06 (1123222)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Лекция 6• Физический смысл электрохимического потенциала заключается в том, что его изменение равно работе, которую необходимо затратить, чтобы: • а) синтезировать 1 моль вещества (состояние 2) из исходных веществ (состояние 1) и поместить его в растворитель (слагаемое μ02 − μ01). • б) изменить концентрацию раствора с С1 до С2 (слагаемое RTln (C2/C1).• в) преодолеть силы электрического отталкивания, возникающие при наличии разности потенциалов (φ2‐φ1) между растворами (слагаемое zF (φ2‐φ1)), • где z – заряд иона, F – число Фарадея 9,65*104 Дж*К‐1• Соотношение взаимности Онзагера одна из основных теорем термодинамики неравновесных процессов, которое было установлено в 1931 г. Онзагером. В термодинамических системах, в которых имеются градиенты температуры, концентраций компонентов, химических потенциалов, возникают необратимые процессы, связанные с теплопроводностью, диффузией, протеканием химических реакций. Эти процессы характеризуются тепловыми и диффузионными потоками, скоростями химических реакций и т.д. Они называются общим термином «потоки», а вызывающие их причины (отклонения термодинамических параметров от равновесных значений) ‐термодинамическими силами. Связь между потоками и силами, если термодинамические силы малы, записывают в виде линейных уравнений (закон Ома, закон Фика и др.). • В случае взаимодействия потоков при перекрестных процессах, уравнения взаимности Онсагера, устанавливают связь между кинетическими коэффициентами. Ниже приведены уравнения Онсагера для двух потоков (J1и J2) и сил (Х1 и Х2): • J1 = L11 Х1 + L12 Х2 • J2 = L22 Х2 + L21 Х1 • L12 = L21• Биологическое значение сопряжения потоков. Коэффициент сопряжения • Энергетический обмен у живых организмов организован таким образом, что они могут обходить энтропийный термодинамический критерий и в них протекают не только возможные, но и невозможные с термодинамической точки зрения реакции. • Два условия необходимы для осуществления энергетического сопряжения: • 1) Свободная энергия, даваемая термодинамически возможной реакцией, должна превышать энергию, потребляемую реакцией термодинамически невозможной, то есть должен быть некоторый избыток энергии с учетом вероятных потерь при ее передаче • 2) Обе сопрягаемые реакции должны иметь общий компонент. Такими компонентами в биологических системах могут быть, например, электрохимический градиент протонов. • В биологических системах сопряжены множество процессов: перенос растворимых веществ и воды, сопряжены многие биохимические процессы. Примером сопряженных биохимических реакций может служить фосфорилирование глюкозы на первой стадии гликолиза. • Схема сопряжения химических реакций.•••••••••Пример фосфорилирование глюкозы при гликолизе по схеме: глюкоза + Ф → глюкозо‐6‐фосфат + Н2О ΔG = 13 кДж/моль Этот процесс не может идти самопроизвольно, он протекают за счет сопряжения с другой химической реакцией, изменение свободной энергии которой отрицательно, например с реакцией гидролиза АТФ по уравнению: АТФ + Н2O → АТФ + Ф ΔG = –36 кДж/моль Объединение первой и второй реакции дает: АТФ + глюкоза → АДФ + глюкозо‐6‐фосфат Складывая изменения свободной энергии реакций при их совместном протекании, получаем для фосфорилирования глюкозы с участием АТФ: ΔG = –36 кДж/моль + 13 кДж/моль = –23 кДж/моль. • Окислительно‐восстановительный потенциал(редокс‐потенциал) — мера способности химического вещества присоединять электроны (восстанавливаться). Окислительно‐восстановительный потенциал • Ео выражают в мВ. • Связь ΔG с Ео• ΔG = ‐ nFΔЕоПеренос электронов на фотосинтетической мембранеЯчейки БенараДиссипативные структуры• Диссипативная структура это устойчивое состояние, возникающее в неравновесной среде при условии диссипации (рассеивания) энергии, которая поступает извне. Диссипативная система характеризуется спонтанным появлением сложной, зачастую хаотичной структуры. ••Реакция Белоусова ‐ ЖаботинскогоДемон МаксвеллаИНФОРМАЦИЯ И ЭНТРОПИЯ•••••••Информация I = ‐ log2Р В качестве единицы информации I принимают количество информации в достоверном сообщении о событии, априорная вероятность которого равна 1/2.Энтропия S = k ln w где k —постоянная Больцмана (k = 1.38*10‐23 ) [Дж*К‐1] или 8,617 ×10−5эВ∙К‐1«Информационное решение парадокса демона Максвелла» заключается в том, что информацию нельзя получать бесплатно.Связь между информацией (I) и микросостоянием системы (W) выражается в формуле: •I = log2W• Энтропия системы в данном макросостоянии, есть количество информации, недостающее до ее полного описания.

S (э.е) = 2,3 * 10‐24 I бит•Энтропия измеряется в кал/(моль∙ К) (энтропийная единица – э. е.) и дж/(моль∙К). При расчётах обычно применяют значения Энтропия в стандартном состоянии, чаще всего при 298,15 К (25 °С), т. е. S0298; таковы приводимые ниже в статье значения ЭнтропияЭнтропия увеличивается при переходе вещества в состояние с большей энергией. D S сублимации > DS парообразования >> DS плавления >DS полиморфного превращения. Например, Энтропия воды в кристаллическомсостоянии равна 11,5, в жидком ‐ 16,75, в газообразном ‐ 45,11 э. е.Чем выше твёрдость вещества, тем меньше его Энтропия; так, Энтропияалмаза (0,57 э. е.) вдвое меньше Энтропия графита (1,37 э. е.). Карбиды, бориды и другие очень твёрдые вещества характеризуются небольшой ЭнтропияУпорядоченность построения многоклеточного организма•Тело человека содержит примерно 1013 клеток. Допустим, что среди них нет ни одной пары одинаковых и что ни одну пару нельзя поменять местами без нарушения функционирования организма. Это значит, что относительное расположение клеток в теле человека однозначно.••I = log2(1013) = 1013log21013 = 4 • 1014 битпонижение энтропии строения организма человека из клеток δS = 2,3 • 10‐24• 4 • 1014 = 10‐9 эе (соответствуют энергии испарения 10‐9 г воды)•••Для создания единственной аминокислотной последовательности белков организма человека необходимо 1026 бит. Для ДНК необходимо 4,3 • 1023 бит. Упорядоченность этих веществ изменяют энтропию на 300 эе, что соответствует испарению 170 г воды. • Ценность биологической информации определяется возможностью ее запоминания, хранения, переработки и дальнейшей передачи для использования в жизнедеятельности организма.Физические принципы построения биологических молекул.Энергия ионных взаимодействий • Взаимодействие ионов одного знака повышает энергию системы, а разных – снижает ее.• E = q+ q− / (4π r ε),• где q+ и q− ‐ заряды взаимодействующих ионов, r ‐расстояние между ними, ε ‐ диэлектрическая проницаемость среды.• Диэлектрическая проницаемость ε для воды около 80, а для белка – 2‐4, два протона на расстоянии 3 Ǻ, • в воде энергия взаимодействия 6,3 кДж/моль, • в белке – около 40 кДж/моль. Ван‐дер‐ваальсовы силы.•••••••••Для взаимодействия двух диполей энергия притяжения между ними выражается соотношением:EК = −2 μ1 μ2 / 4π ε0 r3,где μ1 и μ2 ‐ дипольные моменты взаимодействующих диполей, r ‐расстояние между ними.Энергия притяжения между постоянным и наведенным диполем:EД = −2 μнав2 γ / r6,где μнав ‐ момент наведенного диполя, γ‐поляризуемость.Дисперсионных взаимодействий является результатом появления линейных диполей, возникающих в результате движения электронов в молекулах. В основе дисперсионных взаимодействий лежит принцип неопределенности Гейзенберга: Энергия дисперсионных взаимодействий также обратно пропорциональна r6. Принципиальная структура катратовКлатрат метанаЭнергия внутреннего вращенияУровни структуры белков: 1 — первичная, 2 — вторичная, 3 — третичная, 4 — четвертичная.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций