Prieš pirmą kartą naudojant elektrodus, jie turi būti sukalibruoti. Tam yra specialūs kalibravimo tirpalai, kurie yra buferiniai esant specifinėms pH vertėms. Buferinis buferis veikia taip, kad panardinus elektrodą nedidelis vandens kiekis nepatektų į kalibravimą. Kalibravimo taškas yra sureguliuoti elektrodo paklaidą, susijusią su gamyba ir naudojimu, atsižvelgiant į konkrečias vertes. Tai darant, reikėtų atsižvelgti į dvi klaidas: nulinio taško nuokrypį ir klaidos „nuolydį“.

Abi klaidos sukelia bendrą matavimo paklaidą. Todėl reikia sukalibruoti du taškus, kad būtų galima ištaisyti abi matavimo paklaidas.

Nulio taško klaida. Aukščiau pateiktame paveiksle parodyta matavimo kreivė ir atskaitos kreivė. Šiame pavyzdyje matavimo kreivė aiškiai skiriasi nuo atskaitos kreivės esant pH 7, t. neutraliame taške mes ištaisome akivaizdžią nulinio taško paklaidą, kuri turi būti pašalinta. Elektrodai pirmiausia įvedami į kalibravimo tirpalą pH 7. Svarbu, kad į tirpalą būtų panardinta bent stiklo membrana ir diafragma. Mūsų pavyzdyje išmatuota vertė viršija reikalaujamą vertę, todėl nukrypsta nuo nominalios vertės. Išmatuota vertė koreguojama pagal teisingą vertę potenciometre su kintama varža. Tokiu atveju visa matavimo kreivė lygiagrečiai pasislenka nulinio taško paklaida, kad ji tiksliai pereitų per neutralų tašką. Taigi matavimo prietaisas yra nulio taškas ir paruoštas naudoti.

Norint kalibruoti pH elektrodus, pirmiausia reikia nustatyti nulinį tašką.

Šlaito paklaida. Sukalibravę nulinį tašką, gauname situaciją, pavaizduotą gretimame paveiksle. Nulis tiksliai nustatytas, tačiau išmatuota vertė vis tiek turi reikšmingą paklaidą, nes nuolydžio taškas dar nėra nustatytas. Dabar pasirinktas kalibravimo tirpalas, kurio pH vertė nėra 7. Didžiąja dalimi buferiniai tirpalai naudojami pH intervale nuo 4 iki 9. Elektrodas panardinamas į antrąjį buferinį tirpalą ir potenciaometru nustatomas nuolydžio nuokrypis nuo vardinės (standartinės) vertės. Ir tik dabar matavimo kreivė sutampa su reikalinga kreive; prietaisas yra sukalibruotas.

Jei nustatytas nulis taškas, turi būti nustatytas antrasis. santykinis dydis - statumas

Temperatūros įtaka. PH reikšmių pokyčiams įtakos turi vandens temperatūra. Tačiau neaišku, ar mūsų matavimo prietaisuose būtina kompensuoti temperatūrą. Šalia esančioje lentelėje parodyta pH reikšmių priklausomybė nuo temperatūros, prietaisą kalibruojant 20 ° C temperatūroje. Reikėtų pažymėti, kad mus dominančioms temperatūroms ir pH reikšmėms matavimo paklaida dėl temperatūros nukrypimų ribojama antruoju po kablelio. Todėl ši matavimo paklaida neturi praktinės reikšmės akvariatoriams ir temperatūros kompensuoti nereikia. Kartu su grynai matuojančio pobūdžio nuokrypiais, pagrįstais skirtingomis elektrodų įtampomis, reikia nepamiršti ir kalibruotų tirpalų temperatūros nuokrypių, pateiktų šalia jo esančioje lentelėje.

Čia matome, kad šie nuokrypiai yra santykinai maži ir siekia ne daugiau kaip ± 2%.

Išmatuotų pH reikšmių nuokrypis nuo temperatūros

PH vertė
	4	5	6	7	8	9
0 ° C	3,78	4,85	5,93	7,00	8,07	9,15
5 ° C	3,84	4,89	5,95	7,00	8,05	9,11
10 ° C	3,89	4,93	5,96	7,00	8,04	9,07
15 ° C	3,95	4,97	5,98	7,00	8,02	9,03
20 ° C	4,00	5,00	6,00	7,00	8,00	9,00
25 ° C	4,05	5,03	6,02	7,00	7,98	8,97
30 ° C	4,10	5,07	6,03	7,00	7,97	8,93
35 ° C	4,15	5,10	6,05	7,00	7,95	8,90

Temperatūros priklausomybė nuo buferinių tirpalų

Temperatūra ° С	PH vertė	Nukrypimas%	PH vertė	Nukrypimas%	PH vertė	Nukrypimas%
5	4,01	0,25	7,07	1,00	9,39	1,84
10	4,00	0,00	7,05	0,71	9,33	1,19
15	4,00	0,00	7,03	0,43	9,27	0,54
20	4,00	0,00	7,00	0,00	9,22	0,00
25	4,01	0,25	7,00	0,00	9,18	-0,43
30	4,01	0,25	6,97	-0,43	9,14	-0,87
35	4,02	0,50	6,96	-0,57	9,10	-1,30

Kontrolė. Norint kontroliuoti, rekomenduojama elektrodus vėl panardinti į buferinį tirpalą esant pH 7 ir patikrinti, ar vertės nesutampa. Jei elektrodo pH vertė atitinka skaitiklį, jį galima naudoti vandens mėginiams matuoti. Jei yra asmeninių nusiskundimų dėl tikslumo, kalibravimas turi būti pakartotas per nurodytą laiką. Kaip rekomendaciją galite pasiūlyti nuo vienos iki dviejų savaičių. Kalibruojant pH elektrodus, taip pat reikia atkreipti dėmesį į tai, kaip greitai pH vertė ant prietaiso artėja prie pH vertės buferiniame tirpale.

Temos studijavimo tikslai:
- Dalyko rezultatai: sąvokų „elektrolitinė disociacija“, „elektrolitinės disociacijos laipsnis“, „elektrolitas“ tyrimas, žinių apie vandenilio indeksą plėtojimas, darbo su medžiagomis įgūdžių ugdymas, pagrįstas saugos taisyklių laikymusi;
- metasubjektų rezultatai: įgūdžių formavimas atliekant eksperimentą naudojant skaitmeninę įrangą (gaunant eksperimentinius duomenis), apdorojant ir pateikiant rezultatus;
- asmeniniai rezultatai: įgūdžių formavimas atliekant edukacinius tyrimus remiantis laboratoriniu eksperimentu.

„PH ir temperatūros“ projekto panaudojimo galimybės
1. Darbas prie projekto prisideda prie susidomėjimo tiriant sunkią tam tikram amžiui (13–14 metų) teorinę temą „Elektrolitinės disociacijos teorija“. Šiuo atveju, nustatydami pH, studentai nustato ryšį tarp rūgšties disociacijos laipsnio ir tirpalo temperatūros. Darbas su soda tirpalu yra propedeutinio pobūdžio 8 klasėje ir leidžia grįžti prie projekto rezultatų 9 klasės (užklasinė veikla), 11 klasės (bendrasis kursas) druskos hidrolizės tyrimo metu.
2. Reagentų (citrinų rūgšties, soda) ir įrangos (jei nėra skaitmeninių pH jutiklių, galite naudoti indikatorinį popierių) prieinamumas tyrimams.
3. Eksperimentinės technikos patikimumas užtikrina sklandų darbo eigą, garantuotą nuo trikdžių ir metodologinių gedimų.
4. Eksperimento saugumas.

Instrumentinis skyrius
Įranga:
1) skaitmeninis pH jutiklis arba laboratorinis pH matuoklis, lakmuso popierius ar kitas rūgštingumo rodiklis;
2) alkoholio termometras (nuo 0 iki 50 0С) arba skaitmeninis temperatūros jutiklis;
3) citrinos rūgštis (1 arbatinis šaukštelis);
4) soda (1 arbatinis šaukštelis);
5) distiliuoto vandens (300 ml);
6) indą vandens voniai (aliuminio ar emalio puodą ar dubenį), tirpalus galima atvėsinti šalto vandens ar sniego srove ir pašildyti karštu vandeniu;
7) stiklinės su įmerktu dangteliu, kurių talpa 50-100 ml (3 vnt.).

1 pamoka. Problemos formulavimas
Pamokos planas:
1. Aptarti sąvokas „elektrolitinis disociacija“, „elektrolitinio disociacijos laipsnis“, „elektrolitas“.
2. Problemos konstatavimas. Instrumentinio eksperimento planavimas.

Veiklos turinys
Mokytojo veikla
1. Organizuoja „elektrolitinio disociacijos“, „elektrolitinio disociacijos laipsnio“, „elektrolito“ sąvokų aptarimą. Klausimai:
- Kokie yra elektrolitai?
- Koks yra elektrolitinio disociacijos laipsnis?
- Kokia yra stiprių (pavyzdžiui, sieros rūgšties, aliuminio sulfato) ir silpnų elektrolitų (pavyzdžiui, acto rūgšties) disociacijos lygties rašymo forma?
- Kaip tirpalo koncentracija veikia disociacijos laipsnį?
Atsakymą galima aptarti naudojant praskiestų ir koncentruotų acto rūgšties tirpalų pavyzdžius. Jei įmanoma nustatyti laidumą, galima pademonstruoti skirtingą acto esencijos ir stalo acto laidumą.

Suvokti naujos informacijos tema Chemijos pamokose formuojamų idėjų apie atsiribojimo laipsnį plėtojimas Pažintinė

Įvertinti temos supratimo išsamumą Gebėjimas analizuoti klausimo supratimą Reguliavimo

Mokytojo veikla
2. Organizuoja instrumentinio eksperimento planavimą ir parengimą:
- susipažinimas su projekto „pH ir temperatūra“ informacija;
- projekto tikslo aptarimas, hipotezė;
- darbo grupių (trijų grupių) organizavimas;
- įrangos paruošimas

Atlikti veiksmai Formuojami veiklos būdai Studentų veikla
Informacijos apie saugos taisykles dirbant su rūgštimis (citrinų rūgštimi) suvokimas Būtinybės laikytis saugos taisyklių koncepcijos pažinimas Pažintinė
Patikslinkite, kas lieka neaišku. Gebėjimas suformuluoti klausimą komunikacine tema
Įvertinti projekto darbo metodikos supratimo išsamumą. Gebėjimas analizuoti klausimo supratimą Reguliavimo

2 pamoka. Eksperimentuoti
Pamokos planas:
1. Skaitmeninių pH ir temperatūros jutiklių paruošimas darbui.
2. Atlikti pH priklausomybės nuo temperatūros tyrimą:
1-oji grupė: citrinų rūgšties tirpalo pH matavimas esant 10 ° C, 25 ° C, 40 ° C temperatūrai;
2-oji grupė: sodos tirpalo pH matavimas 10 0C, 25 0C, 40 0C temperatūroje;
3-oji grupė: distiliuoto vandens pH matavimas esant 10 0C, 25 0C, 40 0C temperatūrai.
3. Pirminė gautų rezultatų analizė. „GlobalLab“ projekto anketų pildymas.

Mokytojo veikla
1. Organizuoja darbo vietas kiekvienai studentų grupei:
- paaiškina, kaip atvėsinti tirpalus, po to palaipsniui juos pašildyti ir atlikti temperatūros bei pH matavimus;
- atsako į studentų klausimus

Atlikti veiksmai Formuojami veiklos būdai Studentų veikla
Suvokiama informacija apie darbo metodą Idėjų apie skaitmeninių jutiklių darbą pažinimo plėtra Pažintinė
Patikslinkite, kas lieka neaišku. Gebėjimas suformuluoti klausimą komunikacine tema
Įvertinkite projekto supratimo išsamumą Gebėjimas analizuoti klausimo supratimą Reguliavimo

Mokytojo veikla
2. Organizuoja mokinių darbą grupėmis. Mokytojas stebi darbo grupėse eigą, atsako į galimus mokinių klausimus, stebi, kaip lentoje užpildyta tyrimų rezultatų lentelė.

Atlikti veiksmai Formuojami veiklos būdai Studentų veikla
1. Prijunkite skaitmeninius jutiklius prie kompiuterio.
2. Paruoškite sprendimus:
1 grupė - citrinos rūgštis;
2-oji grupė - soda;
3-ioji grupė - distiliuotas vanduo.
3. Atšaldykite tirpalus ir pamatuokite pH esant 10 ° C.
4. Palaipsniui kaitinkite tirpalus ir išmatuokite pH esant 25 ° C ir 40 ° C temperatūrai.
5. Matavimo rezultatai suvedami į bendrą lentelę, kuri brėžiama ant lentos (patogu diskusijai) Instrumentinių tyrimų įgūdžių formavimas Kognityvinė
Darbas grupėse Mokymasis bendradarbiauti grupėse Komunikabilus
Jie dirba spręsdami bendrą problemą, vertindami atlikto darbo tempą ir išsamumą.Gebėjimas analizuoti savo veiksmus ir juos ištaisyti remiantis bendru visos klasės darbu.

Mokytojo veikla
3. Organizuoja pirminę tyrimų rezultatų analizę. Organizuoja studentų darbą pildant „GlobalLab“ projekto „pH ir temperatūra“ anketas.

Atlikti veiksmai Formuojami veiklos būdai Studentų veikla
Susipažinkite su kitų grupių darbo rezultatais Idėjų apie pH priklausomybę nuo temperatūros formavimas Pažintinė
Klausimų uždavimas kitų grupių atstovams Bendradarbiavimas su klasės draugais. Plėtra žodinė kalba Komunikabilus
Analizuokite darbo rezultatus, užpildykite projekto klausimyną. Gebėjimas analizuoti savo veiksmus ir pristatyti savo darbo rezultatus

3 pamoka. Rezultatų analizė ir pristatymas
Veiklos turinys
1. Rezultatų pristatymas: studentų pasirodymai.
2. Išvadų, reikšmingų projekto dalyviams, naudojant skaitmeninius pH jutiklius, aptarimas.

Mokytojo veikla
1. Organizuoja mokinių pasirodymus. Palaiko garsiakalbius. Išvados apie projekto darbą dėkojame visiems dalyviams

Atlikti veiksmai Formuojami veiklos būdai Studentų veikla
Pateikti savo veiklos rezultatus, išklausyti klasiokų kalbų Idėjų apie projekto rezultatų pateikimo formą formavimas Pažintinė
Dalyvaukite spektaklių diskusijoje Švietimo bendradarbiavimas su klasės draugais. Žodinės kalbos ugdymas Komunikabilus
Analizuokite savo darbo rezultatus, komentuokite bendraklasių teiginius. Gebėjimas analizuoti savo ir kitų žmonių darbo rezultatus Reguliavimo

Mokytojo veikla
2. Organizuoja projekte pateikto klausimo „Kaip elgsis tirpalo pH atvėsinus ar pašildžius?“ Diskusiją. Kodėl mokslininkai bando matuoti pH toje pačioje temperatūroje ir kokią išvadą iš to reikėtų padaryti projekto „GlobalLab“ dalyviams? "
Organizuoja rezultatų, patvirtinančių ar paneigiančių projekto hipotezę „Kai pasikeičia tirpalų temperatūra, ištirpusių rūgščių ir šarmų disociacijos konstanta ir dėl to pH vertė“, diskusiją.

Atlikti veiksmai Formuojami veiklos būdai Studentų veikla
Aptarkite santykį tarp tirpalo pH ir temperatūros Idėjų apie elektrolitinio disociacijos laipsnį plėtojimas Kognityvinis
Išsakykite mintis apie projekto hipotezę ir suformuluokite išvadą Švietimo bendradarbiavimas su klasės draugais. Žodinės kalbos ugdymas Komunikabilus
Įvertinti projekto hipotezę remiantis gautais rezultatais Gebėjimas įvertinti hipotezę remiantis jau gautais rezultatais ir suformuluoti išvadą Reguliavimo

Potenciometrija yra vienas iš elektrocheminių analizės metodų, pagrįstas elektrolitų koncentracijos nustatymu matuojant į tiriamą tirpalą panardinto elektrodo potencialą.

Potencialas (iš lat. potentija- jėga) - sąvoka, apibūdinanti fizinius jėgos laukus (elektrinius, magnetinius, gravitacinius) ir apskritai vektorių fizikinių dydžių lauką.

Jonų koncentracijos tirpale potenciometrinio matavimo metodas pagrįstas dviejų specialių elektrodų, įdėtų į tiriamą tirpalą, elektrinių potencialų skirtumo matavimu, o vienas pagalbinis elektrodas turi pastovų potencialą matavimo metu.

Potencialus Eatskirą elektrodą pagal jo standartinį (normalų) potencialą nustato Nernsto lygtis (W. Nernst - vokiečių fizikas-chemikas, 1869 - 1941). E 0 ir jonų aktyvumas ir +, kurie dalyvauja elektrodo procese

E \u003d E 0 + 2,3 lg a + , (4.1)

kur E 0 - tarpfazių potencialų skirtumo komponentas, kurį lemia elektrodo savybės ir kuris nepriklauso nuo jonų koncentracijos tirpale; R- universali dujų konstanta; n- jonų valentingumas; T -absoliuti temperatūra; F – faradėjaus numeris (M.Faraday - XIX amžiaus anglų fizikas).

Nernsto lygtis, išvesta siaurai elektrocheminių sistemų metalo klasei - to paties metalo katijonų tirpalas, galioja daug platesniame diapazone.

Norint nustatyti vandenilio jonų aktyvumą, kuris apibūdina rūgščiąsias ar šarmines tirpalo savybes, plačiausiai naudojamas potenciometrinis metodas.

Vandenilio jonų atsiradimą tirpale sukelia disociacija (nuo lat. dissociatio- atskyrimas) vandens molekulių, kurios skyla į vandenilio ir hidroksilo jonus, dalies:

H 2 O↔
+
. (4.2)

Pagal masinio veikimo dėsnį, pastovioji Įvandens disociacijos reakcijos pusiausvyra yra K.=
.
/
.

Nedisocijuotų molekulių koncentracija vandenyje yra tokia didelė (55,5 M), kad ją galima laikyti pastovia, todėl (5.2) lygtis supaprastinta:
= 55,5 =
.
kur
- konstanta, vadinama joniniu vandens produktu,
\u003d 1,0 ∙ 10 -14 22 o C temperatūroje.

Vandens molekulių disociacijos metu vandenilio ir hidroksilo jonai susidaro vienodais kiekiais, todėl jų koncentracijos yra vienodos (neutralus tirpalas). Remiantis koncentracijų lygybe ir žinoma joninio vandens produkto verte, mes turime

[H +] \u003d
=
= 1∙10 -7 . (4.3)

Norėdami patogiau išreikšti vandenilio jonų koncentraciją, chemikas Zerensenas (P.Sarensenas yra danų fizikas ir biochemikas) pristatė pH sąvoką (p yra pradinė daniško žodžio Potenz raidė yra laipsnis, H yra vandenilio cheminis simbolis).

PH vertė yra vertė, apibūdinanti vandenilio jonų koncentraciją (aktyvumą) tirpaluose. Skaitine prasme jis lygus vandenilio jonų koncentracijos dešimtainiam logaritmui
paimtas su priešingu ženklu, t.y.

pH = - lg
. (4.4)

Vandeninių tirpalų pH gali būti nuo 1 iki 15. Neutraliuose tirpaluose, esant 22 ° C temperatūrai, pH \u003d 7, rūgščiam pH< 7, в щелочных рН > 7.

Kintant kontroliuojamo tirpalo temperatūrai, stiklo elektrodo elektrodo potencialas pasikeičia dėl to, kad yra koeficientas S = 2,3∙(4.1) lygtyje. Dėl to skirtingos elektrodų sistemos emf vertės atitinka tą pačią pH reikšmę esant skirtingoms tirpalo temperatūroms.

Elektrodų sistemos emf priklausomybė nuo pH skirtingose \u200b\u200btemperatūrose yra krūva tiesių (4.1 pav.), Kertančių viename taške. Šis taškas atitinka tirpalo pH vertę, kai elektrodo sistemos emf nepriklauso nuo temperatūros, jis vadinamas izopotencialas (iš graikų  - lygus, tas pats ir ... potencialus) tašką. Izopotencialinių taškų koordinatės ( E IR ir pH I) yra svarbiausios elektrodų sistemos charakteristikos. Atsižvelgiant į temperatūrą, formuojasi statinė charakteristika (4.1)

240 μmol / min

0,002 μmol

Molinis aktyvumas rodo, kiek substrato molekulių yra paverčiama viena fermento molekule per 1 minutę (molinis aktyvumas kartais vadinamas „apsisukimų skaičiumi“). 2.5 parodo kai kurių fermentų molinį aktyvumą.

2.5 lentelė. Molinis kai kurių fermentų aktyvumas

	L kgi vn osg.
Anglies anhidrazė C		(3-galaktozidazė
L5-3-ketosteroido izomerazė		Fosfogliukomutazė
Superoksido dismutazė		Cicinato dehidrogenazė
Katalazė		Bifunkcinis
(3-amilazė
Fumaraza

Vadinamasis bifunkcinis fermentas turi mažiausią molinį aktyvumą tarp žinomų. Tačiau tai nereiškia, kad jo fiziologinis vaidmuo taip pat yra mažas (daugiau informacijos apie šį fermentą žr. 9.31 pav.).

Fermentinės reakcijos greičio priklausomybė nuo temperatūros, pH ir inkubacijos laiko

Reakcijos greičio priklausomybė nuo temperatūros.Fermentinių reakcijų greitis, kaip ir bet kuris kitas, priklauso nuo temperatūros: kylant temperatūrai kas 10 ° C, greitis maždaug padvigubėja (Van't Gougho taisyklė). Tačiau fermentinėms reakcijoms ši taisyklė galioja tik esant žemai temperatūrai - iki 50-60 ° С. Aukštesnėje temperatūroje pagreitėja fermento denatūracija, o tai reiškia jo kiekio sumažėjimą; atitinkamai sumažėja ir reakcijos greitis (2.17 pav., d). Esant 80–90 ° C temperatūrai, dauguma fermentų denatūruojami beveik akimirksniu. Fermentus rekomenduojama kiekybiškai įvertinti esant 25 ° C temperatūrai.

Reakcijos greičio priklausomybė nuo pH.PH pokytis lemia aktyviųjų centrų jonogeninių grupių jonizacijos laipsnio pasikeitimą, ir tai turi įtakos substrato afinitetui aktyviajam centrui ir kataliziniam mechanizmui. Be to, baltymų jonizacijos pokytis (ne tik aktyvaus centro srityje) sukelia konformacinius pokyčius fermento molekulėje. Varpo formos kreivės forma (2.17 pav., E) reiškia, kad yra tam tikra optimali fermento jonizacijos būsena, kuri užtikrina geriausią ryšį su substratu ir reakcijos katalizę. Optimalus daugumos fermentų pH yra nuo 6 iki 8. Tačiau yra ir išimčių: pavyzdžiui, pepsinas aktyviausias esant 2 pH. Fermentai kiekybiškai nustatomi esant optimaliam tam tikro fermento pH.

Reakcijos greičio priklausomybė nuo laiko.Ilgėjant inkubacijos laikui, reakcijos greitis mažėja (2.17 pav., F). Taip gali atsitikti

dėl substrato koncentracijos sumažėjimo, atvirkštinės reakcijos greičio padidėjimo (dėl tiesioginės reakcijos produkto kaupimosi), fermento slopinimo reakcijos produktu ir fermento denatūracijos. Atliekant fermentų kiekybinį įvertinimą ir kinetinius tyrimus, matuojamas pradinis reakcijos greitis (greitis iškart po reakcijos pradžios). Laikas, per kurį greitis su leistinu apytiksliu dydžiu gali būti laikomas pradiniu, kiekvienam fermentui ir nurodytoms sąlygoms parenkamas eksperimentiškai, remiantis grafiku, parodytu Fig. 2.17, t.y., tiesi grafiko atkarpa, pradedant nuo nulio laiko žymos, atitinka laiko intervalą, per kurį reakcijos greitis yra lygus pradiniam greičiui arba artimas jam (paveiksle šis intervalas pažymėtas punktyrine linija).

ENZIMO inhibitoriai

Fermentų inhibitoriai yra medžiagos, mažinančios jų aktyvumą. Didžiausią susidomėjimą kelia inhibitoriai, sąveikaujantys su aktyviu fermento centru. Tokie inhibitoriai dažniausiai yra struktūriniai substrato analogai, todėl papildo aktyvų fermento centrą. Todėl jie slopina tik vieno fermento ar fermentų grupės, turinčios labai panašią aktyvaus centro struktūrą, aktyvumą. Yra konkurencingi ir nekonkurencingi inhibitoriai, grįžtami ir negrįžtami inhibitoriai.

Malono rūgštis HOO C-CH2-COOH yra gintaro rūgšties struktūrinis analogas, todėl jis gali prisijungti prie aktyvios sukcinato dehidrogenazės vietos (žr. Aukščiau). Tačiau malono rūgšties dehidrinti neįmanoma. Jei reakcijos mišinyje yra gintaro ir malono rūgščių, vyksta šie procesai:

E + S J ± E S «2 E + P

Kai kurias fermento molekules užima inhibitorius (I) ir nedalyvauja substrato transformacijos reakcijoje: todėl produkto susidarymo greitis mažėja. Padidėjus substrato koncentracijai, padidėja ES komplekso dalis, o EI kompleksas sumažėja: substratas ir inhibitorius varžosi dėl aktyvios fermento vietos. Tai yra konkurencinio slopinimo pavyzdys. Esant pakankamai didelei substrato koncentracijai, visas fermentas bus ES komplekso pavidalu, o reakcijos greitis bus maksimalus, nepaisant to, kad yra inhibitoriaus.

Kai kurie inhibitoriai sudaro kompleksą ne su laisvuoju fermentu, bet su fermento-substrato kompleksu:

IN Šiuo atveju padidėjus substrato koncentracijai, inhibitoriaus poveikis nesumažėja; tokie inhibitoriai vadinami nekonkurenciniais.

IN kai kuriais atvejais inhibitorius gali chemiškai transformuoti fermentas. Pavyzdžiui,n-nitrofenilacetatą hidrolizuoja proteolitinis fermentas chimotripsinas; hidrolizė vyksta dviem etapais (2.18 pav.).

a O2 N-
E- O- C- CH, + H, O-E- OH + HO-C-CH3 + H0O

Paveikslėlis: 2.18. L-nitrofenilacetato hidrolizė su chimotripsinu

Pirmiausia acetilo liekana prijungiama prie serino liekanos hidroksilo grupės aktyviame fermento centre (reakcija a), tada įvyksta acetilo fermento hidrolizė (b reakcija). Pirmasis etapas yra greitas, o antrasis - labai lėtas, todėl net ir esant mažoms i-nitrofenilacetato koncentracijoms, didelė fermento molekulių dalis yra acetilinta, o natūralaus substrato (peptidų) hidrolizės greitis mažėja. Tokie inhibitoriai vadinami pseudosubstratais arba prastais substratais.

Kartais cheminė inhibitoriaus transformacija aktyvioje vietoje lemia tarpinio produkto susidarymą, kuris yra labai tvirtai, negrįžtamai susijęs su fermentu: šis reiškinys vadinamas savižudybe. Pavyzdžiui, 3-chloracetolio fosfatas negrįžtamai slopina triozės fosfato izomerazę. Šis inhibitorius yra struktūrinis dioksiacetono fosfato analogas: jis yra dechlorintas ir negrįžtamai prisijungia prie glutamo rūgšties likučių aktyviame ferio centre.

	policininkas (2.19 pav.).
				CH2 - O P O 3 H2

	C Th 2

Paveikslėlis: 2.19. Negrįžtamas triozės fosfato izomerazės slopinimas

Inhibitoriai gali būti ne tik substratų analogai, bet ir kofermentų analogai, kurie gali užimti tikrojo kofermento vietą, tačiau negali atlikti jo funkcijos.

Fermento sąveika su inhibitoriumi dažnai yra tokia pat specifinė, kaip sąveika su substratu ar kofermentu. Remiantis tuo

inhibitorių naudojimas selektyviai slopinti fermento aktyvumą sudėtingoje fermentų sistemoje arba organizme. Visų pirma, daugelis vaistinių medžiagų yra tam tikrų fermentų inhibitoriai.

Yra ne tokių selektyvių inhibitorių. Pvz., N-chloromercuribenzoatas yra specifinis reagentas sulfhidrilo grupėms baltymuose (2.20 pav.). Todėl i-chloromercuribenzoatas slopina visus fermentus, kurių katalizėje dalyvauja SH grupės.

Cys- SH + Cl- Hg-

COOH ™ Cys- S-Hg- (^ j\u003e - COOH

Paveikslėlis: 2.20. L-chloromercuribenzoato reakcija su sulfhidrilo baltymų grupėmis

Kitas pavyzdys yra peptidų hidrolazių ir esterazių su serinu aktyvioje vietoje slopinimas diizopropilfluorfosfatu. Inhibitorius negrįžtamai pritvirtintas prie serino liekanų (2.21 pav.).

H3C - C H - CH H3

Paveikslėlis: 2.21. Serino fermentų slopinimas diizopropilfluorofosfatu

Serino likučiai, esantys už aktyviosios zonos ribų, lieka nepakitę; todėl pats fermentas katalizuoja jį sunaikinančią reakciją. Diizopropilo fluorofosfatas yra fosforo organinių junginių, turinčių ypač didelį toksiškumą, grupės atstovas. Toksinį poveikį lemia būtent fermentų, o ypač acetilcholinesterazės, slopinimas (žr. 22 skyrių).

Penicilinas, vienas iš geriausiai žinomų ir plačiausiai naudojamų vaistų, vartojamas daugybei infekcinių ligų gydyti. Penicilinas negrįžtamai slopina bakterijų fermentą glikopeptido transferazę. Šis fermentas dalyvauja bakterijos sienelės sintezėje, todėl esant penicilinui bakterijų daugintis neįmanoma. Glikopeptido transferazėje aktyvioje vietoje yra serino liekana (serino peptido hidrolazė). Penicilino molekulėje yra amidinis ryšys, kuris savo savybėmis yra panašus į peptidinį ryšį (2.22 pav.). Dėl šio ryšio, kurį katalizuoja fermentas, suskaidymo, penicilino liekana yra negrįžtamai sujungta su fermentu.

Inhibitoriai yra labai veiksmingos priemonės tiriant aktyviosios fermentų vietos struktūrą ir katalizės mechanizmą. Inhibitoriai, negrįžtami

Vandenilio eksponentas, pH (lot. pondus Hydrogenii - "vandenilio svoris", išreikštas „Pe ash“) Ar vandenilio jonų aktyvumas (labai praskiestuose tirpaluose atitinka koncentraciją) yra tirpalas, kuris kiekybiškai išreiškia jo rūgštumą. Modulis yra lygus ir priešingas vandenilio jonų aktyvumo dešimtainiam logaritmui, kuris išreiškiamas moliais litre:

PH istorija.

Koncepcija pH vertėkurį danų chemikas Sørensenas pristatė 1909 m. Rodiklis vadinamas pH (lotyniškų žodžių pirmosiomis raidėmis potentia hydrogeni - vandenilio galia, arba pondus hydrogeni Ar vandenilio svoris). Chemijoje derinant pX paprastai žymi kiekį, kuris yra lg X, ir laiškas H šiuo atveju žymi vandenilio jonų koncentraciją ( H +), arba, tiksliau, hidronio jonų termodinaminis aktyvumas.

Lygtys, siejančios pH ir pOH.

PH vertės rodymas.

25 ° C gryname vandenyje vandenilio jonų koncentracija ([ H +]) ir hidroksido jonai ([ OI -]) yra vienodi ir lygūs 10 −7 mol / l, tai aiškiai išplaukia iš joninio vandens produkto apibrėžimo, lygus [ H +] · [ OI -] ir yra lygus 10 −14 mol² / l² (esant 25 ° C temperatūrai).

Jei dviejų tipų jonų koncentracijos tirpale pasirodo vienodos, tada sakoma, kad tirpalas reaguoja neutraliai. Į vandenį įpylus rūgšties, padidėja vandenilio jonų koncentracija, o hidroksido jonų koncentracija sumažėja; pridedant bazę, priešingai, padidėja hidroksido jonų kiekis, o vandenilio jonų koncentracija sumažėja. Kada [ H +] > [OI -] sakoma, kad tirpalas yra rūgštus, o kai [ OI − ] > [H +] - šarminis.

Kad būtų patogiau vaizduoti, atsikratyti neigiamo rodiklio, vietoj vandenilio jonų koncentracijos, naudojamas jų dešimtainis logaritmas, kuris paimamas priešingu ženklu, kuris yra vandenilio rodiklis - pH.

POH tirpalo šarmingumo indeksas.

Atvirkščiai yra šiek tiek mažiau populiarūs pH vertė - sprendimo bazingumo indeksas, pOH, kuris yra lygus koncentracijos jonų tirpale dešimtainiam logaritmui (neigiamas) OI − :

kaip ir bet kuriame vandeniniame tirpale 25 ° C temperatūroje, o tai reiškia, kad šioje temperatūroje:

PH vertės skirtingo rūgštingumo tirpaluose.

• Priešingai populiarųjį įsitikinimu pH gali keistis, išskyrus 0–14 intervalą, jis taip pat gali peržengti šias ribas. Pavyzdžiui, esant vandenilio jonų koncentracijai [ H +] \u003d 10 −15 mol / l, pH \u003d 15, esant 10 mol / l hidroksido jonų koncentracijai pOH = −1 .

Nes esant 25 ° C (standartinėmis sąlygomis) [ H +] [OI − ] = 10 −14 , akivaizdu, kad esant tokiai temperatūrai pH + pOH \u003d 14.

Nes rūgščiuose tirpaluose [ H +]\u003e 10 −7, tai reiškia, kad rūgštiniuose tirpaluose pH < 7, соответственно, у щелочных растворов pH > 7 , pH neutralūs tirpalai yra lygūs 7. Aukštesnėje temperatūroje padidėja vandens elektrolitinio disociacijos konstanta, o tai reiškia, kad joninis vandens produktas padidėja, tada neutralus bus pH \u003d 7 (tai atitinka tuo pačiu metu padidėjusias koncentracijas kaip H +ir OI -); mažėjant temperatūrai, priešingai, neutrali pH dideja.

PH vertės nustatymo metodai.

Yra keli vertės nustatymo metodai pH sprendimai. PH vertė apskaičiuojama apytiksliai naudojant rodiklius, tiksliai išmatuotus naudojant pH-matuoti arba nustatyti analitiškai, atliekant rūgščių ir šarmų titravimą.

1. Apytiksliai apskaičiuojant vandenilio jonų koncentraciją, dažnai naudojamasi rūgščių ir šarmų rodikliai- organinės medžiagos-dažikliai, nuo kurių spalvos priklauso pH Trečiadienis. Populiariausi rodikliai: lakmusas, fenolftaleinas, metiloranžas (metiloranžas) ir kt. Indikatoriai gali būti dviejų skirtingų spalvų - rūgštiniai arba baziniai. Visų rodiklių spalva keičiasi jų rūgštingumo diapazone, dažnai 1-2 vienetai.
2. Norėdami padidinti darbinį matavimo intervalą pH kreiptis universalus rodikliskuris yra kelių rodiklių mišinys. Universalus indikatorius nuosekliai keičia spalvą nuo raudonos iki geltonos, žalios, mėlynos iki violetinės pereidamas iš rūgštinės srities į šarminę. Apibrėžimai pH indikatoriaus metodą sunku naudoti drumzliniems ar spalvotiems tirpalams.
3. Specialus prietaisas - pH-metras - leidžia išmatuoti pH platesniame diapazone ir tiksliau (iki 0,01 vieneto pH) nei naudojant rodiklius. Jonometrinis nustatymo metodas pH pagrįstas galvaninės grandinės su milivoltmetru-jonometru, kuriame yra stiklo elektrodas, kurio potencialas priklauso nuo jonų koncentracijos, EMF matavimais H + aplinkiniame tirpale. Metodas turi didelį tikslumą ir patogumą, ypač atlikus kalibravimą indikatoriaus elektrodui pasirinktame diapazone pHkuris duoda matuoti pH nepermatomi ir spalvoti tirpalai, todėl dažnai naudojami.
4. Analitinis tūrinis metodas — rūgščių ir šarmų titravimas - taip pat pateikia tikslius tirpalų rūgštingumo nustatymo rezultatus. Į tiriamą tirpalą lašai pridedamas žinomos koncentracijos tirpalas (titrantas). Juos sumaišius, įvyksta cheminė reakcija. Ekvivalentiškumo taškas - momentas, kai titranto tiksliai pakanka, kad reakcija būtų visiškai baigta, nustatomas naudojant indikatorių. Po to, jei žinoma pridėto titruoto tirpalo koncentracija ir tūris, nustatomas tirpalo rūgštingumas.
5. pH:

0,001 mol / l HCl esant 20 ° C temperatūrai pH \u003d 3, 30 ° C temperatūroje pH \u003d 3,

0,001 mol / l NaOH esant 20 ° C temperatūrai pH \u003d 11,73, 30 ° C temperatūroje pH \u003d 10,83,

Temperatūros poveikis vertėms pH paaiškinta skirtingu vandenilio jonų disociacija (H +) ir nėra eksperimentinė klaida. Temperatūros efekto elektroniniu būdu kompensuoti negalima pH-materis.

PH vaidmuo chemijoje ir biologijoje.

Terpės rūgštingumas yra svarbus daugumai cheminių procesų, o tam tikros reakcijos atsiradimo ar rezultato galimybė dažnai priklauso nuo pH Trečiadienis. Norint išlaikyti tam tikrą vertę pH reakcijos sistemoje laboratorinių tyrimų metu arba gaminant naudojami buferiniai tirpalai, leidžiantys išlaikyti beveik pastovią vertę pH praskiedus arba kai į tirpalą pridedama nedidelių rūgščių ar šarmų kiekių.

Vandenilio eksponentas pH dažnai naudojami apibūdinant įvairių biologinių terpių rūgščių ir šarmų savybes.

Biocheminėms reakcijoms didelę reikšmę turi gyvenamosiose sistemose vykstančios reakcijos terpės rūgštingumas. Vandenilio jonų koncentracija tirpale dažnai turi įtakos baltymų ir nukleorūgščių fizikinėms ir cheminėms savybėms bei biologiniam aktyvumui, todėl norint normaliai organizmo veiklai palaikyti rūgščių ir šarmų homeostazę yra išskirtinai svarbi užduotis. Dinamiškas optimalaus palaikymas pH biologiniai skysčiai pasiekiami veikiant kūno buferinėms sistemoms.

Žmogaus organizme pH vertė skirtinguose organuose yra skirtinga.

Kai kurios prasmės pH.
Medžiaga
Elektrolitas rūgštinėse švino baterijose
Skrandžio sultys
Citrinų sultys (5% citrinos rūgšties tirpalas)
Maisto actas
„Coca Cola“
obuolių sultys
Sveika žmogaus oda
Rūgštūs lietūs
Geriamas vanduo
Grynas vanduo 25 ° C temperatūroje
Jūros vanduo
Rankų muilas (riebalai)
Amoniakas
Baliklis (baliklis)
Koncentruoti šarmų tirpalai