Оглавление

Введение ……………………………………………………………………. Раздел 1. Тепловые эффекты химических реакций. Термодинамические характеристики химических и биохимических процессов………………….. Ситуационные задачи с алгоритмами их решений, эталонами ответов и с комментариями…………………………………………………………… Ситуационные задачи для закрепления материала……………………… Контрольные вопросы …………………………………………………….. Лабораторная работа. Определение стандартной теплоты (энтальпии) реакции нейтрализации ……………………………………... Тесты текущего уровня…………………………………………………….. Раздел 2. Кинетика химических и биохимических реакций. Химическое равновесие………………………………………………………………………. 2.1.Ситуационные задачи с алгоритмами их решений, эталонами ответов и с комментариями…………………………………………………………… Ситуационные задачи для закрепления материала ……………………... .Контрольные вопросы ……………………………………………………. Лабораторная работа. Зависимость скорости химической реакции от концентрации……………………………………………………………….. Тесты текущего уровня…………………………………………………….. Приложения ……………………………………………………………… Список литературы ……..………………………….………………...

4 5 6 9 11 11 13 17 18 21 23 23 25 28 35

Введение

Как невозможно научиться читать и писать, не зная алфавита, так и трудно себе представить современного специалиста в области естественных наук без знаний основополагающих законов материального мира. Так, в частности, изучение биохимических основ различных метаболических процессов невозможно без усвоения определенных знаний классической термодинамики, предсказательная ценность которой возрастает с увеличением объема изучаемой совокупности метаболитов. Именно поэтому в учебном пособии дается подробная информация о термодинамических принципах на примерах химических и биохимических процессов, рассматриваются варианты решения задач биомедицинского характера. Приобретение навыков в решении типичных задач значительно облегчает усвоение материала и помогает проводить анализ экспериментальных данных.

Определение состояния энергетического обмена в открытых системах представляет собой достаточно сложную задачу, тем не менее, в настоящее время сформулированы общие принципы применения термодинамики к неравновесным открытым системам в стационарном состоянии. Главные принципы биоэнергетики позволяют объяснить, почему протекают одни реакции и не осуществляются другие. Как известно, многие метаболические процессы регулируются энергетическим статусом клетки, ее энергетическим зарядом и потенциалом фосфорилирования. Поэтому стратегия метаболизма заключается в генерировании АТФ, восстановительной способности (НАДФН и НАДН) и различных предшественников для биосинтетических процессов.

Поскольку живые организмы получают энергию в результате окислительно-восстановительных реакций, то особое значение приобретает рассмотрение и изучение количественных отношений, связывающих эти реакции и изменения энергии (константа равновесия, свободная энергия реакции и др.). Химические реакции можно исследовать либо путем анализа поведения участвующих в них молекул, т.е. методами химической кинетики, либо путем рассмотрения процесса переноса энергии, который сопровождает реакцию, т.е. методами химической термодинамики. В учебном пособии дается не только информация о кинетике химических и биохимических реакций, но и предлагается осуществить соответствующие лабораторные работы. Определение скоростей или исследование кинетики химических и ферментативных реакций является мощным методом изучения механизмов этих процессов и получения важной информации, как в теоретическом, так и в практическом плане.

Овладение основами химической термодинамики и кинетики является необходимой предпосылкой для успешного изучения химических основ жизнедеятельности. Пособие поможет студентам глубже усвоить основополагающие разделы химии и будет полезным при изучении биохимии и фармакологии.