DIR Return Create A Forum - Home
---------------------------------------------------------
Universite Dersleri
HTML https://dersler.createaforum.com
---------------------------------------------------------
*****************************************************
DIR Return to: Fizyoloji
*****************************************************
#Post#: 90--------------------------------------------------
Kimyasal Tepkimeler
By: rehavet Date: April 25, 2024, 11:54 am
---------------------------------------------------------
Canlı bir organizmanın bir özelliği de
metabolizmadır; bu, organizmanın
sağlığını ve yaşamını
sürdürmek için devam eden tüm kimyasal reaksiyonların
toplamıdır. Şimdiye kadar öğrendiğiniz
bağlanma süreçleri anabolik kimyasal reaksiyonlardır;
yani daha küçük moleküllerden veya atomlardan daha büyük
moleküller oluştururlar. Ancak metabolizmanın
başka bir yönde de ilerleyebileceğini
hatırlayın: katabolik kimyasal reaksiyonlarda, daha
büyük moleküllerin bileşenleri arasındaki bağlar
kopar ve daha küçük moleküller veya atomlar açığa
çıkar. Her iki reaksiyon türü de sadece madde değil
enerji alışverişini de içerir.
Kimyasal Tepkimelerde Enerjinin Rolü
Kimyasal tepkimeler, maddenin yeterli hassasiyet ve kuvvetle
çarpışarak eski kimyasal bağların
kopmasına ve yenilerinin oluşmasına neden olacak
yeterli miktarda enerji gerektirir. Genel olarak kinetik enerji,
hareket halindeki her türlü maddeye güç veren enerji biçimidir.
Bir tuğla duvar inşa ettiğinizi düşünün. Bir
tuğlayı kaldırıp diğerinin üzerine
yerleştirmek için gereken enerji kinetik enerjidir -
maddenin hareketinden dolayı sahip olduğu enerji.
Duvar yerine oturduktan sonra potansiyel enerji depolar.
Potansiyel enerji, konum enerjisidir ya da maddenin
bileşenlerinin konumu veya yapısı nedeniyle sahip
olduğu enerjidir. Eğer tuğla duvar
yıkılırsa, depolanan potansiyel enerji
tuğlalar düşerken kinetik enerji olarak
açığa çıkar.
İnsan vücudunda potansiyel enerji, atomlar ve moleküller
arasındaki bağlarda depolanır. Kimyasal enerji,
enerjinin kimyasal bağlarda depolandığı
potansiyel enerji biçimidir. Bu bağlar
oluştuğunda kimyasal enerji harcanmakta,
koptuğunda ise kimyasal enerji açığa
çıkmaktadır. Tüm enerji gibi kimyasal enerjinin de ne
yaratıldığına ne de yok edildiğine
dikkat edin; daha ziyade bir formdan diğerine
dönüştürülür. Yürüyüşe çıkmadan önce bir enerji
barı yediğinizde, barın içerdiği bal,
fındık ve diğer gıdalar vücudunuz
tarafından parçalanır ve kas hücrelerinizin kinetik
enerjiye dönüştürdüğü moleküllere yeniden düzenlenir.
Absorbe ettiklerinden daha fazla enerji açığa
çıkaran kimyasal reaksiyonlar ekzergonik olarak
nitelendirilir. Enerji barınızdaki gıdaların
katabolizması buna bir örnektir. Barda depolanan kimyasal
enerjinin bir kısmı vücudunuzun yakıt olarak
kullandığı moleküllere emilir, ancak bir
kısmı da ısı olarak açığa
çıkar. Buna karşılık,
saldıklarından daha fazla enerji emen kimyasal
reaksiyonlar endergoniktir. Bu reaksiyonlar enerji girişi
gerektirir ve ortaya çıkan molekül sadece orijinal
bileşenlerdeki kimyasal enerjiyi değil, aynı
zamanda reaksiyonu besleyen enerjiyi de depolar. Enerji ne
yaratıldığı ne de yok edildiği için,
endergonik reaksiyonlar için gereken enerji nereden gelir?
Çoğu durumda, ekzergonik reaksiyonlardan kaynaklanır.
İnsan İşlevlerinde Önemli Olan Enerji Biçimleri
Kimyasal enerjinin kimyasal bağlar tarafından
emildiğini, depolandığını ve serbest
bırakıldığını zaten
öğrenmiştiniz. Kimyasal enerjinin yanı sıra
mekanik, radyant ve elektrik enerjisi de insan
işleyişinde önemlidir.
[list]
[li]Makineler, motorlar veya insan vücudu gibi fiziksel
sistemlerde depolanan mekanik enerji, maddenin hareketine
doğrudan güç sağlar. Bir tuğlayı duvardaki
yerine kaldırdığınızda,
kaslarınız tuğlayı hareket ettiren mekanik
enerjiyi sağlar.
[/li]
[li]Radyant enerji, madde yerine dalga olarak yayılan ve
iletilen enerjidir. Bu dalgaların uzunluğu uzun radyo
dalgaları ve mikrodalgalardan, bozunan atom
çekirdeklerinden yayılan kısa gama dalgalarına
kadar değişir. Radyant enerjinin tüm spektrumu
elektromanyetik spektrum olarak adlandırılır.
Vücut, güneş ışığının
ultraviyole enerjisini kullanarak deri hücrelerindeki bir
bileşiği insan fonksiyonları için gerekli olan D
vitaminine dönüştürür. İnsan gözü,
kırmızıdan menekşeye kadar
gökkuşağının renklerini oluşturan dalga
boylarını görmek üzere evrimleşmiştir, bu
nedenle spektrumdaki bu aralığa "görünür
ışık" denir.
[/li]
[li]Hücrelerdeki ve vücut sıvılarındaki
elektrolitler tarafından sağlanan elektrik enerjisi,
sinir ve kas hücrelerindeki uyarıların iletilmesine
yardımcı olan voltaj değişikliklerine
katkıda bulunur.
[/li]
[/list]
Kimyasal Tepkimelerin Özellikleri
Tüm kimyasal reaksiyonlar, reaksiyona giren bir veya daha fazla
madde için kullanılan genel terim olan bir reaktant ile
başlar. Örneğin, sodyum ve klorür iyonları sofra
tuzu üretiminde kullanılan reaktiflerdir. Bir kimyasal
reaksiyon sonucu ortaya çıkan bir veya daha fazla maddeye
ürün denir.
Kimyasal reaksiyonlarda, reaktanların bileşenleri
-ilgili elementler ve her birinin atom sayısı-
ürün(ler)de mevcuttur. Benzer şekilde, ürünlerde de
reaktanlarda bulunmayan hiçbir şey yoktur. Bunun nedeni,
kimyasal reaksiyonların, kimyasal bir reaksiyonda maddenin
yaratılamayacağını veya yok
edilemeyeceğini belirten kütlenin korunumu yasası
tarafından yönetilmesidir.
Matematiksel hesaplamaları 2 + 7 = 9 gibi denklemlerle
ifade edebildiğiniz gibi, reaktanların nasıl
ürüne dönüştüğünü göstermek için kimyasal denklemleri
kullanabilirsiniz. Matematikte olduğu gibi kimyasal
denklemler de soldan sağa doğru ilerler, ancak
eşittir işareti yerine kimyasal reaksiyonun
ilerlediği yönü gösteren bir ok veya oklar
kullanılır. Örneğin, bir azot atomu ve üç
hidrojen atomunun amonyak ürettiği kimyasal reaksiyon N +
3H→NH3 şeklinde yazılabilir. Buna uygun olarak,
amonyağın bileşenlerine ayrılması
NH3→N + 3H şeklinde yazılacaktır.
İlk örnekte bir nitrojen (N) atomu ile üç hidrojen (H)
atomunun bir bileşik oluşturmak üzere
bağlandığına dikkat edin. Bu anabolik
reaksiyon, daha sonra bileşiğin bağları
içinde depolanan enerjiyi gerektirir. Bu tür reaksiyonlar sentez
reaksiyonları olarak adlandırılır. Bir
sentez reaksiyonu, daha önce ayrı olan bileşenlerin
sentezi (birleşmesi) ile sonuçlanan kimyasal bir
reaksiyondur (aşağıdaki şekil üstteki
kısım). Yine, azot ve hidrojen, ürün olarak amonyak
veren bir sentez reaksiyonunda reaktanlardır. Bir sentez
reaksiyonu için genel denklem A + B→AB şeklindedir.
[img
width=450]
HTML https://blogger.googleusercontent.com/img/a/AVvXsEiVDWG4bDNkxYo1L4i9eoeX278jiv6cYMO8qiLUED6meXXd-S16OCZQPGH32Dr4JI-R6brACbDaYzmK8RPlIWoH0hXRpMnPdLPrDfZNQuDSxTo3rTIRSAd9Ja1jb97wd4yG2d2BmjSEulzJhkGUqSgQrkCHP5LWXgrko9BTPhrCkD5-yM2kjkdw_ynOxKQ[/img]
Üç Temel Kimyasal Reaksiyon Üç temel kimyasal reaksiyonda yer
alan atomlar ve moleküller kelimeler olarak düşünülebilir.
İkinci örnekte, amonyak daha küçük bileşenlerine
katabolize olur ve bağlarında depolanmış
olan potansiyel enerji serbest kalır. Bu tür tepkimeler
ayrışma tepkimeleri olarak
adlandırılır. Ayrışma tepkimesi, daha
büyük bir şeyi kendisini oluşturan parçalara
ayıran veya "ayrıştıran" kimyasal bir
tepkimedir (yukarıdaki şekil ortadaki
kısım). Bir ayrışma reaksiyonu için genel
denklem şöyledir: AB→A+B.
Bir değişim tepkimesi, hem sentezin hem de
ayrışmanın gerçekleştiği, kimyasal
bağların hem oluştuğu hem de
kırıldığı ve kimyasal enerjinin
emildiği, depolandığı ve
salındığı bir kimyasal tepkimedir
(yukarıdaki şekil alttaki kısım).
Bir değişim reaksiyonunun en basit şekli
şöyle olabilir: A+BC→AB+C. Bu ürünleri üretmek için B
ve C'nin bir ayrışma reaksiyonunda parçalanması
gerekirken, A ve B'nin bir sentez reaksiyonunda
bağlanması gerektiğine dikkat edin. Daha
karmaşık bir değişim reaksiyonu şöyle
olabilir: AB+CD→AC+BD. Başka bir örnek de şöyle
olabilir: AB+CD→AD+BC.
Teorik olarak, herhangi bir kimyasal reaksiyon doğru
koşullar altında her iki yönde de ilerleyebilir.
Reaktantlar daha sonra ayrışan bir ürüne
sentezlenebilir. Tersinirlik de değişim
reaksiyonlarının bir niteliğidir.
Örneğin, A+BC→AB+C daha sonra AB+C→A+BC olarak
ters çevrilebilir. Bir kimyasal reaksiyonun tersinirliği
çift ok ile gösterilir: A+BC⇄AB+C. Yine de insan vücudunda
pek çok kimyasal reaksiyon şu ya da bu şekilde
öngörülebilir bir yönde ilerler. Bu daha öngörülebilir yolu en
az direnç gösteren yol olarak düşünebilirsiniz, çünkü tipik
olarak alternatif yön daha fazla enerji gerektirir.
Kimyasal Tepkimelerin Hızını Etkileyen Unsurlar
Kabartma tozu içine sirke dökerseniz, reaksiyon
anlıktır; karışım köpürür ve fokurdar.
Ancak birçok kimyasal reaksiyon zaman alır. Kimyasal
reaksiyonların hızını etkileyen çeşitli
faktörler vardır. Ancak bu bölümde sadece insan
işleyişinde en önemli olanları ele
alınacaktır.
Reaktantların Özellikleri
Kimyasal reaksiyonların hızlı bir şekilde
gerçekleşmesi için, reaktanlardaki atomların
birbirlerine kolayca erişebilmeleri gerekir.
Dolayısıyla, reaktanların yüzey alanı ne
kadar büyük olursa, o kadar kolay etkileşime gireceklerdir.
Ağzınıza bir küp peynir
attığınızda, yutmadan önce çiğnersiniz.
Diğer şeylerin yanı sıra çiğneme,
sindirim kimyasallarının gıdaya daha kolay
ulaşabilmesi için gıdanın yüzey alanını
artırır. Genel bir kural olarak, gazlar
sıvılardan veya katılardan daha hızlı
reaksiyona girme eğilimindedir, çünkü yine bir maddenin
parçacıklarını ayırmak enerji gerektirir ve
gazların tanımı gereği
parçacıkları arasında zaten boşluk
vardır. Benzer şekilde, molekül ne kadar büyükse,
toplam bağ sayısı da o kadar fazla
olacağından, daha az toplam bağa sahip daha küçük
molekülleri içeren reaksiyonların daha hızlı
ilerlemesi beklenir.
Buna ek olarak, bazı elementlerin diğerlerinden daha
tepkisel olduğunu hatırlayın. Hidrojen gibi
yüksek tepkisel elementleri içeren tepkimeler, daha az tepkisel
elementleri içeren tepkimelere göre daha hızlı
ilerler. Helyum gibi kararlı elementleri içeren
tepkimelerin gerçekleşme olasılığı hiç
yoktur.
Sıcaklık
Neredeyse tüm kimyasal tepkimeler yüksek sıcaklıklarda
daha hızlı gerçekleşir. Kinetik enerjinin hareket
halindeki maddenin enerjisi olduğunu hatırlayın.
Atom altı parçacıkların kinetik enerjisi, termal
enerjideki artışlara yanıt olarak artar.
Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, parçacıklar o
kadar hızlı hareket eder ve temas edip tepkimeye girme
olasılıkları o kadar artar.
Konsantrasyon ve Basınç
Bir kulüpte sadece birkaç kişi dans ediyorsa, birbirlerinin
ayak parmaklarına basmaları pek olası
değildir. Ancak giderek daha fazla insan dans etmek için
ayağa kalktıkça -özellikle de müzik
hızlıysa- çarpışmaların meydana gelmesi
muhtemeldir. Kimyasal tepkimelerde de durum aynıdır:
belirli bir alanda ne kadar çok parçacık varsa, bu
parçacıkların birbirine çarpma
olasılığı da o kadar yüksektir. Bu da
kimyagerlerin kimyasal tepkimeleri yalnızca
parçacıkların konsantrasyonunu (boşluktaki
parçacık sayısı) arttırarak değil,
aynı zamanda boşluğun hacmini azaltarak da
hızlandırabilecekleri anlamına gelir ki bu da
basıncı arttıracaktır. Eğer o kulüpte
100 dansçı varsa ve yönetici partiyi aniden yarı
büyüklüğünde bir odaya taşırsa,
dansçıların yoğunluğu yeni alanda iki
katına çıkacak ve çarpışma
olasılığı da buna bağlı olarak
artacaktır.
Enzimler ve Diğer Katalizörler
Doğada iki kimyasalın birbiriyle tepkimeye girmesi
için önce temas etmeleri gerekir ve bu da rastgele
çarpışmalar yoluyla gerçekleşir. Isı,
atomların, iyonların ve moleküllerin kinetik
enerjisini artırmaya yardımcı olduğundan,
çarpışmalarını teşvik eder. Ancak
vücutta, çok yüksek ateş gibi aşırı yüksek
ısı da vücut hücrelerine zarar verebilir ve
hayatı tehdit edebilir. Öte yandan, normal vücut
sıcaklığı yaşamı sürdüren kimyasal
tepkimeleri teşvik edecek kadar yüksek değildir.
İşte bu noktada katalizörler devreye girer.
Kimyada katalizör, kendisi herhangi bir
değişikliğe uğramadan bir kimyasal
tepkimenin hızını artıran bir maddedir.
Katalizörü kimyasal bir değişim ajanı olarak
düşünebilirsiniz. Atomların, iyonların ve
moleküllerin çarpışma hızını ve
kuvvetini artırmaya yardımcı olurlar, böylece
değerlik kabuğu elektronlarının
etkileşime girme olasılığını
artırırlar.
İnsan vücudundaki en önemli katalizörler enzimlerdir.
Enzim, protein veya ribonükleik asitten (RNA) oluşan bir
katalizördür ve her ikisi de bu bölümün ilerleyen
kısımlarında ele alınacaktır. Tüm
katalizörler gibi enzimler de kimyasal bir tepkimeye
harcanması gereken enerji seviyesini düşürerek
çalışır. Bir kimyasal reaksiyonun aktivasyon
enerjisi, reaktanlardaki bağları kırmak için
gereken "eşik" enerji seviyesidir. Bu bağlar bir kez
koptuğunda, yeni düzenlemeler oluşabilir. Katalizör
görevi görecek bir enzim olmadan, kimyasal bir tepkimeyi
ateşlemek için çok daha büyük bir enerji
yatırımı gerekir (aşağıdaki
şekil).
[img
width=450]
HTML https://blogger.googleusercontent.com/img/a/AVvXsEi55xOJH1akrnc1zKJwHVMLh-4W5Cuzc-OYircAe_2NB1yvHPCdIX7zaZ_9fPY5siC80GALt1CHL26CiVm62JwEYn9EBb8-FrkZuHFVGVenVDtHqwUcROZxkpYsYdl6i5d2DtpNo19LH8WbtWZlftLXKYESx2b_g8M7-H1kx6TQh7Cfw2q0dWviHnZHk8A[/img]
Enzimler Enzimler, belirli bir kimyasal reaksiyonun
gerçekleşmesi için gereken aktivasyon enerjisini
azaltır. (a) Bir enzim olmadan, bir reaksiyonun
başlaması için gereken enerji girdisi yüksektir. (b)
Bir enzimin yardımıyla, bir reaksiyonun
başlaması için daha az enerjiye ihtiyaç duyulur.
Enzimler vücudun sağlıklı işleyişi için
kritik öneme sahiptir. Örneğin, gıdaların
parçalanmasına ve enerjiye dönüştürülmesine
yardımcı olurlar. Aslında, vücuttaki kimyasal
tepkimelerin çoğu enzimler tarafından
kolaylaştırılır.
Önceki Ders: Kimyasal Bağlar
HTML https://dersler.createaforum.com/fizyoloji/kimyasal-ba287lar/
Sonraki Ders: İnsan İşlevleri için Gerekli
İnorganik Bileşikler
HTML https://dersler.createaforum.com/fizyoloji/304nsan-304351levleri-icin-gerekli-304norganik-bile351ikler/
Kaynakça ve Ders Listesi
HTML https://dersler.createaforum.com/anatomi/anatomi-ve-fizyoloji-ders-listesi-ve-kaynakca/
*****************************************************