Биологические катализаторы разложения

При этом водород необходимо отделить от диоксида углерода и других продуктов конверсии. Эту проблему еще нельзя считать разрещенной. Одним из основных методов получения водорода в недалеком будущем рассматривается электролиз на атомных электростанциях. Кроме водорода выделяется и кислород, который также может быть использован в промыщленности и быту. Кроме электролитического рассматриваются термохимические и фотохимические методы получения водорода. Термохимический метод получения может быть особенно перспективен при разработке термоядерных энергоустановок. Однако для применения этого метода необходимо рещить задачу разделения водорода и кислорода. Большой интерес вызывает фотохимический способ разложения воды с использованием биологических катализаторов. [c.392]

Можно утверждать, что без катализа вообще была бы невозможна жизнь. Достаточно сказать, что лежащий в основе жизнедеятельности процесс ассимиляции двуокиси углерода хлорофиллом растений является фотохимическим и каталитическим процессом. Простейшие органические вещества, полученные в результате ассимиляции, претерпевают затем ряд сложных превращений. В химические функции живых клеток входит разложение и синтез белка, жиров, углеводов, синтез различных, часто весьма сложных молекул. Таким образом, клетка является своеобразной и весьма совершенной химической лабораторией, а если учесть, что все эти процессы каталитические — лабораторией каталитической. Катализаторами биологических процессов являются особые вещества — ферменты. Если сравнивать известные нам неорганические катализаторы с ферментами, то прежде всего поражает колоссальная каталитическая активность ферментов. Так. 1 моль фермента алкогольдегидрогеназа в 1 сек при комнатной температуре превращает 720 моль спирта в уксусный альдегид в то время как промышленные катализаторы того же процесса (в частности, медь) при 200 °С в 1 сек превращают не больше 0,1—1 моль на один грамм-атом катализатора. Или, например, 1 моль фермента каталазы при О °С разлагает в одну секунду 200 ООО моль перекиси водорода. Наиболее же активные неорганические катализаторы (платиновая чернь) при 20 °С разлагают 10—80 моль перекиси в 1 сек на одном грамм-атоме катализатора. Приведенные примеры показывают, что природные биологические катализаторы во много раз превосходят по активности синтетические неорганические катализаторы. Высокая специфичность и направленность действия, а также способность перерабатывать огромное количество молекул субстрата за короткое время при температуре существования живого организма и позволяет ферментам в достаточном количестве давать необходимые для жизнедеятельности соединения или уничтожать накапливающиеся в процессе жизнедеятельности бесполезные, а иногда и вредные продукты. [c.258]

Описано много вариантов метола разложения по такому принципу, которые отличаются соотношением кислот и некоторыми деталями исполнения. Например, рекомендуется окисление смесью азотной (пл. 1,4 г/см ) и серной кислот в соотношении 1 1с последующим добавлением, если требуется, азотной кислоты [5.1188], окисление смесью кислот в отношении 4 1 [5.1162] и окисление сначала азотной кислотой (в присутствии солей марганца как катализатора), затем с добавлением серной кислоты [5.1156]. Последние два метода разработаны для разложения образцов массой 250—ЗОО г. Другие варианты включают применение серной кислоты в смеси с твердыми нитратом аммония [5.1189 ], нитратом натрия [5.1190] или калия [5.1191], нитрозилсерной кислотой [5.1192] и оксидамп азота, которые барботируют через горячий раствор концентрированной серной кислоты, содержащий образец [5.1193]. Следует указать на применение трехкомпонентных смесей азотной, серной и фосфорной кислот для определения ртути в биологических материалах [5.1194], а также азотной, серной кислот и сульфата калия. В последнем случае разложение заканчивают сплавлением с дисульфатом [5.1195]. Небольшие количества оксидов азота, оставшиеся в растворе после окисления материала, могут мешать фотометрическому определению, поэтому их необходимо полностью удалять [5.1161, 5.1196]. [c.215]

Секрет такой слаженности заключается в присутствии в любой клетке ферментов. Ферменты - это биологические катализаторы они ускоряют реакции, хотя сами при этом не претерпевают изменений. Скорость некоторых катализируемых ферментами реакций трудно себе вообразить. За одну секунду одна молекула фермента в крови может катализировать разложение 600 [c.442]

НИИ вплоть до углекислого газа. В результате выделяется значительное количество энергии. Жиры нерастворимы в воде и поэтому не могут непосредственно усваиваться организмом. Разложение пищевых жиров — это сложный процесс, идет он в основном в кишечнике. Вначале жиры под действием желчи переходят в стойкую эмульсию подобно эмульсии жира в воде — молоку. Затем под действием особого биологического катализатора — фермента липазы — жиры расщепляются на жирные кислоты и глицерин. Продукты гидролиза всасываются в ткань стенки кишечника, где вновь синтезируется жир, характерный для данного организма. Затем жир распределяется по другим органам и тканям. Жиры в животном организме либо отлагаются как запасные питательные вещества либо подвергаются сложным превращениям в клетках тканей в процессе обмена веществ. [c.150]

Большой интерес вызывает фотохимический способ разложения воды. Использование для этой цели реакций на поверхности проводников, по мнению специалистов, неэффективно [65]. Более перспективен способ с использованием биологических катализаторов, в частности энзима гидрогеназы [80]. [c.176]

В живых организмах каталитической способностью при разложении пероксида водорода обладают так называемые каталазы-фермен-ты, образующиеся в результате деятельности живых организмов. Ката-лазы находятся, например, в крови и слюне. Отмечено, что биологические катализаторы намного активнее неорганических. [c.379]

Если же V отрицательно, то процесс является квази-каталитическим и разложение катализатора вносит свой термодинамический вклад в величину изменения изобарного потенциала активации. Биологический смысл действия такой системы в том, что катализатор-фермент погибает не в силу своей природной непрочности (т. е. из-за некоторого несовершенства структуры), а потому, что его разрушение есть дополнительный источник активации— динамичность структуры служит целям катализа. [c.169]

В некоторых реакциях катализатором служит одно из исходных веществ или один из продуктов реакции. Такие реакции называются аутокаталитическими. При аутокатализе скорость реакции вначале очень мала, но с появлением первых порций продуктов реакции скорость быстро растет по мере накопления катализатора, но до известного максимума, после чего скорость начинает снова падать. Замедление обусловлено уменьшением концентрации реагирующих веществ. К числу аутокаталитических реакций относится часть реакций разложения взрывчатых веществ, многие процессы горения и некоторые биологические процессы. [c.299]

В последние годы в качестве ПАВ все большее значение стали приобретать сульфонаты а-олефинов ( AO). По своим физическим и моющим свойствам они равноценны линейным алкилсульфонатам, но отличаются чрезвычайно высокой способностью к биологическому разложению. В качестве сырья для производства AO используют а-олефины состава С15— is (или более широкую фракцию Сц—С20), получаемые мягким крекингом н-парафинов или олигомеризацией этилена высокой степени чистоты в присутствии катализаторов Циглера. [c.333]

Для биологических систем высокие температуры губительны, и здесь их действие заменяется действием ферментов. Выступая в качестве катализаторов, ферменты снижают энергию активации, необходимую данным реагентам, и таким путем обеспечивают более высокие скорости реакций без добавления энергии извне, т. е., в частности, без повышения температуры. В живых системах быстрое разложение пероксида водорода происходит под действием фермента каталазы. [c.373]

Важнейшими природными гомогенно-каталитическими процессами являются разложение стратосферного озона окисление метана в тропо- и стратосфере окисление различных органических веществ в природных водах более двух тысяч химических превращений в живой клетке, ускоряемых биологическими катализаторами — ферментами. [c.173]

Задача каталитического разложения перекиси водорода, и таким образом устранения ее, осуществляется в биологических системах ферментом, называемым каталазой. Этот фермент, по-видимому, встречается во всех животных и растениях (за исключением некоторых микроорганизмов), и одной из целей, которым он служит, является предотвращение возможности накопления перекиси водорода в токсических концентрациях. Каталаза исключительно эффективна в этом процессе она активна при очень низких концентрациях перекиси водорода и способна осуществлять разложение со скоростью, значительно превышающей скорость для больгпииства других известных катализаторов. Разложение под действием каталазы иногда называют каталатическим с целью отличить его от пероксидатического действия и сделать возможным [c.347]

В живом организме реализуется огромное число разнообразных химических реакций. Разложение и синтез белка, жиров, углеводов и других, часто весьма сложных молекул происходит под действием многочисленных биологических катализаторов — ферментов, обладающих высокой специфичностью и эффективностью действия. Например, 1 моль фермента каталазы при 0° С разлагает в одну секунду 200 ООО молей перекиси водорода, между тем как весьма активный неорганический катализатор — платиновая чернь — за то же время даже при 20° С разлагает только 10—80 молей перекиси водорода на одном грамм-атоме катализатора. Этот и многие другие примеры, известные в литературе, показыванзт, что биологические катализаторы по своей активности во много раз превосходят неорганические катализаторы. Биологические катализаторы образуются и разрушаются в процессе жизнедеятельности организма. Ферменты способны за короткое время перерабатывать большое число молекул субстрата при температуре существования живого организма, создавая необходимые для жизнедеятельности соединения и уничтожая накапливающиеся в процессе жизнедеятельности бесполезные, а иногда и вредные вещества. Задачи разрушения и создания различных клеточных структур обычно реализуются совокупностью ферментов, вызывающих разложение, перенос атомов или групп, перестройку молекул и разнообразные процессы окисления. [c.130]

Биологические катализаторы (ферменты) по ряду признаков резко отличаются от неорганических катализаторов, хотя те и другие лишь ускоряют достижение равновесия в химических процессах, которые протекают сами по себе, но с очень малыми скоростями. Как и катализаторы неорганической природы, биокатализаторы не вызывают каких-либо химических реакций, а лишь ускоряют существующие. Первое различие состоит в том, что по сравнению с катализаторами неорганической природы ферменты работают в очень мягких условиях (низкая температура, нормальное давление, невысокие значения pH среды и т. п.) и очень интенсивно. Так, например, гидролитический распад белка до аминокислот в присутствии неорганических катализаторов (крепких кислот или щелочей) осуществляется при температуре 100° С и выше за несколько десятков часов. Этот же процесс при каталитическом участии специфических ферментов протекает за десятки минут при температуре 30—40° С. Для гидролиза крахмала, как указывал еще Й. Берцелиус (1836), при нагревании в растворе кислоты нужно несколько часов, а при участии соответствующего фермента этот процесс идет при комнатной температуре всего несколько минут. Ионы Ре каталитически ускоряют разложение Н2О2 на Н2О и О2. Однако атомы того же Ре, но в составе фермента каталазы действуют в 10 млрд. раз энергичнее, и всего 1 мг Ре в ферменте способен заменить в этой реакции Ют неорганического Ре. Таким образом, [c.95]

Безвозвратные потери нефти и нефтепродуктов на действующем НПЗ складываются в основном из следующих источников испарение углеводородов в атмосферу поступление углеводородов со сточными водами, поступающими на биологическую очистку и сбрасываемыми в водоемы сжигание на факелах (при отсутствии газгольдеров для улавливания факельных газов) розлив и утечки нефти и нефтенродуктов в грунт выделение с газами разложения на битумных установках и кокса, выжигаемого с катализаторов при их регенерации с отработанными глинами и шламами, а также за счет образования в процессах переработки нефти различных побочных продуктов, уходящих со сточными водами или выпускаемыми в атмо- [c.163]

Потери смолы с отходами, использование катализатора при полимеризации, необходимость спецйальных перевозок, не всегда устойчивы к биологическому разложению [c.45]

Перехожу теперь к габер-вильштеттеровскому объяснению механизма действия биологических окислительно-восстановительных катализаторов. Применение схемы цепной реакции, основанной на промежуточном образовании радикала, к окислению сульфита в водном растворе в присутствии окиси меди, привело Габера к необходимости считать, что катализатор участвует только в самой начальной фазе реакции, создавая из субстрата радикал путем одновалентного окисления его, сама н е цепная реакция проходит без содействия катализатора. Этим устанавливается полная аналогия между действием двувалентного иона меди и действием светового кванта. По отношению к данному случаю эта концепция не стоит в противоречии с фактами. Но применение ее к объяснению механизма разложения перекиси водорода под действием энзимов пероксидазы и каталазы неизбежно влечет за собой — в силу строгой специфичности этих катализаторов — выводы, которые совершенно расходятся с экспериментальными данными. [c.128]

Катализаторы как неорганические, так и биологические, способны изменять скорость только таких реакций, которые в определенных условиях могут протекать сами по себе. Поэтому в механизме действия пероксидазы и каталазы на перекись водорода решающим моментом являются те направления, по которым может пойти разложение Н2О2 само по себе. Этих направленш три [c.131]

В работах Л. А. Николаева п сотр. (И. П. Борщенский, А. П. (]ычеп, Г. Д. Корпусова и др.), начатых в 1946 г. ]310], показано, как изменяется каталитическая активность иона при переходе от простого (гидратированного) к комплексному [311—313]. В середине 40-х годов систематических исследований активности комплексов не проводилось. Однако это представляло интерес в связи с тем, что ионы переходных металлов в биологических системах, как правило, действуют в форме комплексных соединений (гемы, хлорофилл, В12 и т. п.). В этом смысле комплексы, активные в той или иной реакции, можно было рассматривать как модели активных групп металлсодержащих ферментов. Исследование было начато с простых соединений — аминных комплексов меди — в реакции разложения перекиси водорода. Было показано, что аммиакат меди почти в 1 ООО ООО раз активнее, чем гидратированный ион меди в водном растворе. Варьируя природу лиганда, используя различные амины и другие вещества, удалось выявить ряд закономерностей, характерных для действия комплексов вообще. Были обнаружены признаки активного комплексного катализатора. Координационное число не должно соответствовать насыщению координационной сферы (практически не должно равняться 6) — в комплексе должны оставаться свободные места , занимаемые субстратом реакции. Комплекс должен содержать донорные группы (активны аминные комплексы, но не активны соединения, содержащие вместо азота кислород). [c.135]

Либ и Крайник применяли для окисления наряду с серной кислотой и бихроматом калия предложенный ранее Линднером бихромат серебра, который действует как катализатор. Продукты разложения далее пропускали над раскаленным платиновым контактом в виде звезд и через поглотительную склянку с раствором гидроокиси бария. Двуокись углерода, так же как и в способе Линднера, определяли титрованием. При использовании этого метода для исследования биологических жидкостей был видоизменеи реакционный сосуд вследствие чего появилась возможность разбивать капилляр с навеской вещества при помощи поршня в атмосфере, не содержащей двуокиси углерода. [c.139]

Химический состав гумуса очень сложен. Для него всегда характерно присутствие окрашенных веществ, так называемых гуминовых кислот, которые отсутствуют в живых растениях. Эти кислоты состоят из лигнинопротеинового коллоидного комплекса, который обладает сильной ионообменной и адсорбционной способностью. При минерализации гумуса постепенно освобождаются необходимые растениям элементы питания. Кроме того, он служит кладовой для большого числа органических соединений, освобождаемых в ходе разложения органического вещества в почве или синтезируемых микроорганизмами антибиотиков, гормонов и катализаторов, значение которых для биологической деятельности почв совершенно очевидно, но еще плохо изучено. [c.67]