المنتج (الكيمياء)

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة
نواتج تفاعل احتراق الميثان هي ثاني أكسيد الكربون والماء.

النواتج هي المواد الكيميائية المتكونة من التفاعلات الكيميائية . [ 1 ] خلال التفاعل الكيميائي، تتحول المواد المتفاعلة إلى نواتج بعد مرورها بحالة انتقالية عالية الطاقة . وتؤدي هذه العملية إلى استهلاك المواد المتفاعلة. قد يكون التفاعل تلقائيًا أو بوساطة عوامل محفزة تخفض طاقة الحالة الانتقالية، ومذيبات توفر البيئة الكيميائية اللازمة لحدوث التفاعل. عند تمثيلها في المعادلات الكيميائية ، تُرسَم النواتج اصطلاحًا على الجانب الأيمن، حتى في حالة التفاعلات العكوسة . [ 2 ] تساعد خصائص النواتج، مثل طاقاتها، في تحديد العديد من خصائص التفاعل الكيميائي، مثل ما إذا كان التفاعل طاردًا للطاقة أو ماصًا لها . بالإضافة إلى ذلك، يمكن لخصائص الناتج أن تُسهّل استخلاصه وتنقيته بعد التفاعل الكيميائي، خاصةً إذا كان الناتج في حالة مادية مختلفة عن المواد المتفاعلة.

يركز جزء كبير من أبحاث الكيمياء على تركيب وتوصيف المنتجات المفيدة، بالإضافة إلى الكشف عن المنتجات غير المرغوب فيها وإزالتها. وينقسم الكيميائيون المتخصصون في التركيب إلى كيميائيين بحثيين يصممون مواد كيميائية جديدة ويبتكرون طرقًا جديدة لتركيبها، وكيميائيين متخصصين في العمليات يوسعون نطاق الإنتاج الكيميائي ويجعلونه أكثر أمانًا واستدامة بيئية وكفاءة. [ 3 ] وتشمل المجالات الأخرى كيميائيي المنتجات الطبيعية الذين يعزلون المنتجات التي تنتجها الكائنات الحية ثم يقومون بتوصيفها ودراستها.

تحديد التفاعل

تؤثر نواتج التفاعل الكيميائي على جوانب عديدة منه. فإذا كانت طاقة النواتج أقل من طاقة المتفاعلات، فإن التفاعل سينتج عنه طاقة زائدة، مما يجعله تفاعلاً طاردًا للطاقة . وتكون هذه التفاعلات مواتية من الناحية الديناميكية الحرارية، وغالبًا ما تحدث تلقائيًا. أما إذا كانت حركية التفاعل عالية بما يكفي، فقد يحدث التفاعل ببطء شديد بحيث لا يمكن ملاحظته، أو قد لا يحدث على الإطلاق. وهذا هو الحال مع تحويل الماس إلى جرافيت ذي طاقة أقل عند الضغط الجوي، حيث يُعتبر الماس في مثل هذا التفاعل شبه مستقر ، ولن يُلاحظ تحوله إلى جرافيت. [ 4 ] [ 5 ]

إذا كانت الطاقة الكيميائية للنواتج أعلى من الطاقة الكيميائية للمتفاعلات، فإن التفاعل يتطلب طاقة لإتمامه، وبالتالي يُعد تفاعلًا ماصًا للطاقة. إضافةً إلى ذلك، إذا كان الناتج أقل استقرارًا من أحد المتفاعلات، فإن فرضية ليفلر تنص على أن الحالة الانتقالية ستكون أقرب إلى الناتج منها إلى المتفاعل. [ 6 ] في بعض الأحيان، يختلف الناتج اختلافًا كبيرًا عن المتفاعل بحيث يسهل تنقيته بعد التفاعل، كما هو الحال عندما يكون الناتج غير قابل للذوبان ويترسب من المحلول بينما تبقى المتفاعلات ذائبة.

تاريخ

منذ منتصف القرن التاسع عشر، ازداد اهتمام الكيميائيين بتخليق المنتجات الكيميائية. [ 7 ] ولا تزال التخصصات التي تركز على عزل المنتجات وتوصيفها، مثل كيميائيي المنتجات الطبيعية ، ذات أهمية بالغة في هذا المجال، وقد أدى تضافر جهودهم مع جهود الكيميائيين المتخصصين في التخليق إلى وضع جزء كبير من الإطار الذي يُفهم من خلاله علم الكيمياء اليوم. [ 7 ]

يهتم جزء كبير من الكيمياء التركيبية بتخليق مواد كيميائية جديدة، كما هو الحال في تصميم وتطوير أدوية جديدة، بالإضافة إلى اكتشاف تقنيات تركيبية جديدة. وابتداءً من أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، بدأت كيمياء العمليات بالظهور كمجال مستقل في الكيمياء التركيبية، يركز على توسيع نطاق التخليق الكيميائي إلى مستويات صناعية، فضلاً عن إيجاد طرق لجعل هذه العمليات أكثر كفاءة وأمانًا ومسؤولية بيئية. [ 3 ]

الكيمياء الحيوية

تحويل سكر اللاكتوز الثنائي (الركيزة) إلى سكرين أحاديين (المنتجات) بواسطة اللاكتيز (الإنزيم).

في الكيمياء الحيوية ، تعمل الإنزيمات كمحفزات بيولوجية لتحويل الركيزة إلى ناتج. [ 8 ] على سبيل المثال، نواتج إنزيم اللاكتيز هي الجالاكتوز والجلوكوز ، والتي يتم إنتاجها من الركيزة اللاكتوز .

S+هـ→P+هـ{\displaystyle S+E\rightarrow P+E}
  • حيث S هي الركيزة، وP هو الناتج، وE هو الإنزيم.

تعدد استخدامات المنتجات

تُظهر بعض الإنزيمات شكلاً من أشكال التفاعل المتعدد ، حيث تُحوّل مادةً واحدةً إلى نواتج مختلفة متعددة. ويحدث ذلك عندما يتم التفاعل عبر حالة انتقالية عالية الطاقة يمكن تحليلها إلى مجموعة متنوعة من النواتج الكيميائية المختلفة. [ 9 ]

تثبيط المنتج

تُثبَّط بعض الإنزيمات عندما يرتبط ناتج تفاعلها بها، مما يقلل من نشاطها. [ 10 ] قد يكون لهذا الأمر أهمية في تنظيم عملية الأيض ، إذ يُعدّ شكلاً من أشكال التغذية الراجعة السلبية التي تتحكم في مسارات الأيض . [ 11 ] كما يُعدّ تثبيط الناتج موضوعًا هامًا في مجال التقنية الحيوية ، حيث إن التغلب على هذا التأثير يُمكن أن يزيد من إنتاجية المنتج. [ 12 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ ماكنوت، أ.د.؛ ويلكنسون، أ. (2006). [منتج] موسوعة المصطلحات الكيميائية، الطبعة الثانية. (الكتاب الذهبي) . منشورات بلاكويل العلمية، أكسفورد. doi : 10.1351/goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7.
  2. ↑ ماكنوت، أ.د.؛ ويلكنسون، أ. (2006). [معادلة التفاعل الكيميائي] موسوعة المصطلحات الكيميائية، الطبعة الثانية (الكتاب الذهبي) . منشورات بلاكويل العلمية، أكسفورد. doi : 10.1351/goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7.
  3. 1 2 هنري، سيليا م. "تطوير الأدوية" . أخبار الهندسة الكيميائية . تم الاسترجاع في 13 سبتمبر 2014 .
  4. ↑ ماكنوت، أ.د.؛ ويلكنسون، أ. (2006). [دايموند] موسوعة المصطلحات الكيميائية، الطبعة الثانية (الكتاب الذهبي) . منشورات بلاكويل العلمية، أكسفورد. doi : 10.1351/goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7.
  5. ↑ ماكنوت، أ.د.؛ ويلكنسون، أ. (2006). [شبه الاستقرار] موسوعة المصطلحات الكيميائية، الطبعة الثانية (الكتاب الذهبي) . منشورات بلاكويل العلمية، أكسفورد. doi : 10.1351/goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7.
  6. ↑ ماكنوت، أ.د.؛ ويلكنسون، أ. (2006). [ الاستقرار شبه التام ] موسوعة المصطلحات الكيميائية، الطبعة الثانية (الكتاب الذهبي) . منشورات بلاكويل العلمية، أكسفورد. doi : 10.1351/goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7.
  7. 1 2 يه، برايان جيه؛ ليم، ويندل أ (2007). "علم الأحياء التركيبي: دروس من تاريخ الكيمياء العضوية التركيبية". مجلة نيتشر للكيمياء الحيوية . 3 (9): 521-525 . doi : 10.1038/nchembio0907-521 . PMID 17710092. S2CID 17719341 .  
  8. ↑ كورنيش-باودن، أ. ( 2 سبتمبر 2013). "أصول حركية الإنزيمات" . رسائل FEBS . 587 (17): 2725-2730 . Bibcode : 2013FEBSL.587.2725C . doi : 10.1016/j.febslet.2013.06.009 . PMID 23791665. S2CID 12573784 .  
  9. ↑ يوشيكوني، واي؛ فيرين، تي إي؛ كيسلينغ، جيه دي (20 أبريل 2006). "التطور المتباين المصمم لوظيفة الإنزيم". نيتشر . 440 ( 7087): 1078-1082 . Bibcode : 2006Natur.440.1078Y . doi : 10.1038/nature04607 . PMID 16495946. S2CID 4394693 .  
  10. ↑ والتر سي، فريدن إي (1963). "انتشار وأهمية تثبيط نواتج الإنزيمات". التقدم في علم الإنزيمات والمجالات ذات الصلة في البيولوجيا الجزيئية . التقدم في علم الإنزيمات - والمجالات ذات الصلة في البيولوجيا الجزيئية. المجلد 25. الصفحات 167-274 . doi : 10.1002/9780470122709.ch4 . ISBN   978-0-470-12270-9PMID 14149677​​ {{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة )
  11. ↑ هاتسون، ن. ج.، كيربي، أ. ل.، راندل، ب. ج.، سوجدين، ب. هـ. (1979). "تنظيم نازعة هيدروجين البيروفات بواسطة عمل الأنسولين". التقدم في البحوث البيولوجية السريرية . 31 : 707-19 . PMID 231784 . 
  12. ↑ شوغيرل ك، هوبوخ ج (2005). "العمليات الحيوية المتكاملة". الرأي الحالي في علم الأحياء الدقيقة . 8 (3): 294-300 . Bibcode : 2005COMb....8..294S . doi : 10.1016/j.mib.2005.01.002 . PMID 15939352 .