И химического равновесия

ОСНОВЫ КИНЕТИКИ БИОХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

После изучения этой главы вы должны:

- знать следующие величины, характеризующие химическую реакцию: константа скорости, порядок по реагенту, температурный коэффициент, энергия активации;

- усвоить понятия: катализатор, ингибитор;

- знать особенности протекания различных типов реакций: простых, сложных, гомогенных, гетерогенных, последовательных, параллельных, последовательно-параллельных, циклических, цепных, необратимых и обратимых, ферментативных, сопряженных, колебательных;

- описание протекания во времени химических и биохимических реакций с помощью кинетических уравнений, ферментативных реакций - с помощью уравнения Михаэлиса - Ментен;

- описание положения равновесия обратимых реакций посредством константы химического равновесия и взаимосвязь константы равновесия с изменением энергии Гиббса для этих реакций;

- принцип Ле Шателье для химических равновесий и принцип адаптивных перестроек для живых организмов.

Химические и биохимические реакции - это химическая форма движения материи, которая проявляется в превращении одних веществ в другие. Термодинамика предсказывает только возможность этих превращений с позиции их энергетики. В то же время необходимо знать, как это происходит и как быстро протекают эти превращения, т. е. механизм и скорость химических реакций. В живых системах химические процессы совершаются с различной скоростью. Так, процесс передачи нервного импульса совершается в сотые доли секунды, процессы усвоения пищи требуют нескольких часов, а процессы старения могут длиться десятилетия.

Раздел химии, изучающий механизмы химических реакций и скорости их протекания, называется химической кинетикой.

Для понимания законов, определяющих протекание химических и биохимических реакций, необходимо рассматривать их с позиций как термодинамики, так и химической кинетики. Если термодинамика позволяет узнать, насколько полно осуществится превращение исходных реагентов в продукты реакции, то химическая кинетика ответит на вопросы: как быстро совершается химическая реакция и каков ее механизм, т. е. путь реакции? Еще великий Галилей сказал прекрасные слова: " Кто не знаком с законами движения, тот не может познать природы".

Сбалансированность скоростей множества химических реакций позволяет живым системам регулировать метаболизм к поддерживать состояние гомеостаза. Нарушение сбалансированности скоростей отдельных процессов вызывает различные патологические изменения. Методы химической кинетики широко используются в биологии, физиологии, фармакологии, медицине и экологии.