Дополнительные вопросы на экзамене.

Из лекции «Термодинамика»

1. Понятие «время» для характеристики процесса использует а)термодинамика б)кинетика ? Выберите правильный ответ. Кинетика

2. При каких условиях теплота будет функцией состояния? Температуру Т = f (p, v) можно считать функциями состояния, т.к. она однозначно характеризуют состояние системы. температура является функцией мгновенного распределения скоростей молекул, то есть функцией состояния системы. Она не зависит от предыстории системы и полностью определяется состоянием системы в данный момент времени.

3. Что такое «формальное состояние системы»? Присуще живым системам и термодинамические функции (энтальпия, энтропия, энергия Гиббса) сравнивают при рн=7,4 (рн крови), концентрация протонов гораздо ниже , чем 1 моль.( Т=310К, рн=7,4, энтальпия, энтропия, энергия Гиббса)

4. Что такое «калорийность»? Энергия, выделяемя при полном окислении (сгорании) 1г. Питательных веществ (1 кал – 4,18 Дж)

5. Можно ли измерить абсолютное значение энтальпии, энтропии, энергии Гиббса системы? Определить возможное значение энтальпии и энергии Гиббса не возможно, а определить абсолютное значение энтропии возможно.

Из лекции «Кинетика»

1. Чтобы сделать вывод о возможности протекания реакции достаточно ли определить ∆G системы? Если нет, то какую величину необходимо знать дополнительно? Для характеристики возможности протекания реакции необходимы оба подхода – термодинамический, т.е. изменение энергии Гиббса должно быть меньше нуля и кинетический – низкая энергия активации реакции и реакция должна быть спино-разрешённой.

2. В каком временном диапазоне можно «видеть» хим. реакцию и конформационные превращения биополимеров? В фемтосекундном временном диапазоне (10^–15–10^–12 с).

3. Когда порядок реакции по реагенту совпадает со стехиометрическим коэффициентом перед формулой этого реагента в уравнении реакции? (суммарный порядок не должен превышать 3) реакцию считают простой, если нет соответствия – реакция сложная, многостадийная. В случае сложных реакций порядок совпадает со стехиометрическим коэффицентом только для каждой стадии в отдельности

4. Для каких реакций не применимо правило Вант-Гоффа? Вант-Гофф мог изучать хим. реакции в ограниченных условиях, которые обеспечивала лабораторная техника того времени. Как выяснилось позже температурный коэффициент в значительном температурном интервале не постоянен; реакции с участием больших молекул сложной формулы не подчиняются этому правилу; , а также несовершенство технических средств не позволяло изучать как очень быстрые, так и очень медленные реакции.

5. Каково время жизни активированного комплекса? Время жизни активированного комплекса изучает хемтохимия. Обычно она составляет не более 10 в минус тринадцатой сек.

6. Если Еакт реакций меньше 40 кДж/моль или больше 120кДж/моль, то какова скорость этих реакций? Реакции, имеющие энергию активации меньше 40кДж\моль протекают с огромными скоростями (с участием радикалов), больше 120 кДж/моль идут очень медленно, незаметно.

7. Микрогетерогенные реакции в организме отличаются большими скоростями и могут привести также и к неприятным последствиям. Какая реакция протекает в капле смолы в легких курильщика и холестериновой бляшке на стенке кровеносного сосуда , приводящие к апаптозу (программируемой гибели клеток) и злокачественным перерождениям клеток? Капля смолы влёгких курильщика и холестериновая бляшка на стенкекровеносного сосуда локализуется рядом с NO-продуцирующими клетками, обе – искусственные гидрофобные фазы, в которых легко синтезируется NO2. NO2 может стимулировать радикальные реакции, что вызывает нитрование и окисление НR(липидов, белков, нуклеиновых кислот и метаболитов. Это и приводит к апаптозу или злокачественным перерождениям клеток.

8. В последовательных и параллельных реакциях общая скорость процесса определяется скоростью самой быстрой или самой медленной стадии? В последовательных реакциях общая скорость процесса определяется скоростью самой медленной стадии, а в параллельных – скоростью самой БЫСТРОЙ стадии.

9. Скорость большинства реакций увеличивается при нагревании. Перенос электрона в фотокаталитической реакции фотосинтеза возможен при температуре жидкого азота (-196^ОС). Какое явление  лежит в основе этого процесса? Кванто-механическое явление – так называемый туннельный эффект.

Из лекции «Растворы»

1. В активно делящихся клетках содержание воды достигает 80-90 %?

2.Что такое «иммобильная вода»? В составе субклеточных структур связано значительное количество воды – иммобильной.

3.Какова роль воды в процессах взаимодействия белков? Взаимодействие между белковыми молекулами во моногом определяется их формой. Некоторые белки очень точно соответствуют друг другу и могут соединиться подобно деталям одного механизма. Через такое соединение белки могут легко обмениваться электронами, что обеспечивает протекание биохимических процессов. Но молекулы не всегда подходят друг к другу как ключ к замку, и тогда небольшие просветы, оставшиеся после соединения белков препятствуют прохождению электронов, заставляя идти их в обход, через точки соприкосновения молекул. Но если между молекулами белков присутствует хотя бы несколько молекул Н2О, эффективность движения электронов резко растёт.

4. Какое применение у воды в сверхкритическом состоянии? Сверхкритическая вода растворяет почти все органические соединения. При добавлении в неё кислорода вода становится мощнейшей окислительной средой: любые органические соединения за несколько минут превращаются в H2O и СО2. В настоящее время химики исследуют возможность перерабатывать таким способом бытовые отходы, прежде всего – пластиковую тару, например, бутылки из-под газированных напитков. Сжигание такой тары неприемлемо, ведь при этом возникают токсичные летучие вещества. В будущем намечено разработать установки для уничтожения запасов химического оружия с помощью сверхкритической воды.

5. Почему вода при нагревании от 0 до 4°C сжимается, вместо того чтобы расширяться ? При повышении температуры конкурируют между собой два явления: удлинение водородных связей между молекулами воды и деформация кластеров, приводящая к уменьшению их водородных связей. В диапазоне от 0 до 3,98С последнее явление доминирует над эффектом удлинения водородных связей, что в итоге даёт наблюдаемое сжатие воды.

6. Почему число гидратации иона водорода равно единице? Число молекул воды в первичной оболочке.

7. Каким прибором измеряют осмотическое давление? Осмометром

8. Что такое «осморецепторы»? Каково действие вазопрессина и альдостерона в поддержании изоосмии? Гормоны вазопрессин и альдостерон – основные гормоны, регулирующие водно-солевой обмен. Вазопрессин – нанопептид, синтезируется в гипоталамусе, где имеются специальные осморецепторы, реагирующие на повышение осмолярности тканевых жидкостей. При гиперосмолярности увеличивается секреция вазопрессина, ускоряющего реасорбцию воды через почки, что способствует возвращению воды в общий фонд тконевых жидкостей и осмолярность понижается. При нарушениях секреции вазопрессина развивается несахарный диабет, характеризующийся выделением больших объёмов мочи, до 10л в сутки и снижением её осмолярности.

Альдостерон – гормон стероидной природы, синтезируется в корковом веществе надпочечников, его действие заключается в увеличении реабсорбции ионов натрия в почках, задержке хлорида натрия в организме и увеличению осмолярности.