Термодинамика химического равновесия

Для протекания таких процессов необходимо либо повышение t, либо участие kat (фермента)

Совершение внешней работы, связанной со всеми перемещениями человека и его трудовой деятельностью

Нагревание вдыхаемого воздуха, потребляемой воды и пищи.

Совершение работы внутри организма, связанной с дыханием, кровообращением, перемещением метаболитов, секрецией соков и т.д.

3) покрытие потерь теплоты в окружающую среду при непосредственной радиации и испарении влаги с поверхности тела и с выдыхаемым воздухом и с продук­тами жизнедеятельности.

С пищей в организм поступает довольно сложные высокомолекулярные вещест­ва, совершащие многочисленные слабые химические связи (водородные, гидрофоб­ные и т. л.) и нереализованные запасы внутренней энергии. Такие вещества характеризуются небольшими значениями энтропии (DS) и высокими значениями энергии Гиббса (DG). В процессе усвоения пищи из относительно больших моле­кул углеродов, жиров, белков образуется низкомолекулярные молекулы СО2, Н2О, NH3 и т.п. с более простой структурой и более прочными химическими связями между атомами.

Процессы деструктурирования (диссилаляции) веществ, при которых из мень­шего числа частиц образуется большее число, сопровождается увеличением энт­ропии, DS>0. А так как в ходе таких превращений упрочняются химические связи и реализуется запасы внутренней энергии, то энергия Гиббса системы убывает, DG<0. Её значение у продуктов жизнедеятельности оказывается значи­тельно ниже, чем у исходных пищевых продуктов. Следовательно, процессы метаболизма, в целом, подчиняется законам, ТД. Недостатком термодинамических исследований, является отсутствие информации о скорости протекания процессов, Многие реакции протекающие с уменьшением энергии Гиббса (DS<0), тем не менее идут с медленной скоростью.

НАПРИМЕР, окисление глюкозы:

Состояние химического равновесия подчиняется закону действующих масс. В состоянии химического равновесия отношение произведения равновесных концентра­ций продуктов реакции к произведению равновесных концентраций исходных веществ есть величина постоянная при данной температуре и называется константой равновесия.

НАПРИМЕР, для обратимой реакции:

(для газообразных веществ вместо концентраций можно использовать их парциальное давление. Константа равновесия является количественной характе­ристикой смещения химического равновесия. Она может изменятся от 0 до ¥

Если К=0,то реакция не протекает, при К —> ¥ реакция идёт практически до конца.

Следовательно, при К> 1, равновесие реакции смещено в сторону прямой реакции, при К>1, в сторону обратной-образования исходных вецеств. Т.к. химические процессы сопровождается изменением числа частиц реагирующих веществ то направление процессов и состояние равновесия характеризуется изменением химического потенциала (Dm). Химический потенциал является коли­чественной характеристикой химического равновесия.

Химический потенциал связан с константой равновесия реакции уравнением изотермы:

-стандартный химический потенциал.

Если Кр=1, то Dm=0: система находится в состоянии равновесия.

Таким образом абсолютная величина Dm показывает насколько система уда­лена от состояния химического равновесия, а знак Dm - к сторону какой реакции смещено химическое равновесие.

Дата добавления: 2013-12-12