10. Катализ: гомогенный, гетерогенный. Ферментативный катализ. Уравнение Михаэлиса-Ментен.

Каталитические реакции — химические реакции с участием катализаторов. Каталитические реакции в биологических системах — химические реакции с участием ферментов (энзимов).

Ферменты — белки, ускоряющие химические реакции, не изменяясь при этом ни количественно, ни качественно.

Гомогенный катализ протекает в гомогенной фазе — и фермент, и субстрат находятся в одном агрегатном состоянии(характерно для газообразных или жидких сред — окисление SO2 в SO3).

Гетерогенный катализ происходит только на поверхности раздела фаз (твердый платиновый катализатор, например, и раствор перекиси водорода).

Микрогетерогенный катализ протекает в том случае, если и субстрат и фермент находятся в коллоидно-дисперсном состоянии. Данный вид катализа наиболее характерен для живого организма, т. к. цитоплазма клеток, кровь, плазма и другие биологические жидкости в большинстве случаев — сложные коллоидные растворы.

Принцип действия ферментов:

энзимы строго специфичны — каждый фермент катализирует «свою» химическую реакцию;

действие катализатора происходит путем присоединения его к субстрату, образования временного ферментативно-субстратного комплекса, отсоединения фермента после образования конечных продуктов реакции;

механизм действия энзимов — снижение энергии активации молекул субстрата, т. е., снижается количество энергии, необходимое для перевода нейтральных частиц в возбужденное состояние.

Скорость ферментативных реакций в организме человека:

скорость любой ферментативной реакции достигает определенного максимума, а затем постепенно снижается. И зависит данная величина от концентрации реагирующих веществ.

V = Vмах*[S] Уравнение Михаэлиса-Ментен, определяющее скорость

(Km+[S]) реакции ферментативного катализа.

11. Особенности физико-химических свойств воды.

Молекула воды биполярна. За счет высокой степени электроотрицательности кислорода происходит смещение электронной плотности на его молекулу, а на молекулах водорода в это время остается частичный положительный заряд. «Водородными» концами молекула воды соединяется с «кислородными» концами других молекул воды, образуя многочисленные водородные связи. Каждую секунду большинство из этих связей рвутся(водородные связи крайне непрочны), но тут же образуются новые. Это строение воды объясняет многие необычные свойства воды:

1. высокая удельная теплоемкость;

2. высокая температура кипения;

3. низкая температура замерзания;

4. высокая температура образования пара.

Строением молекул объясняется и хорошая растворимость некоторых соединений в воде — спирты, альдегиды.

12.

13. Коллигативные свойства растворов.

Раствор в результате взаимодействия растворенного вещества и растворителя приобретает новые свойства — коллигативные. К ним относятся:

диффузия;

осмос;

понижение насыщенного пара над раствором, сильнее, чем над чистым растворителем;

снижение температуры замерзания раствора по сравнению с чистым растворителем;

повышение температуры кипения раствора по сравнению с чистым растворителем.

Закон Рауля выражает относительное понижение давления пара над раствором. Если своими словами: снижение давления пара над раствором, во-первых, зависит от концентрации растворенного вещества, во-вторых, влечет за собой изменение температур кипения и замерзания. Чем больше количество растворенного вещества в растворе(молей), тем больше разница между давлением пара над раствором и над чистым растворителем.