Catalizatori si enzime2.pdf

7/27/2019 Catalizatori si enzime2.pdf

1/31


2/31

Catalizatorii sunt substantecare adaugate in cantitate mica,modifica viteza unei reactii chimice(reactie termodinamica posibila si inabsenta catalizatorului).

Acestia participa la reactia

chimica, dar se regasesc cantitativ lasfarsitul ciclului de reactie. Sistemulreactanti-catalizatori poate fi formatdintr-o singura faza (portiuneomogena dintr-un sistem, separata derestul sistemului prin suprafete deseparare) sau din faze diferite (solid-

gaz, solid-lichid, etc.). Reactiile in carecatalizatorul si reactantii apartinaceleiasi faze se incadreaza in catalizaomogena, iar cele in care catalizatorulconstituie o faza independenta incataliza eterogena.

Catalizatorii


3/31

Catalizatorii au o actiune selectiva, determinind in unele

cazuri chiar sensul transformarii chimice, de unde setrage concluzia ca ei intervin chimic in reactie. Deexemplu, reactia de deshidratare a alcoolului etilic poateduce la etena sau la eter etilic, in functie de catalizatoriifolositi. In prezenta de A1203 sau Si02, reactia

predominanta conduce la formarea de etilena, iarfolosind drept catalizator H2S04 sau H3P04 reactia cuviteza mai mare este cea de formare a eterului,

Al2O3, SiO2C2H5OH --------------------C2H4 + H2O

H3P04, H2S042C2H5OH ------------------(C2H5)2O + H2O


4/31

Prin masurarea vitezelor de reactie, in prezenta si in absenta catalizatorilor,calculandu-se energia de activare a proceselor, s-a ajuns la concluzia: catalizatorii actioneaza

cinetic, modificind mecanismul proceselor chimice si prin aceasta micsorand energia de activare areactiei chimice. Catalizatorii sunt deci substante careschimba viteza de reactie.prin participarea la

reactii chimice intermediare cu componentii reactiei: recuperarea lor are loc dupa fiecare ciclu de reactie.

Schimbarea vitezei reactiei catalizate se explica prin scaderea energiei de activare a etapelor saleintermediare. Sa presupunem pentru exemplificare ca substantele A si B potforma un compus AB:

A + B --> A . .. . B - -> AB (Complex activat)

Datorita energiei de activare inalta, starea de complex activat nu sepoate realiza, incat reactia se produce cu viteza mica (practic zero). Dacaconsideram exista o substanta, K (catalizatorul), care

poate reactiona usor cu A, pentru a forma compusul AK (energia de activare este joasa,interactiunea intre A si K fiind de natura diferita celei intre A si B):

A+K -->A K--> AK (Complex activat)

Daca compusul AK reactioneaza usor cu B se obtine:

B +AK--> B .... AK --> AB + K (Complex activat)

Insumand aceste ecuatii, se observa ca substanta folosita drept catalizator

ramane neschimbata in reactie:A + B = AB

A-f*

AK+B


5/31

PROPRIETATILE

CATALIZATORILOR

Activitateacatalitica

Selectivitatea


6/31

Se masoara prin numarul de molecule

de reactant care se transforma in unitatea detimp pe unitatea de suprafata de catalizator.

ACTIVITATEA CATALITICA


7/31

OTRAVURI

PROMOTORI

ACTIVITATEA CATALITICA este influentata de :


8/31

Substante care

maresc activitateacatalitica acatalizatorilor darnu modifica vitezade reactie inabsenta acestora

PROMOTORII


9/31

OTRAVURILE

Substante care anuleazaactivitatea catalitica a

unui catalizator


10/31

Micsoreaza viteza reactiilor chimice,actionand asupra reactantilor si nuasupra catalizatorilor;

Vitamina C(acidul ascorbic) esteinhibitor in reactia de oxidare a fructelor silegumelor, reactie care se produce in

prezenta unei enzime numita tirozonaza(fructele si legumele se stropesc cu zeamade lamaie care contine vitamina C);

INHIBITORII


11/31

Reprezinta materialul pe care este depuscatalizatorul

PENTRU SUPORTUL UNUI CATALIZATOR

SE FOLOSESC DIVERSE materiale(piatraponce, azbest,argile,carbuni activi)

Suportul imbunatateste calitatile

mecanice ale catalizatorului

SUPORTUL


12/31

Sunt reactiile care auloc in prezenta unui

catalizator Astazi, 90% din

procesele dinindustria chimica sunt

procese catalitice

REACTIILE CATALITICE


13/31

Clasificarea se realizeaza in functie de naturareactantului si a catalizatorului (starea deagregare);

reactii omogene(catalizatorii si reactantiisunt in aceeasi faza);

reactii eterogene(catalizatorii si reactantii

sunt in faze diferite); reactii enzimatice(catalizatorul este o

enzima);

CLASIFICAREA REACTIILORCATALITICE


14/31

Catalizatorul utilizat la automobilMotoarele pe benzina si motorina aleautomobilelor contribuie lapoluarea aeruluideoarece amestecul aer-combustibil nu este ntotalitate ars. Convertoarele catalitice reducemisiile, actionnd asupra celor 3 factoripoluanti:

- CO (monoxidul de carbon / otrava)- HC (hidrocarburile nearse care contribuie laformarea smog-ului)- NOx (oxizi de azot, cauzator de ploi acide).

Platina si Rodiul, cele doua metalepretioase folosite n constructiacatalizatoarelor, asigura o suprafata interioara

a convertorului catalitic foarte mare, necesaraprocesului de reducere a emisiilor poluante.

Convertoarele catalitice reduc cu pna la90% poluarea numai daca motorul

functioneaza cu raportul de amestec aer-combustibil specificat.


15/31

Pe langa aspectul legat de economisirea directa si imediata decarburant, sunt de asemenea de mentionat rezultatele care serefera la aspecte, nu mai putin importante, cum ar fi cele referitoarela respectul fata de mediul inconjurator.De fapt, catalizatorul ecologic, impiedica emisiile de pulberi fine side gaze toxice cum ar fi CO, CO2, NOx, HC, Pb, Ph, S, care, asa cums-a observat, sunt periculoase si nocive pentru sanatatea oamenilor

si pentru cea a altor specii. Aceste emisii, imprastiate in atmosferazilnic, in cantitati semnificative, ca urmare a activitatii de productiedin intreaga lume, sunt si direct responsabile de bine-cunoscutulEFECT DE SERA, ale carui efecte progresive nocive asupra sanatatiiumane si asupra conditiilor climaterice ale Ecosistemului , ne obligadin ce in ce mai mult sa ne concentram fortele in incercarea de agasi solutii cu adevarat eficace sau chiar folosirea unor automobile

care sa functioneze pe baza unor tehnologii ecologice, nepoluante.De fapt, asemenea tehnologii sunt luate in discutie de multi ani, darpoate acum este momentul sa fie gasite solutii pentru aplicarea lorpe scara larga.

Catalizatorul mareste viteza reactiei de ardere


16/31

Termenul de enzime provine din limba greaca siinseamna ferment.Enzimele sunt fermenti de natura proteica sistructura coloidala complexa, specifici plantelor sianimalelor, necesare pentru digestie deoarece auroluri importante in transformarea alimentelor insubstante primare necesare nutritiei, precumminerale, vitamine, aminoacizi. Acestea actioneaza in

mod asemanator cu niste catalizatori, avandcapacitatea de a determina o reactie chimicacomplexa fara ca ele sa fie alterate sau distruse incursul acestui proces. Enzimele pot fi insa distruse defactori precum anumite conditii termice.

In transformarile biochimice care au loc inorganismul uman, actioneaza doua tipuri de enzime,si anume:

Enzime endogene, sub forma de fermenti secretati deglandele digestive; au rol de reglare a digestiei;

Enzime exogene sau enzime propriu-zise, caretrebuie procurate din mediul exterior, prin consumulde alimente de origine vegetala sau animala.

Enzimele

Diagrama tip panglica a enzimei glicolitice in care cei doi

ioni necesari enzimei pentru a-si cataliza reactia sunt

reprezentati prin doua sfere de culoare mov, iar

inhibitorul printr-un model tridimensional; sferelor

verzi, rosii, albastre si galbene le corespund atomii decarbon, oxigen, nitrogen si respectiv sulf.


17/31

In organism, enzimele exogene se gasesc in cantitati foarte mici, dar fara prezenta loractiva nu pot avea loc procesele chimice de metabolizare (transformare), la nivelul

celulelor, tesuturilor si diferitelor organe, nu se poate produce inmultirea celulelor sinici cresterea si dezvoltarea plantelor si animalelor. Enzimele se pot gasi in special inalimentele negatite precum:germenii de grau, laptele de vaca crud(tolerat numai decei cu ficatul sanatos),galbenusul de ou de gaina (crud sau preparat moale), sucurilede legume, sucul si salata de orz verde, legumele si zarzavaturile tinere, afinele,caisele, ceapa, ciresele si visinele, coacazele negre, morcovii, prazul, prunele, rosiile,

salata verde, sfecla rosie, semintele de soia, spanacul, usturoiul, taratele de grau,mierea, lucerna (care contine un numar de 8 enzime esentiale), ouale, carnea sipestele. Aceste substante au un rol foarte bine determinat, fiecare actionandasupra unui anumit component din alimente, neputandu-se inlocui una pecealalta. Prin urmare, o cantitatea insuficienta, sau absenta unei singure enzimepoate determina imbolnavirea.

Enzimele al caror nume se termina cu "aza" au fost denumite pornind de lasubstanta din alimente asupra careia actioneaza. De exemplu, enzima careactioneaza asupra lipidelor (grasimi) se numeste lipaza; cea care descompunezaharul este zaharaza.


18/31

Regleaza una sau maimulte faze alemetabolismuluiintermediar,influenteaza activitateaenzimelor sau intervindirect in procese redoxsau chiar in sintezaenzimelor;

VITAMINELE suntnecesare organismului incantitati minime( provindin ratia alimentara iarunele sunt produse si deflora intestinala)

VITAMINELE


19/31

Au un rol nutriional fundamental n activitatea metabolismului

celular ;

Vitaminele din complexul B se gsesc n cantiti suficiente n alimentaiaraionala si corect preparat .Unele vitamine B sunt sintetizate deorganism. Vitaminele B particip la procesele de oxidoreducere, la

metabolismul glucidelor, lipidelor, proteinelor ,intervin n funciile sistemului

nervos, a unor glande endocrine .

n plus fa de faptul c ele coexist n aceleai mncruri, vitaminele Blucreaz deseori mpreun la susinerea metabolismului, meninerea pielii

sntoase i tonusului muscular, ntrirea funcionrii sistemului imunitar i

sistemului nervos i participarea la dezvoltarea i diviziunea celularincluzndu-le pe cele ale globulelor roii din snge, care previn anemia.

De asemenea, ajut la combaterea simptomelor i cauzelor stresului,depresiei i bolilor cardiovasculare.

Toate vitaminele B sunt solubile n ap i sunt rspndite n ntreg

organismul. Ele trebuie s fie remprosptate zilnic, deoarece excesele

sunt eliminate prin urin.

Vitaminele din complexul B


20/31

Drojdia de bere este o surs bun de vitaminaB.

Vitaminele B se gasesc in cantitati mai mari ingraminee cagraul, orezul, ovazul, secara si inficat. Se mai gasesc in legumele cu frunze verzi,

in carne, in carnea de pui, in peste, in oua, innuci si in leguminoase. Multe dintre vitamineleB - ca si multe alte substante nutritive -suntdistruse prin superprocesarea alimentelor. Pede alta parte, asemenea produse pot saraci

prin asa-numita procesare imbogatita, loculacestor vitamine fiind luat doar de catevasubstante nutritive, lasand astfel sursaechilibrata de complexul de vitamine B extremde saraca.

Alimente bogate n vitamine din complexul B


21/31

Vitamina C este un nutrient esenialvieii, solubil n ap, implicat nproducia de glucocorticosteroizi ide anumii neurotransmitori(substane care permit transmisiainfluxului nervos), n metabolismulglucozei, al colagenului, al aciduluifolic i al anumitor aminoacizi, nneutralizarea radicalilor liberi i a

nitrozaminelor, n reaciiimunologice, care faciliteazabsorbia fierului la nivelul tubuluidigestiv.

Vitamina C


22/31

Fructele citrice (lmie verde, lmie, portocal, grepfrut),tomatele i cartofii sunt surse comune i foarte bune de vitaminaC. Alte alimente care sunt bune surse de vitamina C includpapaya,broccoli, varz de Bruxelles, coacze,mceele, cpuni, conopid,spanac, pepene galben i kiwi. De asemenea, merioarele i ardeiiiui sunt surse bogate n vitamina C.

Cantitatea de vitamina C din alimente provenite din plante

depind de: varietatea exact a plantei, condiiile solului climatul n care s-a dezvoltat, perioada de timp dintre recoltare i consumare,

condiiile de pstrare, metoda de preparare. Gtitul n general, se presupune, distruge

vitamina C

Surse de vitamina C


23/31

Rolul

enzimelor

Descompunereamoleculelor mari

Accelereazaprocesele metabolice

Coordoneaza uneleetape ale cicluluimetabolic


24/31

Enzimele sunt substante de natura proteica.

Reprezinta macromolecule, compuse dinlanturi polipeptidice, avand o masa

moleculara intre 10.000 si 1.000.000.

Structura enzimelor


25/31

Factori : TemperaturaLa cresterea temperaturii creste si activitateaenzimatica. La temperaturi prea ridicate

enzimele incep sa se descompuna si activitateaenzimatica se micsoreaza.pH

Activitatea enzimatica este in stransa legatura

cu pH-ul mediului in care se afla. De exemplupepsina, o enzima digestiva are in conditiioptime un pH cuprins intre 1,5-2.

Reglarea activitatii enzimatice


26/31

Cofactori:

Combinatia dintre enzima si cofactorul dat(coenzima sau ionul metalic ) reprezinta oconfiguratie activa, cu care substratul poate fimai usor reactionat.

Ionii metaliciCa si cofactori mai pot fi prezenti ionii anumitor

metale, care sunt strans legati de enzima. Cei mai

raspanditi ioni metalici: ionul bivalent de Zn, ionulbivalent de Fe, ionul bivalent de Co si Mn.


27/31

Tipuri de enzime

Dupa reactivitate :

Apoenzima enzima caredevine activa numai la unireacu anumite substante de

natura non-proteica Coenzima- substanta de

natura non-proteica, ceconfera activitate enzimatica

apoenzimei Holoenzima- macromolecula

rezultata in urma uniriicoenzimei si apoenzimei.

Coenzima NADH


28/31

Dupa tipul reactiei catalizate

Oxidoreductaza

Transferaza

Hidrolaza

Liaza

Isomeraza Ligaza


29/31

Oxidoreductazele = enzime ce catalizeaza

reactiile de oxido-reducere, fiindtransportate de hidrogen sau de electroni. Inaceasta clasa intra un numar mare de enzimecunoscute sub numele de dehidraze sau

oxidaze.

Transferazele = enzime care transferaanumite grupari de atomi ( CH3, NH2,

PO3H2) de la un donor pe un acceptor.Acestea pot fi impartite in metiltransferaze siaminotransferaze


30/31

Hidrolazele = enzime care catalizeazahidroliza unei legaturi chimice.

ex : AB + H2O AOH + BH


31/31

Proiect realizat de:Cartas Ana-MariaEne EduardSavin Cosmin

Clasa A XI a F

Catalizatori si enzime2.pdf

Documents

Transcript of Catalizatori si enzime2.pdf