Nizomiy nomidagi tdpu termiz filiali

3. Reaksiyalar tezligiga temperaturaning ta’siri

Temperatura ko’tarilganida ximiyaviy reaksiya tezligi ko’p darajada ortib boradi. Chunonchi, temperaturaning 10⁰ daraja ko’tarinishi reaksiya tezligining 2 – 4 baravar ortishiga sabab bo’ladi. Temperaturaning 10⁰ga o’zgarishida ko’riladigan solishtirma tezliklar nisbati reaksiya tezligining temperatura koefsenti deb ataladi:

bu yerda Kt⁰- t⁰ temperaturadagi tezlik konstantasi, Kt⁰+10 – temperatura 10⁰ga ko’tarilganda tezlik konstantasi.

Koeffsiyent qiymatining past (1,5 gacha) bo’lishi fizik prosesslar (masalan, diffuziya prosseslari) ga xarakterli ekannigi aniqlangan. 3 ga teng yoki bundan ko’ra ortiqroq bo’ladigan bir muncha yuqori koeffisentlar ximiyaviy reaksiyalar bo’layetganiga aloqador ko’rsatkich hisoblanadi.

Biologik prosesslar muayyan temperaturalar doirasidagina yuzaga chiqishi mumkin. Shu doiralarda prosesslarning tezligi temperaturaga ko’p darajada bog’liq bo’ladi. Temperaturaning ko’tarilishi biologik reaksiyalar tezligining bir qadar ortib borib, ma’lum bir optimal temperaturada eng katta miqdorga yetishiga sabab bo’ladi. Temperaturaning yanada ko’tarilib borishi reaksiya tezligining pasayib ketishiga olib keladi Mazkur reaksiya uchun maksimal hisoblanadigan ma’lum bir temperaturada reaksiya to’xtaydi.

Tezlik konstantasi, aktivlanish energiyasi Ye va absolyut temperatura T o’rtasidagi miqdoriy munosabat Arrenius tenglamasi bilan bengilanadi:

bu yerda R – gaz doimiysi; k – tezlik konstantasi. T₁ dan T₂gacha bo’lgan temperaturalar doirasida Arrenius tenglamasini quyidagi shaklda yozish mumkin:

Aktivlanish energiyasi Ye ni aniqlash uchun shu tenglamadan foydalansa bo’ladi. Buning uchun ximiyaviy reaksiya tezligining ma’lum bir temperaturalar intervalidagi konstantasi aniqlanadi va lgk ning 1/T ga bog’liqligini ifodanaydigan grafik tuzilib, bu grafikdagi ordinatalar o’qiga lg qiymati, absissalar o’qiga esa 1/T – boyagi konstanta aniqlangan absolyut temperaturaga teskari miqdor qo’yiladi. Odatda to’g’ri chiziq hosil bo’ladi. To’g’ri chiziq og’ish burchagining tangensiga qarab Ye miqdorini, demak aktivlanish energiyasi Ye ni aniqlash mumkin.

1.Biologik tizimlarning matematik modellashtirish.

Ochiq biologik sistemalarning eng muhim o’ziga xosliklaridan bi­ri, ularda stasionar holatning (sistema parametrlari doimiyligi­ning) qaror topishidir. Stasionar holatlararo o’tish jarayonlarining kinetik tiplari o’zaro farqnaladi: overshut (oshiqcha chetlashish), yolg’on start va tebranmali rejim. Ochiq sistemalarning bunday xossa­sini oddiy kirish va qismida klapinlari bor, hamda aks aloqa sis­temasi bilan ta’minlangan suvli rezervarlardan iborat Barton gidrodinamik modelda namoyish etish mumkin. qaysiki, unda o’sha sod­dalashtirilgan holda, tirik hujayradagi stasionar holatning saqla­nishini ta’minlovchi kinetik mexanizmlarning deyarli hamma analogla­ri mavjud. Ammo, biologik sistemalar hatti - harakatini matematik modellash muammolari ancha murakkabdir. quyida biz biologik jarayonlar kinetikasi hamda ularning muhim xossalarini modellashga doir asosiy qoidalar va yondashishlarni ko’rib chiqamiz.

Biologik jarayonlar kinetikasi biofizikaning bir bo’limi sifati­da sistema tarkibiy qismlari ta’sirlashishlariga doir ma’lum bo’lgan qonuniyatlar asosida, uning hatti - harakatini zamonaviy tekshirish bilan shug’ullanadi. Kinetik sistemani, o’lchanishi mumkin bo’lgan kat­taliklar orqali ifodalangan vaqtning har bir momentida, muayyan son kattaliklari ega bo’luvchi o’zgaruvchi kattaliklar va bir qator parametrlar majmuali tarzda xarakterlash mumkin. Parametrlar sis­tema ustida o’tkazilayotgan kuzatishlar davomida o’zgarmasdan saqla­nadigan kattaliklardadir, vaqt davomida o’zgaradigan kattaliklar o’zgaruvchandir.

Biologik sistemalardagi o’zgaruvchi kattaliklarga o’lchanishi mumkin bo’lgan kattaliklar: biokimyoda - metabolitlar konsentrasiyasi, mikrobiologiyada - mikroorganizmlar soni yoki ularning biomassasi, ekologiyada - turlarning soni, biofizikada - membranaviy jarayonlar membrana potensiali kattaligi va h.k. Parametrlarga ega harorat, pH, membrananing elektr sig’imi, namlik va h.k. misol bo’ladi.

So`nggi paytlargacha biologiyada qo’llanib kelingan matematik mo­dellar

dS₁ /dt = f₁(C₁ ,C₂ ,... C_n ,t);

dS₂ /dt = f₂(C₁ ,C₂ ,... C_n ,t); (1)

..........................................

dS_n /dt = f_n(C₁,C₂,... C_n ,t)

ko’rinishga ega. Oxirgi natijalar masala yechimlarining analitik yo’l bilan hosil qilish mumkin bo’lgan chiziqli differensial tengnamalarga borib taqaladi. Bu yerda C₁(t), ..., C_n(t) - sistema o’zgaruvchi kattaligini tasvirlov­chi, vaqtning noma’lum funksiyasi ( masalan, modda konsentrasiyasi), dC_n/dt - o’sha o’zgaruvchi kattalikning o’zgarish tezligi, f_n - ichki va tashqi omillarga bog’liqlik funksiya belgisi. Ma’lumki, real kimyoviy jarayonlar ikkinchi va undan yuqori tartibga ega reaksiyalarni o’z ichiga oladi. Bu tip reaksiyalarning o’ng tomonidagi nochiziq had ularning tahlilini ancha murakkablashtirsa ham, sistemaning matema­tik xossalarini ancha boyitadi.

Dastlabki tengnamalar sistemasini soddalashtirish maqsadida, qu­yidagi yondashuvlardan foydalaniladi.