических расчётов и в специальных экспери-ментах доказано, что если в процессе горения вещества система не совер-шает никакой работы, то по количеству выделившейся теплоты можно су-дить об изменении внутренней энергии системы, так как в таком процессе DU = Q. В связи с этим для многих органических соединений, являющихся продуктами биохимических реакций, определена теплота сгорания (табл. 2.1), которая представляет собой термохимический показатель, выража-ющий количество выделяемой тепловой энергии при полном сгорании 1 моля вещества с образованием высших оксидов.

2.1.2. Тепловые эффекты биохимических реакций

В большинстве биохимических систем реакции проходят при пос-

тоянном давлении, поэтому их тепловые эффекты определяются измене-нием термодинамической функции, называемой энтальпией: Q = DН. По-скольку энтальпия является функцией, характеризующей термодинамичес-кое состояние системы, величина изменения этой функции не зависит от путей перехода системы от начального к конечному состоянию или последовательности биохимических реакций, а определяется как разность между её конечным и начальным состоянием: DН = Н₂ – Н₁.

В ходе эндотермической реакции происходит поглощение теплоты (из окружающей среды), в результате чего энтальпия системы увеличи-вается, и тогда изменение энтальпии будет величиной положительной (DН > О). В экзотермической реакции тепловая энергия выделяется в окру-жающую среду, поэтому энтальпия в ходе такой реакции уменьшается, а изменение энтальпии становится отрицательной величиной (DН < О). Для многих биохимических продуктов определены стандартные энтальпии образования, которые численно равны изменению энтальпии в реакции образования 1 моля конкретного химического соединения из элементов или простых веществ при стандартных термодинамических условиях. Некоторые из этих показателей приведены в таблице 2.2.