Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Bilet.docx
Скачиваний:
105
Добавлен:
27.05.2021
Размер:
841.5 Кб
Скачать

2.12. Химическое равновесие. Обратимые и необратимые реакции

Химические процессы происходят самопроизвольно, если в ре­зультате процесса уменьшается свободная энергия Гиббса, ΔG < 0. Если энтальпийный и энтропийный факторы действуют согласо­ванно, направляя реакцию в сторону образования продуктов, то исходные вещества полностью превращаются в продукты реакции. Такие реакции называют необратимыми. Например:

2КСlО3 → 2КСl + 3О2;

Mg + 2НСl → MgCl2 + Н2.

Еcли же энтальпийный и энтропийный факторы направляют реакцию в противоположные стороны, то между исходными веществами и продуктами реакции существует минимальное значение энергии Гиббса. Исходные вещества реагируют между собой с образованием продуктов до тех пор, пока не образуется смесь исходных веществ и продуктов реакции, которой соответствует это минимальное значение G.

Если продукты реакции могут взаимодействовать между собой с образованием исходных веществ, то реакция происходит в двух противоположных направлениях. Такие реакции называют обрати­мыми. Например:

H2 + I2 ↔ 2HI,

N2 + 3H2 ↔ 2NH3.

В обратимых реакциях различают прямую реакцию, происходя­щую со скоростью V1, (ей соответствует константа скорости k1), и обратную, протекающую со скоростью V2 (ей соответствует константа скорости к2). Когда скорости прямой и обратной реакций станут равны, в системе установится состояние химического равновесия. Кинетическим условием химического равновесия является равен­ство скоростей прямой и обратной реакций. Химическое равнове­сие имеет динамический характер. Количественной характеристикой обратимой реакции служит константа равновесия.

2.13. Константа химического равновесия. Прогнозирование смещения химического равновесия

Если система находится в состоянии химического равновесия, то она будет в этом состоянии до тех пор, пока внешние условия сохраняются постоянными. Если эти условия изменяются, то сис­тема выходит из равновесия. Смещение равновесия происходит в соответствии с принципом Ле Шателье: если изменяется хотя бы одно из условий, при которых система находится в состоянии химического равновесия, то равновесие сме­щается в сторону того процесса, который уменьшает (ослабляет) это изменение.

Сместить равновесие можно, меняя концентрацию, давление, температуру.

1. В случае увеличения концентрации любого из веществ, принимающих участие в процессе, равновесие смещается в сторону убывания этого вещества, и наоборот. Например, если в системе: Н2 + I2 ↔ 2HI, находящейся в равновесии, увеличить концентрацию водорода, то равновесие сместится в сторону образования HI.

2. При повышении давления равновесие смещается в сторону образования меньшего числа молекул газа, т.е. в сторону сниже­ния давления, и наоборот. Например, в реакции: 2СО + О2 → 2СО2 из трех молекул исходных газообразных веществ образуются две молекулы СО2, поэтому при увеличении давления равновесие смес­тится в сторону образования СО2.

3. Влияние температуры. Термодинамическим условием равновесия является ΔG = 0, т. е. и из уравнения Гибсса ΔG = ΔН - TΔS, при равновесии ΔН = TΔS, этропийный и энтальпийный факторы равны.

Чтобы в такой системе компенсировать повышение температу­ры, следует увеличивать энтальпийный фактор. Это возможно тогда, когда теплота поглощается, т.е. ΔН > 0. Система должна быть эдотермической. И, наоборот, уменьшение температуры система компенсирует увеличением теплоты, т.е. экзотермической реак­цией.

Например, в системе: 2СО + О2 ↔ 2СО2, ΔН < 0 со снижением температуры равновесие смещается вправо, в сторону экзотерми­ческой реакции, а с повышением температуры – влево, в сторону эндотермической реакции.

55) Гемопротеины.  Сравнительная характеристика структур и функций миоглобина и гемоглобина.      Гемопротеины, гемопротеиды — простые белки, связанные с окрашенным небелковым компонентом. Различают Г. (содержат в качестве простетической группы железо), магнийпорфирины и флавопротеины (содержат производные изоаллаксазина). К Г. относятся цитохром с, миоглобин, гемоглобин и др. Г. участвуют в таких фундаментальных процессах жизнедеятельности, как фотосинтез , дыхание клеток и целого организма, транспорт кислорода и СО2, окислительно-восстановительные реакции, свето- и цветовосприятие и др.

Миоглобин- сложный белок третьего уровня структурной организации. Состоит из одной полипептидной цепи (153 остатка). Третичная структура белка образована, главным образом, альфа-спиралями вторичной структуры, на которые приходится около 70 процентов АКО, остальные- на повороты и начальный и конечный участки. Белок содержит в себе так называемый ГЕМ- комплекс порфирина и иона железа в степени окисления +2.

Миоглобин сосредоточен, главным образом, в мышцах и его главной функцией является хранение кислорода. Скорость насыщения миоглобина кислородом намного превышает таковую для гемоглобина. Миоглобин мало приспособлен для транспортировки кислорода из легких в ткани, поскольку скорость отдачи кислорода в тканях невелика.

Гемоглобин представляет собой белок четвертичной структуры, состоящий из двух пар субъединиц альфа- (141 АКО) и бетта- (147 АКО- аминокислотных остатков). Субъединицы миоглобина и гемоглобина очень сходны между собой, как весьма сходна и третичная структура обоих белков.

Главное отличие гемоглобина от миоглобина заключается в проявлении особого рода эффектов- кооперативных, влияющих на скорости присоединения- отсоединения молекул кислорода. Каждая молекула гемоглобина способна присоединять и переносить четыре молекулы кислорода, при этом кооперативность проявляется в том, что как присоединение, так и отсоединение каждой последующей молекулы кислорода облегчается в результате структурных изменений в конформации молекулы, которых у гемоглобина имеется две основных- оксигенированная и дезоксигенированная. Промежуточные состояния нестабильны. Предполагается следующий механизм кооперативного эффекта. Присоединение первой молекулы кислорода приводит тому что атом железа смещается от своего места, вызывая изменения конформации субъединицы. Изменившаяся конформация по аллостерическому эффекту облегчает присоединение кислорода к другой субъединице и т.д. Это позволяет максимально ускорить процесс присоединения кислорода в легких .

Билет №7.

Соседние файлы в предмете Химия