химический каталог




Биохимия. Химические реакции в живой клетке. Том 1

Автор Д.Мецлер

пищи как приблизительной меры работы, совершаемой в результате усвоения пищи организмом.

10. Стандартные состояния

Чтобы термодинамические данные можно было использовать при химических расчетах, необходимо какие-то состояния элементов или соединений принять за стандартные. Например, если мы говорим об изменении свободной энергии при превращении одного или нескольких чистых соединений в другие, необходимо указать, к какому состоянию относятся, эти данные (кристаллическому, жидкому, газообразному или состоянию в растворе) и при каком давлении они получены (особенно если в реакциях участвуют газообразные вещества). Стандартное давление — это обычно давление в 1 атм. Стандартным состояниям элементов отвечают чистые кристаллические, твердые или газообразные вещества, например С (графит), S (кристаллическая ромбическая), Р (кристаллический белый), N2, О2 и Н2 (газообразные). Необходимо также указать температуру. Приводимые значения термодинамических величин чаще всего соответствуют 25°С.

Обычно для химических реакций гораздо важнее знать не сами величины G или Н, а их изменение'—AG и АН. При составлении таблиц значений свободной энергии принято считать, что для всех элементов в стандартном состоянии G равно нулю. Тогда можно получить значения AG образования любого вещества путем соединения элементов в нужном соотношении (например, измерив АН при сгорании вещества и определив энтропию из измерений теплоемкости). Получаемую таким образом стандартную свободную энергию образования обозначают через AG?.

11. Суммирование изменений свободной энергии

Важной особенностью термодинамических расчетов является то, что AG для совокупности нескольких химических реакций попросту равно сумме значений AG для отдельных реакций [см. уравнения (3-16) — (3-19)]. То же относится к АН и AS.

СН3СООН (ж) * 2С + 2Н2 + Оа (3-16)

—AGj для уксусной кислоты = -f-396,4 кДж-моль-1

202+2С >- 2С02 (3-17)

2AG°S для С02 = —788,8 кДж-моль"1

02+2Н2 >-2Н20 (3-18)

2AG] для Н20 =—474,4 кДж-моль-1

СН3СООН (ж) + 20а * 2С02 + 2Н20 (ж) (3-19)

AG0 сгорания уксусной кислоты =—866,8 кДж-моль-1

В этом примере уравнение (3-16) разложения уксусной кислоты на элементы суммируется с уравнениями (3-17) и (3-18), описывающими образование нужного числа молекул С02 и Н20. Суммирование этих трех уравнений дает уравнение сгорания уксусной кислоты с образованием С02 и воды, а сумма значений AG для каждого из трех уравнений дает AG сгорания уксусной кислоты. Заметим, что полученное в результате значение AG соответствует сгоранию чистой жидкой уксусной кислоты в кислороде при давлении в 1 атм, а в качестве продуктов образуются С02 при давлении в 1 атм и чистая жидкая вода — и реагенты, и продукты находятся в стандартном состоянии.

Описанную выше процедуру можно представить уравнением (3-20) — общим уравнением, позволяющим рассчитать AG0 любой реакции, зная AG продуктов и реагентов:

AG0 = 2 AG? (продуктов) — 2 AG* (Реагентов) ? (3"2°)

Как меняется приращение свободной энергии при переходе соединения от стандартного к какому-либо другому состоянию? Рассмотрим случай, когда меняется давление газа. Легко показать (см. любой учебник термодинамики), что

(dG/dP)T=V. (3-21)

Используя уравнение (3-21) совместно с уравнением состояния идеального газа, получим соотношение между свободной энергией G 1 моля

вещества1 при давлении Р и стандартной свободной энергией G0 при давлении Р°:

G—G°=RT In -^-==ет In P. (3-22)

Поскольку Р° по определению равно 1 атм, изменение свободной энергии 1 моля вещества при изменении давления от Р° до Р просто равно RTlnP. Обычно в термодинамике вывод наиболее важных термодинамических уравнений иллюстрируется на примере идеальных газов, однако применительно к биохимическим системам более близким примером являются растворы.

12. Реакции в растворе

1 Черточка иад символами G или AG всегда указывает, что свободная энергия или ее изменение относятся к 1 молю вещества.

Биохимиков обычно интересуют свойства соединений в достаточно разбавленных водных растворах (например, в цитоплазме), хотя в отдельных случаях приходится иметь дело и с неводными растворами. В каждом из этих случаев необходимо определить, что такое стандартное состояние растворенного вещества. За стандартное состояние вещества в водном растворе обычно принимается его состояние в гипотетическом моляльном растворе (1 моль растворенного вещества на 1 кг воды), свойства которого идентичны свойствам растворенного вещества при бесконечном разбавлении. В этом случае можно написать уравнение, аналогичное уравнению (3-22), которое выражает свободную энергию 1 моля растворенного вещества, Gi, через свободную энергию G°i в гипотетическом стандартном состоянии с единичной активностью и через активность растворенного вещества1:

(Гг=*(%+ЯТ\пщ. (3-23)

В уравнение (3-23) и в уравнения, которые из него следуют, входят моляльные активности. Однако для очень разбавленных растворов, когда свойства растворенных молекул очень близки к свойствам их в гипотетическо

страница 88
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176

Скачать книгу "Биохимия. Химические реакции в живой клетке. Том 1" (5.5Mb)


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

 

 

Реклама
звери 2017 концерт
шкаф под сумки
как установить петли ввертные оконные
аудиосистема для дома hi end

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
(19.10.2017)