химический каталог




Биоорганическая химия ферментативного катализа

Автор М.Бендер, Р.Бергерон, М.Комияма

науки. В настоящее время интенсивность исследований в области катализа необычайно высока, и можно не сомневаться, что в ближайшем будущем его закономерности будут раскрыты еще более полно. Очевидно, не вызовет возражений и то утверждение, что успехи в изучении катализа будут находить все более широкое использование при решении других проблем химии.

Более ста лет назад Берцелиус указывал на существование некой «каталитической силы» [1], однако лишь в 1900 г. представление о катализе ионами гидроксония и гидроксида было поставлено на прочную теоретическую и экспериментальную основу [2, 3]. В 20—30-х годах нашего столетия благодаря появлению новых взглядов на природу кислот и оснований была создана теория общего кислотно-основного катализа [4]. В течение последнего десятилетия все более пристальное внимание исследователей привлекают биологические катализаторы химических реакций — ферменты [5]. Одновременно сформировались новые представления о катализе полифункциональными органическими молекулами и комплексами ионов металлов.

Основное внимание в этой книге уделяется механизмам гомогенных каталитических реакций в растворе, однако дается также и краткое изложение основ гетерогенного катализа. В круг рассматриваемых проблем входит, например, определение движущих сил и путей протекания каталитических реакций. Кроме того, разработана система принципов, позволяющих объяснить механизмы всех рассматриваемых реакций, знание которой облегчит студенту изучение ферментативного катализа.

1.1. Определения

В 1835 г. Берцелиус впервые использовал термин «катализатор» для обозначения «веществ, [которые] способны пробудить сродство, дремлющее при [данной] температуре, одним лишь своим присутствием, а не в силу своего собственного сродства» [1]. Он не мог определить природу «каталитической силы» и удовлетворился указанием на то, что она представляет собой особое проявление обычных электрохимических свойств вещества. В 1895 г. Оствальд /[2] определил катализаторы как «вещества, изменяющие скорость реакции, но не влияющие на ее энергетические характеристики». Позднее он дал еще одно определение, в котором указание на кинетический аспект каталитического процесса прозвучало в более явном виде: «Катализатор есть вещество, которое изменяет скорость химической реакции, но не входит в состав конечного продукта реакции»

13].

В каждом из этих качественных определений катализ связывается с такими понятиями, как скорость и стехиометрия, которые поддаются количественной оценке [6, 7]. Действительно, эти две очень важные характеристики химического превращения можно выразить математически. Простая пекатали-зируемая реакция протекает в соответствии с уравнением

А >? продукты 0-0

Скорость некатализируемой реакции Кн определяется соотношением

где А — реагирующее вещество, [А]—его концентрация, i — время, k — константа скорости реакции. Согласно приведенным выше определениям катализа, при протекании той же самой реакции в присутствии катализатора С последний входит как в правую, так и левую части уравнения реакции

исходные вещества ~\- С >? продукты -f- С (1-3)

Кроме того, поскольку катализатор увеличивает скорость реакции, выражение для скорости катализируемой реакции VKar должно включать концентрацию катализатора:

^ат = ^Г^ = ^ат[А][С] (1.4)

где &кат — константа скорости катализируемой реакции*. Поскольку, согласно определению, катализатор не расходуется в реакции ([С] постоянна), для описания каталитического процесса можно ввести новую константу, в которую входят константа &кат и концентрация катализатора. На основании этих более количественных выражений, описывающих влияние катализатора на химическое превращение, можно сформулировать и более количественное определение катализатора: «Катализатором реакции (протекающей в гомогенной системе) называется вещество, концентрация которого входит в выражение для скорости в степени, превышающей стехиометрический коэффициент для этого вещества в уравнении реакции» [4].

Катализатор можно определить иначе как вещество, увеличивающее скорость приближения системы к любому состоянию, которое кинетически и термодинамически доступно в отсутствие данного вещества. В связи с этим возникает вопрос, может ли катализатор оказывать влияние на общее изменение свободной энергии, характеризующее процесс превращения исходных веществ в продукты реакции. Ответ на этот вопрос является отрицательным. Однако такое определение катализа было бы чересчур прямолинейным. Вообще говоря, внесение конечного количества катализатора приведет к изменению свободной энергии на конечную величину. Поэтому правильнее было бы сказать, что в присутствии катализатора приращение стандартной свободной энергии реакции может измениться лишь на незначительную долю своей первоначальной величины [8],

Согласно уравнению (1.3), катализатор может быть эффективным и в том случае, когда его концентрация намного ниже концентрации исходных веществ (реагентов). Это свойство является следствием того факта, что катализатор не рас

страница 3
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127

Скачать книгу "Биоорганическая химия ферментативного катализа" (2.87Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
как правильно наклеить наклейки на пожарный щит
апартаменты в роза хутор цена
ноутбук Lenovo ThinkPad
детская кровать длина 140 см

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(18.12.2017)