Задание № 8 тема: химическое равновесие. Катализ.

I. Мотивация цели.

Большинство биохимических процессов являются обратимыми и каталитическими, и знание явлений равновесия и катализа необходимо для понимания их сущности. За счёт гидролитического, кислотно-щелочного, гетерогенного, осмотического равновесий организм поддерживает постоянство состава своих жидких сред. Эти явления изучаются в последующих главах курса. Исключительную роль в жизнедеятельности организмов играют биологические катализаторы-ферменты.

Организм в целом и его клетки реагируют на внешние изменения согласно принципу Ле-Шателье, причём, в отличие от неживых систем, стремятся восстановить свои параметры полностью. Если этого не происходит, то возникает патология - сдвиг равновесия в сторону от желательного состояния. В ходе лечения пытаются сдвинуть равновесие в нужную сторону. Таким образом, нормальную жизнедеятельность, патологию и её лечение можно рассматривать с точки зрения химического равновесия.

II. Цель занятия.

Рассмотреть равновесие в организме как обратимый процесс и раскрыть химические основы возникновения и устранения патологии с точки зрения принципа Ле-Шателье.

III. Исходный уровень знаний.

1. Молярная концентрация, массовая и объёмная доли компонента. Их расчёт и связь с другими способами выражения состава системы.

2. Газовые законы. Понятие парциального давления компонента, его связь общим давлением газа.

3. Кинетические уравнения гомогенных и гетерогенных реакций. Константа скорости. Зависимость скорости реакции от различных факторов.

4. Экзотермические и эндотермические реакции.

5. Понятия обратимости и необратимости реакций. Условия необратимости реакций в растворах.

6. Понятие химического равновесия. Его динамический характер.

7. Принцип Ле-Шателье.

8. Понятия стационарной системы и гомеостазиса.

IV. Цель самоподготовки.

После изучения материала данной темы студент должен уметь:

1. По уравнению реакции и условиям её проведения определять обратима она или нет.

2. Применять принцип Ле-Шателье для прогнозирования смещения равновесия под действием внешних факторов (концентрация, температура, давление) или для определения направления изменения этих факторов для смещения равновесия в нужную сторону.

3. Писать выражения для констант равновесия гомогенных и гетерогенных реакций.

4. Решать задачи на расчёт констант равновесия гомогенных реакций или на расчёт равновесных и исходных концентраций по константам равновесия (см. приложение). 

5. Прогнозировать возможное смещение равновесия в организме при регулярном приёме препаратов (гормонов, витаминов, соляной кислоты, соды и др.) и принципы их приёма, исключающее такое смещение. Устранение патологий путём смещения равновесия (см. приложение). 

V. План изучения материала темы.

1. Обратимые и необратимые процессы. Состояние химического равновесия.

2. Принцип Ле-Шателье.

3. Закон действующих масс для обратимых процессов. Константа равновесия, её физический смысл, разновидности и связь между ними.

4. Организм как стационарная система, его реакции на изменения внешних условий (питание и питьё, физические нагрузки, атмосферные воздействия, лекарственные препараты). Показатели гомеостазиса.

5. Катализ и его разновидности. Катализаторы.

6. Катализ в биологических системах. Ферменты и их особенности как катализаторов.