Реакции химические экзергонические

Сопряжение химических реакций в открытой системе делает возможным протекание эндергонических реакций, запрещенных в замкнутых системах, так как при этих реакциях возрастает свободная энергия. Мы уже встречались с такого рода процессами — в частности, при образовании белковых цепей. Образование каждой пептидной связи происходит с выделением одной молекулы воды. Так как в клетке вода содержится в избытке, должна превалировать обратная реакция гидролиза пептидных связей. Но, как мы видели, поликонденсация сопряжена с экзергонической реакцией расщепления АТФ (см. гл. 8), и функция диссипации в целом положительна. Сопряжение эндергонических процессов с гидролизом АТФ имеет общее значение в биологии. Посредством сопряжения реализуется универсальная роль АТФ как донора свободной энергии, необходимой для протекания эндергонических процессов. Если бы клетки и организмы были изолированными системами, АТФ не могла бы играть этой роли. [c.316]

Эндергонические и экзергонические реакции. Изменения свободной энергии в ходе реакции AG = ДЯ - Tis.S служат критерием спонтанного протекания химической реакции. Например, возможны три варианта протекания реакции А- В [c.113]

Мы встретились здесь с одним из главных механизмов, действие которых обеспечивает осуществление необходимых для жизни органических реакций. Предположим, однако, что в реакции В С К = 0,1 сначала имеются 22 моль В, а С вообще отсутствует. Равновесие, очевидно, установится, когда на 20 моль вещества В появится 2 моль С. Если молекулы С диффундируют через мембрану, непроницаемую для молекул В, то константа равновесия требует, чтобы молекулы В и дальше превращались в С. Эта возможность пространственного разделения реагентов и продуктов раньше не привлекала внимания, но несомненно, что в жизни организмов оно играет большую роль. Однако еще большее значение имеет то, что через посредство какого-нибудь общего химического соединения эндергонические реакции оказываются сопряженными с какой-либо весьма экзергонической реакцией. Одним из таких химических соединений-посредников, играющих огромную роль в процессах органического обмена веществ, является аденозинтрифосфат (АТФ) (см. стр. 95). [c.153]

В клетках живых организмов эндергонические реакции, связанные с затратой энергии, идут за счет химической энергии, освобождаемой при экзергоническом расщеплении молекул углеводов, жиров, белков и других веществ. Основные ироцес-сы требующие затрат энергии, — биосинтез более сложных молекул из более простых, выполнение механической работы (например, при сокращении мышцы), накопление веществ или их активный перенос против градиента химического потенциала , для растительных организмов главные реакции, протекающие с затратой энергии, — синтетические процессы. Экзергоническне и эндергонические процессы в клетках тесно взаимосвязаны, и-в большинстве случаев усиление синтетических реакций требует усиления процессов распада веществ, при которых выделяется энергия, необходимая для синтеза веществ. [c.18]

Экзергоническая реакция. Химическая реакция, сопровождающаяся отрицательным изменением стандартной свободной энергии ( нисходящая реакция). [c.1022]

При осуществлении экзергонических эволюционных превращений (когда fq>0) будут происходить соответствующие понижения химического потенциала конституционной сферы. В энергетическом отношении такие эволюционные превращения являются обратным процессом по отношению к превращениям конституционной сферы, совершаемым в результате полезной работы базисной реакции. При экзергонических эволюционных превращениях соверщается как бы отрицательная работа, направленная против полезной работы базисной реакции. В результате таких превращений наряду с понижением химического потенциала и уменьшением неравновесности могут произойти различные деструктивные изменения, упрощающие организацию конституционной сферы каталитической системы. [c.140]

Свободная энергия (АС) — это та часть энергии, которая может быть превращена в работу. При протекании химических реакций в живом организме самопроизвольно идут те процессы, в которых изменение свободной энергии будет отрицательным (—ДС). Такие процессы называются экзергоническими. Процессы, для которых ЛО является величиной положительной, называются эндер-гоническими. Эти процессы не могут происходить самопроизвольно. При протекании эндергонических процессов необходим приток энергии извне. [c.92]

Реакции, идущие с поглощением свободной энергии, называются эндергони-ческими, с выделением энергии - экзергоническими. Эндергонические реакции требуют поступления энергии от внешнего источника. Живые организмы не могут использовать для этой цели подводимую извне тепловую энергию, как при реакциях химического синтеза. Однако, у них есть возможность использовать энергию одновременно протекающих экзергонических реакций, в которых участвуют так называемые высокоэнергетические (макроэргнческие) соединения. Эти соединения содержат связи, при расщеплении которых, например в результате гидролиза, выделяется значительное количество энергии. [c.326]

Процессы распада и окисления углеводов. Механизмы клетки, которые обеспечивают ей получение энергии для жизненных процессов, неодинаковы для разных типов клеток. Гетеротрофным клеткам необходим постоянный приток готового горючего весьма сложного химического состава. Таким горючим служат для них углеводы, белки и жиры, т. е. по существу отдельные составные части других клеток и тканей. Гетеротрофные клетки получают энергию, окисляя эти вещества в ходе ряда преимущественно экзергонических реакций. Образование АТФ как особой формы подготовленного горючего связано с этими экзергоническими реакциями. [c.159]

На протяжении долгого времени господствовало мнение, что течение химической реакции зависит от знака АН и что только экзотермические реакции могут протекать без доставки энергии извне. В настоящее время мы, однако, знаем, что эта точка зрения неправильна. Направление химической реакции зависит не от знака дЯ, а от знака АР. Только при отрицательном знаке аР реакции могут протекать самопроизвольно. Такого рода реакции называются в настоящее время экзергоническими. Поскольку теплота денатурации дЯ, согласно уравнению (1), равна сумме дF и Та8, мы можем написать [c.159]

Значение А0° можно рассчитать, зная константу равновесия /Ср (ее можно определить аналитическими измерениями). Для любой химической реакции, если /Ср=1, то А0°=0, т. е. свободная энергия системы не изменяется. Если /Ср>1, то АС° оказывается величиной отрицательной. В случае /Ср<1 величина АС будет положительной. Эти значения справедливы при условии, что концентрация реагирующих компонентов реакции равна 1,0 М. Химические реакции, для которых АС —величина отрицательная, протекают самопроизвольно (концентрации компонентов реакции 1,0 М) и называются экзергоническими. [c.412]

Химические реакции, при протекании которых происходит уменьшение энергии Гиббса системы (АО С 0) и совершается работа, называются экзергоническими. Реакции, в результате которых энергия Гиббса возрастает (АО > 0) и над системой совершается работа, называются эндергоническими. [c.30]

Наиболее важным показателем энергетического эффекта — коэффициентом полезного действия реакции служит изменение величины свободной энергии. Количество энергии, которое при данной температуре может быть превращено в работу, носит название свободной энергии. Изменения свободной энергии обозначают знаком АГ. Количественную величину выражают в килокалориях на 1 моль. Величина АР — это разница между количест-вол общей свободной энергии в начале реакции и ее количеством в момент достижения равновесия. Химические реакции обычно протекают или с выделением, или с поглощением тепловой энер-гии. Если реакция идет с выделением теплоты, то она сопровождается потерей или уменьшением свободной энергии, такой тип реакций называют экзотермическим или экзергоническим. Экзотермические реакции имеют отрицательное значение ДР (—АР) и могут осуществляться самопроизвольно. К такому типу реакций, например, относятся реакции гидролиза. Распад сложных [c.234]

I закону термодинамики энергия в ходе физико-химических процессов не исчезает и не возникает из ничего, а лишь переходит из одной формы в другую в строго эквивалентных количествах. Таким образом, применительно к биологическим системам I закон термодинамики можно сформулировать так в живой природе при осуществлении различных биохимических процессов общее количество энергии остается постоянным. Но нужно отметить, что математическое выражение I закона термодинамики (0 = ДЯ+А) справедливо лишь для идеально обратимых процессов, в то время как в природе полностью обратимых процессов не существует, поскольку устойчивое химическое равновесие для живых организмов равнозначно смерти. Направление биохимических реакций можно предсказать, используя II закон термодинамики, согласно которому самопроизвольно протекают реакции, сопровождающиеся увеличением энтропии У при этом свободная энергия АС должна уменьшаться, т. е. АС < 0. Экзергонические реакции протекают самопроизвольно за счет уменьшения свободной энергии. Эндергонические реакции — это несамопроизвольные процессы, которые сопровождаются увеличением свободной энергии (АС > 0), поэтому их протекание невозможно без подвода энергии извне. [c.315]

Однако большинство фотобиологических реакций — это реакции экзергонические, где энергия света, по существу, используется для преодоления активационного барьера химической реакции. [c.35]

Активный транспорт реализуется в результате сопряжения диффузионных потоков с экзергоническими реакциями, проходящими в толще мембраны. Перенос вещества пронсходит за счет свободной энергии, выделяемой при химических реакциях. Как правило, это энергия гидролиза АТФ. Указанное сопряжение не тривиально. Как уже говорилось (см. с. 312), коэффициенты сопряжения скалярных и векторных потоков в изотропной системе равны нулю, согласно принципу Кюри. Сопряжение [c.346]

Для предсказания направления процесса удобно пользоваться измерением изменения свободной энергии системы (АО). Свободная энергия — это та часть общей энергии системы, которая может быть превращена в работу. В условиях, когда температура, давление-и объем системы постоянны, что имеет место, например, при протекании химических реакций в разбавленных водных растворах и в живом организме, самопроизвольно будут идти те процессы, которые ведут к уменьшению свободной энергии в системе, т. е. процессы, в которых изменение свободной энергии будет отрицательным (—АС). Такие процессы называются экзергоническими. Процессы, для которых АО является величиной положительной, называются эндергоническими,. Эти процессы не могут происходить самопроизвольно. Для протекания эндергонических процессов в системе необходим приток энергии извне. [c.78]

Связывающие белки подошли бы на роль подвижных переносчиков в процессе облегченной диффузии, однако большая часть выделенных белков принадлежит, по-видимому, к системам активного транспорта, и их функция в процессах переноса до сих пор окончательно не установлена. Согласно одному из предположений, связывающий белок обладает сильным сродством к транспортируемому веществу (субстрату) и прочно связывается с ним на наружной поверхности летки. Образовавшийся комплекс белок—субстрат далее диффундирует к внутренней i TopOHe мембраны. Здесь в результате процесса, сопряженного с самопроизвольно протекающей экзергонической реакцией, например с гидролизом АТР, конформация бел1ка меняется таким образом, что его сродство к субстрату уменьшается. В результате транспортируемое вещество переходит в клетку, а связывающий белок диффундирует обратно к наружной поверхности. Там его конформация возвращается к исходной, вероятно, под влиянием химических воздействий. [c.359]

Для реализации биосинтеза и метаболизма необходима энергия, запасаемая в клетках в химической форме, главным образом в экзергонических третьей и второй фосфатной связи АТФ. Соответственно метаболические биоэнергетические процессы имеют своим результатом зарядку аккумулятора — синтез АТФ из АДФ и неорганического фосфата. Это происходит в процессах дыхания и фотосинтеза. Современные организмы несут память об эволюции, начавшейся около 3,5 10 лет назад. Имеются веские основания считать, что жизнь на Земле возникла в отсутствие свободного кислорода (см. 17.2). Метаболические процессы, протекающие при участии кислорода (прежде всего окислительное фосфорилирование при дыхании), относительно немногочисленны и эволюционно являются более поздними, чем анаэробные процессы. В отсутствие кислорода невозможно полное сгорание (окисление) органических молекул пищевых веществ. Тем не менее, как это показывают свойства ныне существующих анаэробных клеток, и в них необходимая для жизни энергия получается в ходе окислительно-восстановительных процессов. В аэробных системах конечным акцептором (т. е. окислителем) водорода служит Ог, в анаэробных — другие вещества. Окисление без Oj реализуется в двух путях брожения — в гликолизе и в спиртовом брожении. Гликолиз состоит в многостадийном расщеплении гексоз (например, глюкозы) вплоть до двух молекул пирувата (пировиноградной кислоты), содержащих по три атома углерода. На этом, пути две молекулы НАД восстанавливаются до НАД.Н и две молекулы АДФ фосфоршгируются— получаются две молекулы АТФ. Вследствие обратной реакции [c.52]

Превращение метаболита А в метаболит В сопровождается выделением свободной энергии. Оно сопряжено с другой реакцией—превращением метаболита С в метаболит D, которое может происходить лишь при поступлении свободной энергии. В случае когда энергия, выделяющаяся при распаде одного соединения, используется (не в форме теплоты) для синтеза другого соединения, соответствующие реакции уже нельзя характеризовать химическими терминами экзотермические и эндотермические . Правильнее называть их экзергоническими и эндергоническими реакциями эти термины показывают, что реакция сопровождается уменьшением свободной энергии или ее увеличением независимо от формы, в которой передается энергия. На практике эндергонический процесс не может протекать изолированно. Он должен быть компонентом сопря- [c.112]

Реакция с отрицательной AG представляет собой такую реакцию, в ходе которой освобождается количество энергии, равное по абсолютной величине AG и способное производить химическую работу. Это — экзергоническая реакция. Экзерго-нические реакции могут происходить самопроизвольно. [c.150]

Химические реакции, у которых ДО — отрицательная величина, называют экзергонически-ми. Такие реакции протекают самопроизвольно (т. е. слева направо) с уменьшением свободной энергии системы. Хшические реакции, у которых величина ДО положительна н свободная энергия увеличивается, называют эндергоническими. Они не могут протекать самопроизвольно, а должны быть сопряжены с экзергоническими реакциями. [c.203]

Окисление — процесс экзергонический и в обычных условиях протекает в сторону завершения. Фосфорилирование —эндергоническая реакция— и в таких условиях практически идти не может. В суммарной же ферментативной реакции эндергонический процесс сопряжен с экзергоническим, и энергия, выделяемая при окислении, запасается 1,3-дифос-фоглицератом в форме химической энергии. Далее происходит перенос фосфатной группы с 1,3-дифосфоглицерата на АДФ [c.420]

Изменение свободной энергии AG имеет отрицательное значение, если мы пишем уравнение реакции в том направлении, в котором она идет спонтанно, т. е. как экзергоническая реакция. В противоположном направлении идет эндергониче-ская реакция. Д( —это максимальная работа, которую можно получить посредством химической реакции. Она совершается, если реакция обратима (в идеальных условиях). Но если в реакции есть необратимый этап, часть энергии рассеивается в виде тепла и генерируется добавочная энтропия. [c.18]

Если рост химического потенциала конституциоиной сферы определялся бы только полезной работой, произведенной базисной реакцией, то он измерялся бы энергией, затраченной а эту полезную работу, т. е. был равен потоку (150). Однако такое соответствие, отражаемое равенством (155), возможно только при условии fg O, т. е. лри полном отсутствии экзергонических вволюционных превращений этой сферы (все эволюционные иревращения имеют отрицательное или нулевое сродство). [c.140]

В растительных клетках с участием ферментов самопроизвольно могут протекать экзергоиические реакции, характеризующиеся отрицательным изменением химического потенциала (—АО). Наряду с этим в клетках постоянно идут эндергоииче-ские процессы синтеза белков нз аминокислот, полисахаридов, из простых углеводов, жиров, алкалоидов, гликозидов, пигментов и других сложных соединений из более простых, которые требуют затраты энергии и получают ее за счет сопряженных экзергонических. процессов, [c.26]

Говоря о радиоактивных препаратах и сцинтилляторах, мы до сих пор не касались одного из серьезных источников ошибок в просчете радиоактивности — явления хемолюмииесценции. Как явствует из самого названия, это свечение химического происхождения. Оно, как и всякое свечение, тоже связано с возбуждением электронов и последующим его высвечиванием, но энергию возбуждения в этом случае дает экзергоническая химическая реакция, которая протекает в препарате или сцинтилляторе. Фотоумножители регистрируют свечение хемолюмииесценции и тем самым вносят ошибочную добавку к счету радиоактивности. Иногда эта добавка может измеряться тысячами импульсов в минуту и намного превышать счет истинной радиоактивности. Отсюда следует, что возможность возникновения хемрлюминес-ценции никогда не следует упускать из виду. Нередко хемолюминесценцию удается обнаружить по характерному для нее затуханию свечения во времени. Сначала это затухание идет быстро — его легко заметить по снижению числа импульсов в минуту при повторном просчете препарата через несколько минут. Затем наступает фаза медленного затухания люминесценции — в течение часов и даже дней. Здесь ее обнаружить труднее. [c.183]

Гайических веществ клетки, диссимиляция (катаболиче-ские процессы, которые являются экзергоническими). Различают две основные формы диссимиляции — дыхание и брожение. Процессы образования-биологических соединений и веществ, поступающих из внешней среды,— биосинтетические процессы (анаболические) идут с затратой энергии (эндергонические), т. е. представляют собой ассимиляцию. Важнейший биосинтетический процесс — ассимиляция углерода зелеными растениями и бактериями путем использования энергии света (фотосинтез) или энергии других химических реакций (хемосинтез). [c.174]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология