Катализатор

Катализатор – это вещество, которое изменяет скорость реакции, участвует в реакции на промежуточной стадии процесса, но в состав конечных продуктов не входит. Количество катализатора в процессе реакции не изменяется.

Виды катализа:

1) гомогенный – катализатор и реагирующие вещества находятся в одной фазе

2) гетерогенный – катализатор и реагирующие вещества находятся в разных фазах

3) автокатализ – если продукт реакции является катализатором.

Катализ может быть положительным (т.е. ускорение реакции) и отрицательным (замедление реакции). В последнем случае отрицательный катализатор называется ингибитором.

Механизм действия катализатора: Катализатор изменяет энергию активации процесса, т.е. больше частиц может вступить в реакцию, значит, скорость реакции будет больше.

Ферментативный катализ

Биохимические реакции ускоряются ферментами.

Особенности ферментов:

1) проявляют активность в определенных условиях (значение температуры, рН среды);

2) обладают высокой селективностью, т.е. избирательно ускоряют отдельные процессы;

3) проявляют высокую эффективность.

Во всех ферментативных реакциях субстрат S образует с молекулой фермента Е комплекс ES, который называют фермент-субстратным комплексом. Он может либо обратимо распадаться на исходные вещества, либо приводить к образованию продуктов реакции.

Механизм ферментативного катализа описывается схемой:

Зависимость скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата

Уравнение Михаэлиса-Ментен

v – скорость ферментативной реакции;

v_max – максимальная скорость реакции;

К_М – константа Михаэлиса, зависящая от природы реагентов;

[S] – концентрация субстрата.

Константа Михаэлиса численно равна концентрации субстрата, при которой скорость реакции равна половине максимальной.

Химическое равновесие.

По признаку обратимости химические реакции делят на обратимые и необратимые.

Реакции, протекающие до конца, то есть до полного превращения исходных веществ в конечные продукты, называются необратимыми.

Обратимые реакции, это реакции, которые одновременно протекают в противоположных направлениях.

Рассмотрим обратимую реакцию: aA + bB Û cC + dD в этом случае

это скорость прямой реакции

Х имическое равновесие – это состояние системы, при котором скорости прямой и обратной реакций равны.

Константа равновесия зависит от:

1) природы реагирующих веществ;

2) температуры.

Принцип Ле-Шателье.

Если на равновесную систему оказать внешнее воздействие (изменить температуру, давление или концентрацию), то равновесие сместится в сторону той реакции, которая противодействует этому воздействию.

Факторы, влияющие на равновесие.

1) Температура.

Для экзотермической реакции увеличение температуры смещает равновесие в сторону обратной реакции, а снижение температуры смещает равновесие в сторону прямой реакции.

Для эндотермической реакции увеличение температуры смещает равновесие в сторону прямой реакции, а снижение температуры смещает равновесие в сторону обратной реакции.

2) Концентрация.

При увеличении в системе концентрации реагентов, равновесие смещается в сторону прямой реакции (образования продуктов).

При увеличении концентрации продуктов равновесие смещается в сторону обратной реакции.

3) Давление.

При повышении давления в газовых системах равновесие смещается в сторону той реакции, где образуется меньше число молей газообразных веществ или в сторону меньшего объема системы.

Если объемы реагентов и продуктов равны, давление не оказывает влияния на равновесие.

4) Катализатор.

Катализатор не смещает равновесие, а лишь ускоряет процесс достижения равновесного состояния.

ПРИНЦИП АДАПТИВНЫХ ПЕРЕСТРОЕК

Если на живой организм воздействовать каким-либо внешним фактором, то организм изменится так, чтобы минимизировать это воздействие.

⇐ Предыдущая12