• بازدید : 55 views
  • بدون نظر
این فایل در ۴۰صفحه قابل ویرایش تیه شده وشامل موارد زیر است:

در اين بخش به اين موضوع مي پردازيم كه مولكول هاي پرانرژي چگونه براي توليد تركيبات قندي يا كربوهيدرات ها مورد استفادة ‌گياه قرار مي گيرند. 
الف- چرخة كلوين: در سالهاي بين ۱۹۴۶ تا ۱۹۵۳ سه تن از دانشمندان به نامهاي ملوين كلوين، جيمز بشام و آندروبنسون راه متابوليكي تبديل گازكربنيك به قند را در گياهان كشف كردند. آنها اين كار را از طريق پيگيري از بين رفتن گازكربنيك راديواكتيو نشان دار  در كشت هاي سلول هاي جلبك انجام داده اند. آزمايشهاي اولية كلوين نشان داد جلبك هايي كه به مدتي كه دقيقه و يا بيشتر در معرض گازكربنيك نشان دار قرار گرفته بودند، 
تركيب پيچيده اي از متابوليت هاي نشان دار، شامل قندها و اسيدهاي آمينه توليد كردند. با وجود اين ، تجزية جلبكي كه ۵ ثانيه در معرض گازكربنيك نشان دار قرار گفته بود نشان داد كه اولين تركيب پايدار راديواكتيو فعال كه در جلبك تشكيل گرديد ۳- فسفوگليسرات يا PG3 بوده است كه در ابتدا فقط از طرف گروه كربوكسيل (-COOH) نشان دار شده است. اين نتايج بلافاصله اين پيشنهاد را مطرح مي سازد كه PG3 توسط كربوكسيلاسيون يك تركيب دوكربنه به دست آمده است. چنين مادة‌ پيش ساختي تاكنون كشف نشده است. چنانچه واكنش كربوكسيلاسيوني واقعاً اتفاق بيفتد فقط روي يك قند ۵ كربنه به نام ريبولوز –۵- فسفات يا RU5P انجام مي گيرد. 
در نتيجة كربوكسيلاسيون قتند ۵ كربنة ريبولوز –۵- فسفات، يك قند ۶ كربنه به دست مي آيد كه به دو تركيب سه كربنه تجزيه مي گردد و هر كدام  از اين تركيبات سه كربنه به يك ملكول PG3 تبديل مي گردند. راه كلي اين تغيير و تبديل را كه در شكل شمارة ۲۱۹ نشان داده شده است، چرخة كلوين و يا جرخة احسايي پنتوز فسفات مي نامند. اين راه شامل كربوكسيلاسيونيك پنتوز، تشكيل تركيبات قندي و بازيافت ريبولوز –۵- فسفات يا Ru5P مي باشد. 
در جريان جستجوي يافتن كربوكسيلاسيون مادة مور اثر، تركيبات حد واسط نشان دار فراوان ديگري كشف گرديدند. به عنوان مثال در مراحل اولية راه،‌‏ فقط كربن هاي شماره ۳ و ۴ در قند ۶ كربنة فروكتوز –۱، ۶- بيس فسفات يا FBP نشان دار هستند، ولي در مراحل بعدي تعداد كمتري از كربن هاي اين قند نشان دار شده و شمارة ‌اين كربن ها كمتر از تركيبات قند در مراحل اولية ‌راه است . مشاهدة جريان حركت كربن نشان دار در انواع مختلف قندهاي سه، پنج، شش و هفت كربنه ساختمان اصلي راه متابوليكي پيشندي كلوين را  مشخص مي كند كه به طور كامل در شكل شمارة ۲۱۹ آمده است. واقعيت بسياري از واكنش هايي كه قبلاً به صورت پيش بيني بيان شده بود در مطالعات بعدي آزمايشگاهي با استفاده از آنزيم هاي مختلف به تأييد رسيده است. 
۱-چرخة‌ كلوين در يك فرايند دو مرحله اي از گاز كربنيك GAP توليد مي كند- چرخة كلوين را مي توان به دو مرحله تقسيم كرد: 
مرحلة اول- مرحلة‌ توليد (قسمت بالايي شكل شمارة‌۲۱۹) كه در آن سه مولكول ريبولوز –۵- فسفات يا Ru5p با سه مولكول گازكربنيك براي توليد ۶ مولكول گليسرآلدئيد –۳- فسفات يا GAP وارد واكنش مي شوند. در اين واكنش هاي بيوشيميايي ۹ مولكول ATP و ۶ مولكول NADPH مورد استفاده قرار مي گيرد. طبيعت چرخه اي اين راه متابوليكي باعث مي شود كه اين فرايند بتواند به ازاي هر سه مولكول گازكربنيك مصرفي، معادل يك ملكول گليسرآلدئيد –۳- فسفات يا GAP توليد نمايد. در اين نقطه از راه متابوليكي يك مولكول GAP مي تواند از چرخه خارج شده و در راههاي ديگر متابوليكي مورد استفاده سلول قرار گيرد. 
مرحلة دوم: مرحلة بازيافت ( قسمت پاييني شكل شمارة ۲۱۹) كه در آن اتم هاي كربن ۵ مولكول گليسرآلدئيد –۳- فسفات يا GAP باقيمانده ، شبه راه پنتوز فسفات، دريك سري از واكنش هاي بيوشيميايي شركت مي كند تا اينكه در نهايت براي شروع مجدد چرخة، سه مولكول ريبولوز –۵- فسفات توليد نمايند. اين مرحله را مي توان به چهار سري واكنش به صورت زير تقسيم كرد. شماره واكنش ها با شمارة آنها در شكل شمارة‌۲۱۹ مطابقت دارد: 
به طور كلي مي توان چرخة‌ كلوين را در معادلة سادة ذيل خلاصه كرد: 
 
بايد به اين نكته توجه كرد كه مرحلة‌دوم چرخة كلوين بدون استفاده از مولكول هاي پرانرژي ATP و NADPH انجام مي گيرد. 
اولين واكنش چرخة كلوين فسفوريلاسيون ريبولوز –۵- فسفات يا RU5P به كمك آنزيم فسفوريبولوكيناز است كه در اين واكنش ريبولوز-۵‌، ۵- بيس فسفات يا RuBP توليد مي گردد. بعد از كربوكسيلاسيون، مولكول RuBP مولكول ۳- فسفوگليسرات به دست آمده ابتدا به مولكول ۱،۳- بيس فسفوگليسرات يا BPG تبديل شده و سپس به GAP تبديل مي شود.
مرحلة دوم چرخة‌ كلوين با واكنش ايزومريزاسيون مولكول گليسرآلدئيد –۳- فسفات به دي هيدروكسي استون فسفات يا DHAP توسط آنزيم تريوز فسفات ايزومراز آغاز مي شود كه اين واكنش برعكس واكنش معروف شمارة ۵،‌ راه گليكوليز است. بعد از اين واكنش،‌ دي هيدروكسي استون فسفات مي تواند در مسير دو راه يكسان وارد واكنش هاي بيوشيميايي بعدي شود: واكنش ها شمارة ‌۶ تا ۸ و يا واكنش هاي شمارة ۹ تا ۱۱، واكنش هاي شمارة ۶ و ۹ از چرخة كلوين، واكنش هاي تراكم عامل آلدئيدي با دي هيدروكسي استون فسفات است كه اين واكنش ها به كمك آنزيم آلدولاز كاتاليز مي شوند . نتيجة ‌آن اتصال دي هيدروكسي استون فسفات به يك آلدئيد است. واكنش شمارة ۶ همچنين برعكس واكنش شمارة ۴، راه گليكوليز است. واكنش هاي شمارة‌ ۷ و ۱۰ واكنش هاي هيدروليز فسفات هستند كه از هر كدام از اين واكنش ها، يك مولكول فسفات معدني Pi توليد مي شود و اين واكنش به ترتيب توسط آنزيم هايي به نامهاي فروكتوز بيس فسفات از يا FBPase و سدوهپتولوز بيس فسفات از يا sbpASE كاتاليز مي شوند. باقيماندة واكنش هاي چرخة كلوين توسط آنزيم هايي كاتاليز مي شوند كه در آن پنتوز فسفات نيز همين واكنش ها ار كاتاليز مي نمايند. در واكنش هاي شمارة ۸ و ۱۱ كه هر دو توسط آنزيم ترانس ستولاز كاتاليز مي شوند،‌ يك واحد دو كربنة ستوني از يك قتند ستوزي به مولكول گليسرآلدئيد –۳- فسفات منتقل مي گردد و در نتيجه يك قند ۵ كربنة ستوزي به نام گزيلولوز –۵- فسفات يا Xu5P توليد مي شود. در نتيجة انجام اين واكنش ها فرآورده هاي ديگري نيز توليد مي شوند كه عبارتند از قند ۴ كربنة آلدوزي به نام اريتروز –۴- فسفات يا E4P كه از واكنش شمارة ۸ و ريبوز –۵- فسفات يا R5P كه از واكنش شمارة ۱۱ به دست مي آيند. قند اريتروز –۴-فسفات يا E4P توليدي در واكنش شمارة ۸ به عنوان يكي از دو واكنش گر، وارد واكنش شماره ۹ مي شود. مولكول هاي گزيلولوز –۵- فسفات يا Xu5P توليدي در واكنش هاي شمارة ۸ و ۱۱ به كمك آنزيم فسفوپنتوزاپيمراز در واكنش شمارة ۱۲ به ريبولوز –۵- فسفات يا Ru5p تبديل مي شود. ريبوز –۵- فسفات يا R5P به دست آمده از واكنش شمارة‌۱۱ نيز به نوبة خود توسط آنزيم ريبوز فسفات ايزومراز در واكنش شمارة ۱۳ به Ru5P تبديل مي شود و در نتيجه چرخة كلوين تكميل مي گيردد. از ۱۱ آنزيمي كه در چرخه كلوين فعال هستند، تنها سه آنزيم در بافت هاي حيواني وجود ندارند كه عبارتند از فسفوريبولوكيناز،‌ ريبولوز بيس فسفات كربوكسيلاز و سدوهپتولوز بيس فسفاتاز يا SBPase
  • بازدید : 51 views
  • بدون نظر

دانلود رایگان تحقیق تعمیرات ساختمان-خرید اینترنتی تحقیق تعمیرات ساختمان-دانلود رایگان مقاله تعمیرات ساختمان-تحقیق تعمیرات ساختمان

این فایل در ۲۲صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:
بتن در ۸۰ سال گذشته در بسياري از رشته هاي ساختماني كاربرد داشته و با عمر مفيد طولاني خود، مصالح با دوامي را به اثبات رسانده است. به هر حال بتن در پروژه هاي صنعتي بكار برده شده در ادامه برای آشنایی بیشتر شما توضیحات مفصلی می دهیم

  • بازدید : 46 views
  • بدون نظر
این فایل در ۲۴صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

در حالت کلی سینتیک شیمیایی را می‌توان علم مطالعه سیستمهای ناظر بر تجزیه شیمیایی و یا تغییر حالت مولکولها دانست. به عبارت دیگر سینتیک را می‌توان علم مکمل ترمودینامیک دانسته و سیستمهایی را که توزیع انرژی آنها با زمان تغییر می‌نماید مطالعه کرد. نظریه‌هایی که اثرات متقابل شیمیایی را توجیه می‌کنند بطور گسترده‌ای بر اساس نتایج تجربی پایه گذاری شده‌اند که با روشهای ترمودینامیکی و سینتیکی به دست می‌آیند.
با یک نگرش سطحی می‌توان مشاهده نمود که برخی از واکنشهای شیمیایی آنی بوده و تعدادی کند یا بی‌نهایت کند هستند. همچنین شدت بعضی از واکنشها در آغاز زیاد است، رفته رفته آهسته می‌گردند، برعکس برخی از واکنشها به کندی شروع شده و سپس شتاب می‌گیرند، سینتیک عامل زمان را در واکنشهای شیمیایی مطرح و مورد بحث قرار می‌دهد. 

تاریخچه 
از نظر تاریخی مطالعه سرعت واکنشها یکی از قدیمی‌ترین موضوعات شیمی فیزیک بوده است. و نزل در سال ۱۷۷۷ سرعت انحلال فلزات در اسیدها را مطالعه کرد. ویلهمی در سال ۱۸۵۰ هیدرولیز بوسیله اسیدها را مورد بررسی قرار داد و به این نتیجه رسید که سرعت واکنش هیدرولیز ساکاروز متناسب با غلظت ساکاروز تجزیه نشده است.
ویلهمی را می‌توان پایه گذار سینتیک نامید. درسال ۱۸۶۲ برتلو و سن ژیل نیز نتایج مشابهی روی هیدرولیز استرها در محیط اسیدی داشتند، سرانجام درسال ۱۸۶۳ گولدبرگ و واگ نتایج فوق را تعمیم داده و به صورت قانون اثر غلظت‌ها بیان کردند. 
مطالعات اولیه سینتیک 
اولین مطالعات در سینتیک شیمیایی مربوط به اندازه گیری سرعت واکنشها بوده و برای رسیدن به هدف اصلی با توجیه این سرعتها به شناخت مکانیسم کامل واکنش مورد مطالعه پی می‌بریم. البته از آنجا که سرعت اندازه گیری شده یک حالت آماری متوسط مولکولهای شرکت کننده در واکنش می‌باشد، سینتیک شیمیایی اطلاعی از حالت انرژیتیکی یا وضع فضایی مولکولها را بطور جداگانه ارائه نمی‌دهد ولی با این وصف مطالعه جنبشی واکنش های شیمیایی در تفکیک مکانیسم های پیچیده به مراحل ساده ، دارای توانایی و قدرت قابل توجهی می‌باشد.
مکانیسم کلی واکنشهای پیچیده‌ای که واکنشگرها تغییرات مرحله‌ای انجام می‌دهند، تنها با مطالعه سینتیکی سرعت یعنی فرایند حاکم بر واکنش از طریق مطالعه سینتیکی قابل تشریح می‌باشد. 

استفاده همزمان از عوامل ترمودینامیکی و سینتیکی 
ترمودینامیک شیمیایی هم مانند سینتیک شیمیایی شاخه مهمی از شیمی فیزیک است. در ترمودینامیک عامل زمان ، در کار نیست و در آن از تعادل و حالت ابتدایی و انتهایی سیستم بحث می‌شود. بی آنکه از سرعت رسیدن به تعادل سخن گفته شود. در بیشتر موارد عملی اکثر اطلاعات مورد نیاز با استفاده همزمان از عوامل ترمودینامیکی و سینتیکی بدست می‌آید. برای مثال در فرایندهای برای تهیه آمونیاک داریم:

 

زمانی که واکنش گرمازا باشد طبق اصل لوشاتلیه تهیه آمونیاک در فشار بالا و دمای پایین امکانپذیر است. ولی عملا در دمای  سرعت واکنش به اندازه‌ای کند است که به عنوان یک فرایند صنعتی مقرون به صرفه نمی‌باشد. لذا اگر چه در فرایند‌ هابر با استفاده از فشارهای زیاد تعادل در جهت تولید آمونیاک پیشرفت می‌کند، عملا در حضور کاتالیزور و دمای  (عوامل ترمودینامیکی) سرعت رسیدن به تعادل به مراتب افزایش می‌یابد. در نتیجه برای مشخص نمودن شرایط انجام این واکنش از عوامل ترمودینامیکی و سینتیکی استفاده می‌شود. 



تفاوتهای سینتیک و ترمودینامیک 
علم ترمودینامیک بیشتر مبتنی بر تغییر انرژی و آنتروپی است که معمولا همراه با تغییر در سیستم می‌باشد و با استفاده از انرژی آزاد یک واکنش و همچنین ثابت تعادل آن امکان انجام یا عدم انجام یک واکنش شیمیایی را پیش‌بینی می‌کند. اما نتایج ترمودینامیکی به هیچ وجه نمی‌تواند سرعت تغییرات شیمیایی و یا مکانیسم تبدیل واکنش دهنده‌ها اطلاعاتی به ما بدهد. به عنوان مثال اکسیژن و نیتروژن موجود در جو زمین می‌توانند با آب اقیانوسها وارد واکنش شده و اسید نیتریک رقیق تولید کنند.
بر اساس اطلاعات ترمودینامیکی  ، این واکنش به صورت خودبه‌خودی می‌تواند انجام شود. اما طبق اطلاعات سینتیکی خوشبختانه سرعت آن خیلی کم می‌باشد. تفاوت مهم دیگر بین سینتیک و ترمودینامیک این است که طبق اصول اساسی ترمودینامیک مقدار ثابت تعادل برای واکنشها مستقل از مسیری است که واکنش دهنده‌ها را به فراورده تبدیل می‌کند اما در سینتیک مسیر واکنش بسیار اهمیت دارد، زیرا کلیه مراحل و مکانیسم واکنشهای شیمیایی را تشکیل می‌دهد.





تعریف سینتیک شیمیایی 
سینتیک شیمیایی عبارت از بررسی سرعت واکنش‌های شیمیایی است. سرعت یک واکنش شیمیایی را عوامل معدودی کنترل می‌کنند. بررسی این عوامل ، راههایی را نشان می‌دهد که در طی آنها ، مواد واکنش‌دهنده به محصول واکنش تبدیل می‌شوند. توضیح تفضیلی مسیر انجام واکنش بر مبنای رفتار اتم‌ها ، مولکول‌ها و یون‌ها را “مکانیسم واکنش” می‌نامیم.
در ترمودینامیک و الکتروشیمی ، کارها پیش‌بینی انجام واکنش بود؛ اما مشاهدات صنعتی ، نتایج ترمودینامیک شیمیایی را به نظر تایید نمی‌کند. در این حالت نبایستی فکر کنیم که پیش بینی ترمودینامیک اشتباه بوده است؛ چون ترمودینامیک کاری با میزان پیشرفت واکنش و نحوه انجام فرایندها ندارد. نظر به اهمیت انجام فرایندها از نظر بهره زمانی ، لازم است که عامل زمان در بررسی فرایندها وارد شود.
به عنوان مثال ، کاتالیزورهای بخصوصی به نام “آنزیم‌ها” در تعیین این که کدام واکنش در سیستمهای زیستی با سرعت قابل ملاحظه به راه بیافتد، عواملی مهم هستند. مثلا مولکول “تری فسفات آدنوزین” (Adnosine triphosphate) از لحاظ ترمودینامیکی در محلولهای آبی ناپایدار بوده و باید هیدرولیز گردیده و به “دی فسفات آدنوزین” و یک فسفات معدنی تجزیه شود. در صورتی که این واکنش در غیاب آنزیمی ویژه ، “آدنوزین تری فسفاتاز” ، بسیار کند می‌باشد.
در واقع همین کنترل ترمودینامیکی سمت و سوی واکنش‌ها به همراه کنترل سرعت آنها توسط آنزیمهاست که موجودیت سیستمی با تعادل بسیار ظریف ، یعنی سلول زنده را مقدور می‌سازد. بیشتر واکنش‌های شیمیایی طی مکانیسمهای چند مرحله‌ای صورت می‌گیرند. هرگز نمی‌توان اطمینان داشت که یک مکانیسم پیشنهاد شده ، بیانگر واقعیت باشد. مکانیسم واکنشها تنها حدس و گمانهایی بر اساس بررسیهای سینتیکی‌اند.
سرعت متوسط واکنش در یک بازه زمانی بیان کننده میانگین میزان پیشرفت واکنش در آن بازه زمانی است. برای تعیین سرعت متوسط یک واکنش سرعت متوسط تولید یا مصرف یکی از مواد مربوط به آن واکنش مشخص می شود. اگر واکنش را به صورت  در نظر بگیریم سرعت متوسط  سرعت مصرف واکنش دهنده A  و سرعت متوسط تولید فرآورده B  نشان داده می شود که : 




سرعت متوسط معمولا بر حسب واحد mol/s (مول بر ثانیه) mol/min (مول بر دقیقه) گزارش می شود. 
چون  با گذشت زمان کوچکتر از صفر (منفی) است و سرعت واکنش کمیتی مثبت می باشد به همین دلیل در رابطه  یک منفی وجود دارد که  همواره کمیتی مثبت شود. 

اگر ماده مورد نظر به فرم گازی یا محلول باشد , به جای تغییر تعداد مول ها می توان تغییر غلظت مولی را در نظر گرفت پس می توان نوشت : 


سرعت متوسط واکنش نسبت به تغییر غلظت مولی هر ماده به صورت mol/l.s و یا به صورت mol/L.min گزارش می شود. 
سرعت متوسط واکنش از تقسیم سرعت متوسط تولید فرآورده یا مصرف واکنش دهنده بر ضریب استوکیومتری واکنش موازنه شده به دست می آید مثلا : 




نکته : هر گاه واکنش دهنده ها و یا محصولات یک واکنش به حالت گاز باشند می توان سرعت واکنش را بر حسب تغییر حجم نسبت به زمان بیان کرد . در این صورت سرعت بر حسب ……, ml/min , L/s , L/min گزارش می شود. 
دو نظریه مهم واساسی که واکنشهای شیمیایی را در سطح مولکولی )میکروسکوپی) بررسی میکند عبارتند از:
۱) نظریه برخورد
۲) نظریه حالت گذار



نظریه برخورد
مطابق با این نظریه، برای انجام یک واکنش باید بین ذره های واکنش دهنده برخورد موثر صورت گیرد.
برخورد موثر برخوردی است که دارای دو ویژگی مهم زیر باشد:
۱) جهت مناسب برخورد 
۲) دارا بودن انرژی کافی ذره ها هنگام برخورد

تعداد برخوردها
افزایش غلظت باعث افزایش تعداد برخورد ها و در نتیجه افزایش سرعت واکنش میشود. طبق نظریه برخورد سرعت واکنش به تعداد  برخوردهای بین ذره های واکنش دهنده در واحد حجم و زمان بستگی دارد.

انرژی ذره ها هنگام برخورد
در میان برخوردهای متعدد میان ذره ها فقط تعداد محدودی منجر به انجام واکنش می شوند. زیرا همگی آنها دارای انرژی کافی نیستند.در واقع انرژی ذره ها هنگام برخورد باید به حدی باشد که بتواند پیوندهای موجود میان مواد واکنش دهنده را سست کند. این انرژی را “انرژی فعالسازی” گویند.


جهت گیری مناسب مولکولهای برخورد کننده
برای اینکه برخورد بین ذره های واکنش دهنده به انجام واکنش و تولید فرآورده بیانجامد باید این ذره ها درجهت مناسبی به یکدیگر نزدیک شده و برخورد کنند. شکل زیر برخوردهای با جهت گیری مناسب و نامناسب را در واکنش مقابل نشان میدهد

عتیقه زیرخاکی گنج