هناك مواد خاصة تسمى المحفزات (العوامل المساعدة) التي تسرّع التفاعلات، ومواد أخرى تسمى المثبطات التي تبطئها أو توقفها. وفي أجسامنا، تقوم الإنزيمات بدور المحفزات الحيوية. لنتعرف عليها!
إبطاء التفاعلات وتسريعها
التحكم بسرعة التفاعلات الكيميائية والحيوية
مقدمة
العوامل المساعدة (المحفزات)
العامل المساعد (المحفز) هو مادة كيميائية تزيد من سرعة التفاعل الكيميائي دون أن تُستهلك هي نفسها في التفاعل.
كيف تعمل المحفزات؟
تعمل المحفزات عن طريق تقليل طاقة التنشيط اللازمة لبدء التفاعل.
تطبيق: المحولات الحفازة في السيارات
وظيفتها:
تحويل الغازات الضارة الناتجة عن احتراق الوقود في السيارات إلى غازات أقل ضرراً قبل خروجها إلى الهواء الجوي، مثل تحويل أول أكسيد الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون، وتحويل الهيدروكربونات إلى ثاني أكسيد الكربون وماء، مما يقلل من تلوث الهواء.
المثبطات
المثبطات هي مواد تبطئ سرعة التفاعل الكيميائي أو قد توقفه تماماً.
أمثلة على استخدام المثبطات:
المواد الحافظة في الأغذية:
تُضاف بعض المواد الكيميائية كمثبطات لإبطاء فساد المواد الغذائية وإطالة مدة صلاحيتها. مثال على ذلك مادة مركبات هيدروكسي تولوين (BHT).
الإنزيمات المتخصصة
الإنزيمات هي جزيئات بروتينية كبيرة تسّرع التفاعلات اللازمة لكي تعمل خلايا جسمك بشكل صحيح.
تقوم الإنزيمات بتسريع مليارات التفاعلات الكيميائية التي تحدث في أجسام الكائنات الحية كل ثانية، مما يجعل الحياة ممكنة!
خاصية مهمة: التخصص!
معظم الإنزيمات متخصصة جداً، أي أن كل إنزيم يعمل على تسريع تفاعل معين أو مجموعة صغيرة من التفاعلات المتشابهة. يشبه الأمر المفتاح الذي يناسب قفلاً واحداً.
استخدامات وتطبيقات للإنزيمات
بفضل تخصصها وفعاليتها، تستخدم الإنزيمات في العديد من التطبيقات الصناعية والمنزلية:
1. مطري اللحم:
تقوم هذه الإنزيمات بتكسير البروتينات في اللحم، مما يجعله أكثر طراوة.
2. محاليل تنظيف العدسات اللاصقة:
تتراكم البروتينات من الدموع على سطح العدسات اللاصقة مع الاستخدام. تحتوي بعض محاليل التنظيف على إنزيمات تعمل على تكسير جزيئات البروتين التي تفرزها العين والتي تتجمع على العدسات اللاصقة وتجعل الرؤية ضبابية.
نشاط (1): تصنيف المواد (سحب وإفلات)
اسحب كل وصف أو مثال إلى الصندوق الصحيح: عامل مساعد، مثبط، أو إنزيم.
الأوصاف والأمثلة
عامل مساعد
مثبط
إنزيم
نشاط (2): اختبر معلوماتك
اختر الإجابة الصحيحة لكل سؤال.
1. ما الوظيفة الرئيسية للعامل المساعد (المحفز)؟
زيادة سرعة التفاعل الكيميائي.
تقليل كمية النواتج.
إبطاء سرعة التفاعل الكيميائي.
استهلاك المواد المتفاعلة.
2. كيف تزيد المحفزات من سرعة التفاعل؟
عن طريق زيادة درجة الحرارة.
عن طريق تقليل طاقة التنشيط.
عن طريق زيادة تركيز المتفاعلات.
عن طريق استهلاكها في التفاعل.
3. أي من المواد التالية يعتبر مثالاً لمثبط يستخدم كمادة حافظة؟
البلاتينيوم (Pt).
إنزيم.
BHT (مركبات هيدروكسي تولوين).
الروديوم (Rh).
4. ما هي الإنزيمات؟
مثبطات كيميائية.
محفزات بيولوجية (حيوية).
مواد تزيد طاقة التنشيط.
غازات ناتجة من عوادم السيارات.
5. أي من التالي يصف دور الإنزيمات في هضم الطعام؟
إبطاء عملية تكسير الطعام.
امتصاص العناصر الغذائية مباشرة.
تسريع عملية تكسير جزيئات الطعام الكبيرة.
زيادة طاقة التنشيط لعملية الهضم.
نشاط (3): مطابقة التطبيقات
اربط كل تطبيق بالمادة أو المفهوم المناسب له. اختر الإجابة الصحيحة لكل حالة.
1. يستخدم لتنظيف عوادم السيارات من الغازات الضارة:
2. يستخدم كمادة حافظة لإطالة مدة صلاحية الأغذية:
3. يستخدم لإزالة الترسبات البروتينية عن العدسات اللاصقة:
4. مادة تزيد من سرعة التفاعل دون أن تُستهلك، وتستخدم في تنقية عوادم السيارات:
خلاصة الدرس
النقاط الرئيسية
- العوامل المساعدة (المحفزات): تزيد سرعة التفاعل بتقليل طاقة التنشيط، ولا تُستهلك في التفاعل (مثل المحولات الحفازة في السيارات).
- المثبطات: تبطئ أو توقف التفاعل (مثل المواد الحافظة للأغذية كـ BHT).
- الإنزيمات: محفزات بيولوجية (بروتينات غالباً) متخصصة جداً، تسرع التفاعلات الحيوية في الجسم.
- الإنزيمات ضرورية لعمليات حيوية أساسية مثل الهضم، التمثيل الغذائي، ونسخ DNA.
- تُستخدم الإنزيمات في تطبيقات متنوعة مثل تطرية اللحوم، تنظيف العدسات اللاصقة، وصناعة الأغذية والمنظفات.