Методическая разработка

для проведения занятия со студентами

I курса медико-диагностического факультета в I семестре

по общей и биоорганической химии

Тема № 9:Основы химической кинетики. Катализ.

Понятие о ферментативных реакциях

Время: 2,5 часа

1. УЧЕБНЫЕ И ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ ЦЕЛИ:

Познакомить студентов с теоретическими основами протекания химических процессов; научить прогнозировать влияние различных факторов на изменение скорости реакции и смещение равновесия, и уметь объяснять механизм их действия.

МОТИВАЦИЯ ДЛЯ УСВОЕНИЯ ТЕМЫ:

Химическая кинетика изучает закономерности протекания реакций во времени и их механизмах. Это наиболее фундаментальная наука о химических реакциях. Она имеет существенное значение для биологии и медицины, так как изучение механизмов реакций позволяет глубоко познать многие биологические процессы, установить влияние на их протекание различных факторов, среди которых особенно важную роль играют биологические катализаторы, называемые ферментами. Химическая кинетика используется для выяснения механизмов действия лекарственных средств и разложение их молекул в тканях живых организмов (раздел фармакологии), имеющий большое значение для медицинской науки и практики.

ТРЕБОВАНИЯ К ИСХОДНОМУ УРОВНЮ ЗНАНИЙ:

а) понятие о скорости химических реакций;

б) влияние температуры на скорость химических реакций. Правило Вант-Гоффа;

в) понятие о катализе и катализаторах.

В результате проведения занятия студент должен:

1) знать:

• Общие вопросы кинетики химических реакций;

• Основные факторы, влияющие на скорость химических реакций;

• кинетическая классификация химических реакций;

• кинетические уравнения простых и сложных реакций;

• влияние температуры на скорость химических реакций;

• понятие о катализе и катализаторах;

• кинетическое описание ферментативных реакций.

2) уметь:

• объяснять механизм действия различных факторов, влияющих на скорость химической реакции;

• определять молекулярность и порядок химических реакций;

• составлять кинетические уравнения простых реакций;

• рассчитывать константы скорости химических реакций нулевого, первого и второго порядков;

• рассчитывать изменение скорости химических реакций при изменении температуры;

• рассчитывать энергию активации химических реакций по кинетическим данным.

2. СВЯЗЬ СО СМЕЖНЫМИ ДИСЦИПЛИНАМИ:

Знания о скоростях и механизмах протекания химических и биохимических реакций потребуются студентам при изучении биохимии, медицинской физики, общей и клинической фармакологии (выполнение фармакокинетических исследований).

3. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ:

3.1 Предмет химической кинетики. Химическая кинетика как основа для изучения скорости и механизма биохимических процессов.

3.2 Скорость химической реакции по веществу для гомогенных и гетерогенных превращений. Кинетические кривые.

3.3 Закон действующих масс. Выражение для скорости химической реакции. Константа скорости. Порядок реакции. Молекулярность.

3.4 Кинетические уравнения необратимых реакций 0, 1, 2 порядков. Время полуреакции.

3.5 Понятие о течении сложных реакций: параллельных, последовательных, сопряженных, обратимых, цепных.

3.6 Зависимость скорости реакции от температуры. Теория активных соударений. Температурный коэффициент. Энергия активации. Уравнение Аррениуса.

3.7 Теория активного комплекса. Объяснение действия катализатора с позиций данной теории. Катализ и катализаторы.

3.8 Кинетика ферментативных реакций. Уравнение Михаэлиса-Ментен. Молекулярная активность фермента.

3.9. Обратимые и необратимые химические реакции. Химическое равновесие. Константа химического равновесия, факторы, влияющие на смещение химического равновесия. Принцип Ле-Шателье.

4. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЗАНЯТИЯ:

Лабораторная работа № 1