Атмосферный воздух содержит-78% азота, 20% кислорода и 0,03—0,09% углекислого газа. Углекислота и азот воздуха могут быть использованы только аутотрофами. Кислород же играет важную роль в метаболизме (обмене веществ), дыхании и получении энергии большинства видов бактерий.
Дыхание (или биологическое окисление) — это сложный процесс, который сопровождается выделением энергии, необходимой микроорганизмам для синтеза различных органических соединений. Бактерии, как и высшие животные, для дыхания используют кислород. Однако Л. Пастером было доказано существование таких бактерий, для которых наличие свободного кислорода является губительным, энергия, необходимая для жизнедеятельности, получается ими в процессе брожения.
Все бактерии по типу дыхания подразделяются на облигатные аэробы, микроаэрофилы, факультативные анаэробы, облигатные анаэробы.
Облигатные (строгие) аэробы развиваются при наличии в атмосфере 20% кислорода (микобактерии туберкулеза), содержат ферменты, с которых осуществляется перенос водорода от окисляемого субстрата к кислороду воздуха.
Микроаэрофилы нуждаются в значительно меньшем количестве кислорода, и его высокая концентрация хотя и не убивает бактерии, но задерживает их рост (актиноисцеты, бруцеллы, лептоспиры).
Факультативные анаэробы могут размножаться как в присутствии, так и в отсутствие кислорода (большинство патогенных и сапрофитных микробов — возбудители брюшного тифа, паратифов, кишечная палочка).
Облигатные анаэробы — бактерии, для которых наличие молекулярного кислорода является губительным (клостри-дии столбняка, ботулизма).
Аэробные бактерии в процессе дыхания окисляют различные органические вещества (углеводы, белки, жиры, спирты, органические кислоты и пр.).
Дыхание у анаэробов происходит путем ферментации субстрата с образованием небольшого количества энергии. Процессы разложения органических веществ в безкислородных условиях, сопровождающиеся выделением энергии, называют брожением. В зависимости от участия определенных механизмов различают следующие виды брожения: спиртовое, осуществляемое дрожжами, молочно-кислое, вызываемое мол очно-кислыми бактериями, масляно-кислое и пр.
С выделением большого количества тепла при дыхании некоторых микроорганизмов связаны процессы самовозгорания торфа, навоза, влажного сена и хлопка. :))
2HCl + Mg = MgCl₂ + H₂ (2)
O₂ + 2H₂ = 2H₂O (3)
1) Определим массу кислорода, выделившегося в ходе реакции (1) и израсходованного в ходе реакции (3)
М(KClO₃) = 39 + 35,5 + 16 * 3 = 122,5 г/моль
М(О₂) = 16 * 2 = 32 г/моль
m(O₂) = (24,5 г * 16 г/моль * 3 моль) : (122,5 г/моль * 2 моль) = 4,8 г
2) Определим массу водорода, выделившегося в ходе реакции (2) и израсходованного в ходе реакции (3)
M(Mg) = 24 г/моль
М(Н₂) = 1 * 2 = 2 г/моль
m(H₂) = (14,4 г * 2 г/моль * 1 моль) : (24 г/моль * 1 моль) = 1,2 г
3) Определим, какое из реагирующих веществ реакции (3) - в избытке
ν(О₂) = 4,8 г : 16 г/моль = 0,3 моль
ν(Н₂) = 1,2 г : 2 г/моль = 0,6 моль
По уравнению реакции (3), видим, что с 1 моль О₂ реагирует 2 моль Н₂, следовательно, с 0,3 моль О₂ прореагирует
ν(Н₂) = 0,3 моль * 2 моль : 1 моль = 0,6 моль
оба вещества прореагируют полностью, дальнейшие расчеты проводим по любому из них
4) Определим массу воды, получившейся в ходе реакции (3)
М(Н₂О) = 1 * 2 + 16 = 18 г/моль
m(H₂O) = (4,8 г * 18 г/моль * 2 моль) : (16 г/моль * 1 моль) = 10,8 г
или так
m(H₂O) = (1,2 г * 18 г/моль * 2 моль) : (2 г/моль * 2 моль) = 10,8 г