N Ферментативный катализ

N Они обладают высокой специфичностью, их активаторами являются микроэлементы

n Аутокатализ — катализ, при котором катализатором является один из продуктов реакции, например:

n 2KMnO 4 + 5H 2 C 2 O 4 + 3H 2 SO 4 = 2MnSO 4 + 10CO 2 + K 2 SO 4 + 8H 2 O

n Катализатором служат образующиеся ионы Mn 2+.

n Катализ в скрытой форме.:

n ---- Вода, даже в виде следов, оказывается активным катализатором. Например, при её отсутствии хлор не реагирует с металлами, фтористоводородная кислота не разъедает стекло и т.д.

n ------Каталитическое влияние в скрытой форме оказывают стенки сосуда:

n реакция Н 2 с О 2 в стеклянном сосуде идёт при температуре 450˚, а в платиновом — при обычной.

n ферменты — биологические катализаторы

n. У ферментов имеется ряд уникальных свойств:

n 1. Это самые эффективные катализаторы, их активность в 10 6 –10 9 раз превышает активность небиологических катализаторов.

n 2. Ферменты очень специфичны.

n 3. Способны переходить от состояния с низкой активностью к состоянию с высокой активностью.

n 4. В процессе протекания каталитической реакции может происходить постепенная инактивация фермента.

n 5. Ферменты более чувствительны к изменению внешних условий [температуры, рН среды, присутствию ингибиторов и активаторов].

• Ингибирование ферментов.

• Ингибиторами ферментов являются: антибиотики, антивирусные средства, противоопухолевые средства, инсектициды, гербициды.

• Ингибирование конкурентное: ингибитор и субстрат имеют сходные структуры и ингибитор связывает фермент. Ингибитор связывается обратимо. Пример: сульфаниламидные препараты имеют сходство с пара -аминобензойной кислотой, необходимой для синтеза нуклеиновых кислот микроорганизмов. Нужно повысить концентрацию субстрата, чтобы вытеснить ингибитор.

• Ингибирование неконкурентное: ингибитор, субстрат и фермент образуют тройной комплекс. Повышение концентрации субстрата не помогает.

• Существует и необратимое ингибирование, когда ингибиторы ковалентно связываются с ферментом [ионы ртути, свинца, мышьяка, пенициллин].

• Активаторами ферментов являются ионы калия, натрия, хлора и др

• По характеру промежуточного взаимодействия катализ различают:

• 1. Кислотно-основной.

• 2. Окислительно-восстановительный.

• 3. Металлокомплексный.

• Кислотно-основной катализ [Оствальд, Аррениус].

• При кислотно-основном катализе катализаторами являются ионы Н + [Н 3 О + ] и ОН –.

• При гетерогенном кислотно-основном катализе катализаторами могут быть нерастворимые кислоты и основания, реакции: этерификации спиртов, гидролиз сложных эфиров [ускоряется кислотами], гидролиз крахмала и др.

• Окислительно-восстановительный катализ — промежуточное взаимодействие связано с переходами электронов между катализатором и реагирующим веществом. Например:

• 2SO 2 + O 2 = 2SO 3 NO — катализатор

• О 2 + 2NO = 2NO 2 2NO 2 + 2SO 2 = 2SO 3 + 2NO

• Кинетика сложных реакций.

• Сложные реакции подразделяются на параллельные, последовательные, сопряжённые и цепные.

• А. Параллельные реакции — связанная система реакций, имеющих одни и те же исходные реагенты, но различные продукты реакции. Скорость системы параллельных реакций равна сумме скоростей отдельных реакций:

• v1 4KCl + 6O2

• 4KClO3 vобщ = v1 + v2

• v2 3KClO4 + KCl

• Б. Последовательные реакции — связанная система реакций, в которой продукты предыдущих стадий расходуются в последующих реакциях.

• Скорость реакции= скорости самой медленной (лимитирующей) стадии.

• 2NO + O2 = N2O4

• v1

• 1/ 2NO ↔ [NO]2

• v2

• 2/ [NO]2 + O2 ↔ N2O4

• В. Сопряжённые реакции — реакции, каждая из которых происходит только при условии протекания другой реакции, причем обе реакции имеют общий промежуточный продукт

• 1/ 6FeO + 2H2CrO4 = 3Fe2O3[катализатор!] + Cr2O3 + 2H2O

• 2/ 6HI + 2H2CrO4 = 3I2 + Cr2O3 + 5H2O

• Г. Цепные реакции — связанная система сложных реакций, протекающих последовательно, параллельно и сопряжённо с участием свободных радикалов [горение, взрывы, фотохимические реакции].

• Основные стадии реакции:

• а/ зарождение цепи;

• б/ разветвление цепи;

• в/ продолжение цепи;

• г/ обрыв цепи.

• Цепные реакции можно подразделить на неразветвлённые и разветвлённые. неразветвлённая реакция:

• Cl 2 + hν = Cl• + Cl•

• H 2 + Cl• = HCl + H•

• H• + Cl 2 = HCl + Cl•

• К разветвленным реакциям - полимеризации, крекинг, сгорание топлива в двигателях, окисление и др., например, ядерные цепные реакции

n фотохимические реакции — реакции, происходящие под действием лучей света [видимых, инфракрасных, ультрафиолетовых].

n Эффективность фотохимической реакции определяется так называемым квантовым выходом γ:

n γ = число молекул продукта реакции

n Фотохимические реакции бывают различных типов: а/ синтез вещества [фотосинтез] и б/ разложение веществ под действием света [фотолиз:

n hν

n 2HCl → H 2 + Cl 2

n Фотосинтез, происходящий в растениях — сложный окислительно-восстановительный процесс, сочетающий фотохимические реакции с ферментативными.

n |

n CO2 + 2H2O → [H—C—OH]n + O2

Cl2 + hν = Cl• + Cl•

H2 + Cl• = HCl + H•

H• + Cl2 = HCl + Cl•

Буферные системы плазмы крови:Л№7

Относительный вклад %

Дата добавления: 2013-12-12