89663

КИНЕТИКА ПРОЦЕССОВ, ИДУЩИХ С ПРЕОДОЛЕНИЕМ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО БАРЬЕРА

Доклад

Биология и генетика

Примером процессов, идущих с преодолением потенциального барьера (ПБ), служат химические и биохимические реакции. Практически все они проходят стадию промежуточного состояния с повышенной энергией. В химии такое состояние называют активированным комплексом.

Русский

2015-05-13

70.9 KB

1 чел.

КИНЕТИКА ПРОЦЕССОВ, ИДУЩИХ С ПРЕОДОЛЕНИЕМ

ПОТЕНЦИАЛЬНОГО БАРЬЕРА

Многие реальные процессы в биологической системе идут с преодолением потенциального барьера. Это означает, что начальное и конечное состояние системы разделены некоторым промежуточным состоянием, которое обладает большой энергией.

Чтобы процесс осуществлялся, система в начале должна получить дополнительно энергию для преодоления потенциального барьера. Величина этой энергии называется высотой потенциального барьера или энергией активации процесса.

Примером процессов, идущих с преодолением потенциального барьера (ПБ), служат химические и биохимические реакции. Практически все они проходят стадию промежуточного состояния с повышенной энергией. В химии такое состояние называют активированным комплексом.

В реальных телах различные частицы (молекулы, ионы и т. д.) имеют разную энергию. Поэтому в каждом конкретном случае одни частицы способны преодолевать ПБ, а другие - нет. В этой связи скорость процессов, в которых участвуют молекулы данного вещества, будет определяться только числом молекул, которые способны преодолевать ПБ. Такие частицы (молекулы) называются активными. Концентрацию активных частиц можно рассчитать по формуле Больцмана:

 - число активированных частиц;

  - общее число частиц;

  - энергия активации для одного моля вещества.

  - энергия активации для 1 частицы;

- постоянная Больцмана.

,

- число Авогадро.

Анализ уравнений Больцмана показывает, что скорость процессов, идущих с преодолением потенциального барьера (ПБ) экспоненциально зависит от температуры. Таким образом, зависят скорости испарения, диффузии, химической реакции и т. д. от температуры. Это имеет важное значение для жизнедеятельности. В этой связи, температурный гомеостазис организма гомойотерных животных является необходимым условием стабильной жизнедеятельности. В противном случае, даже при небольшом отклонении температуры тела от нормы, скорости различных жизненных процессов изменились бы значительно, причем, в неодинаковой степени вследствие различия их энергии активации. Это неизбежно привело бы к нарушению основных функций организма.

Скорость многих химических реакций также определяется энтропией активации. Например, при столкновении двух сложных молекул, которые в принципе взаимодействуют между собой, реакция фактически происходит не всегда. Дело в том, что молекулы взаимодействуют не целиком, а определенными функциональными группами. В этом случае можно сказать, что скорость реакции будет пропорциональна как числу активных частиц, так и вероятности удачных столкновений.

Понятие вероятности в молекулярном движении связано с понятием энтропии:

- энтропия активации процесса, следовательно, выражение для скорости процесса примет вид:

Скорость реакции можно значительно повысить, если каким-то образом увеличить вероятность удачных столкновений. Для этого необходимо направить навстречу друг другу соответствующие функциональные группы. Именно так действуют ферменты. Ферменты - это биологические катализаторы. Роль ферментов состоит в резком ускорении биохимических реакций. В действии ферментов выделяют два механизма:

одни ферменты в основном снижают энергию активации (); другие увеличивают энтропию активации .


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

10772. Создание и редактирование таблиц в документах 424.5 KB
  Лабораторная работа №6 Создание и редактирование таблиц в документах Цель: Освоить приемы создания и обработки таблиц в Microsoft Word. Рекомендации к выполнению Абзацные отступы и символы табуляции не всегда позволяют сделать необходимую разметку документа. Для сост
10773. Представление графических объектов в MS Word 387.5 KB
  Лабораторная работа №7 Представление графических объектов в MS Word Цель: Освоить возможности вставки и редактирования графических объектов в Microsoft Word Рекомендации к выполнению Работа с графикой в процессоре Microsoft Word может строиться по направлениям: Вставка объект...
10774. Ввод и редактирование формул в MS Word 301.5 KB
  Лабораторная работа №8 Ввод и редактирование формул в MS Word Цель: Освоить принципы работы по созданию и редактированию формул в Microsoft Word Рекомендации к выполнению Варианты запуска редактора формул: Первый вариант запуска команда: Вставка / Объект / Microsoft Equation 3.0 и
10775. Оформление научных документов (рефератов, курсовых, дипломных работ) 320.5 KB
  Лабораторная работа №9 Оформление научных документов рефератов курсовых дипломных работ Цель: Освоить правила создания оглавлений сносок ссылок на литературу подписей рисунков и таблиц для оформления научных работ в Microsoft Word. Рекомендации к выполнению Пользов
10776. Шаблоны и стили оформления в MS Word 296.5 KB
  Лабораторная работа №10 Шаблоны и стили оформления в MS Word Цель: Иметь представление о шаблонах и стилях в оформлении документов научиться создавать свои шаблоны Microsoft Word. Рекомендации к выполнению Деловые документы отчеты письма приглашения бланки и пр. часто име...
10777. Библиотекарь отдела обслуживания: профессиональные требования 287 KB
  Разработке теоретических, методических и практических проблем библиотечного обслуживания уделялось внимание на всех этапах развития отечественного библиотековедения. Большой интерес представляют современные концепции библиотечного обслуживания
10778. Теоретическое исследование влияния режимов сварки на распределение температур в свариваемом изделии 300.5 KB
  Цель работы: Приобрести навыки теоретического исследования с использованием персонального ЭВМ влияние режимов сварки на распределение температур в свариваемом изделии. Оборудование: Персональная ЭВМ. Исходные данные: Материал ...
10779. Исследование влияния режимов сварки плавлением на температурное поле 628.5 KB
  Исследование влияния режимов сварки плавлением на температурное поле индекс Т1 по дисциплине Теория сварочных процессов Цель работы: приобрести навыки исследования влияния режимов сварки на распределения температур в свариваемом изделии с использованием перс
10780. Исследование температурного поля при сварке разнородных металлов с использованием метода электромоделирования 6.15 MB
  Отчет по лабораторной работе №3 Исследование температурного поля при сварке разнородных металлов с использованием метода электромоделирования по дисциплине Теория сварочных процессов Цель работы: понять физический механизм лежащий в основе особенносте...