Lecture 7 (kémiai kinetika és Catalysis)
L7.HIMICHESKAYA kinetikája és Katalízis.
Kémiai termodinamika tájékoztatást ad lehetőséget, hogy a reakció, de fontos tudni, hogy a sebesség a folyamatot. Kémiai kinetika - a tanulmány az árak a kémiai reakciók, a mechanizmusok és minták előfordulási időben. Annak megállapításához, a vegyi reakciók arányát meg kell tudni, hogy nem csak a kezdeti és végső állapotát a rendszer, hanem a mód, ahogyan a reakció, úgyhogy kinetikai törvényszerűségek sokkal bonyolultabb, mint a termodinamikai.
A kémiai reakció sebessége a számát jelzi, kémiai reakciók kialakulásához vezető reakció termékek egységnyi idő egységnyi térfogatra (egy folyékony közegben), vagy egy egységnyi felületén, ha a folyamat megy bevonásával szilárd anyag formájában. Az arány a koncentráció változását a reagensek a végéig (mért) időtartam nazyvayutsredney sebesség.
Ha Ckonechnoe kevesebb Snachalnoe. A kifejezést a „-” jel, ha több, akkor a „+”.
A tényleges sebesség - változó a koncentráció aránya a reaktánsok egy infinitezimális ideig.
Vist = ± dc / dt, mol / (l ∙ c) - a SI.
Az orvostudományban használt és egyéb mértékegységek reakció sebessége, például, ESR - a vörösvértest süllyedés. Ezt úgy mérjük, a magassága az oszlop a vörösvértestek a kapilláris állandó óránkénti (ráta ≈ 5 mm / óra). Van egy speciális tudományág, a kinetikai törvények a gyógyszerek forgalmazását a szervezetben -farmakokinetika. Ez tanulmányok hatóanyag eloszlása az időben, a folyamatok a felszívódás, anyagcsere idő (kimenet), a kapcsolat a koncentrációja és mennyisége a terápiás hatás.
Koncentrációjának hatása az arány a kémiai reakció.
Koncentrációjának hatása az arány a kémiai reakció határozza meg a tömeghatás törvénye - állandó hőmérsékleten, a reakció sebessége egyenesen arányos a termék a reagáló anyagok koncentrációit, hozott fokban egyenlő a sztöchiometriai arányok.
Ahhoz, hogy - a reakció sebességi állandója számát jelzi a hatékony ütközések (azok, amelyek eredményeként a reakció) per 1 mol a reagensek. K függ a hőmérséklettől és az anyag jellegét, de független a koncentrációtól.
Az arány egyensúlyi pont a forward és reverz reakcióerők egyenlőek.
CRC / Cobra = ([C] a ∙ [D] d) / ([A] egy ∙ [B] b) = Kc - egyensúlyi állandó
Az egyenletben a tömeghatás törvénye legnehezebben sebességének meghatározására nagysága állandó. Annak megállapítására, hogy szükség van tudni, hogy a következő fogalmakat: sorrendben a reakció és a molekuláris.
Molekularitás száma határozza meg a molekulák egyidejű reagáltatásával kémiai átalakítás, amelyet idején végeztük ütközés.
Monomolekuláris: J2 = 2J.
Trimolekuláris: Cl2 + 2NO = 2NOCl
A kitevő az úgynevezett érdekében ennek az összetevőnek ilichastny érdekében. Az összeg a magán megrendelések az összes összetevő -Total érdekében.
Molekuláris és az eljárás ugyanaz csak az egylépéses eljárásban. Ezek nem ugyanaz, ha az egyik reagenst feleslegben vett, és ezért nem vesz részt egy adott sorrendben. Például:
Ha a reakció végbemegy, több szakaszban, a sorrend határozza meg a leglassabb - korlátozó lépést.
Ismerve a sorrendben a reakció állandó lehet kiszámítani:
Az elsőrendű reakciók (a hatóanyagok bomlásához).
reakcióidő t-, p.
Co (x) - a kezdeti koncentráció, mól / liter.
C (X) - koncentrációja a t időpontban, mol / l.
Mert másodrendű reakciók.
A hőmérséklet hatása az arány a kémiai reakció.
Ez a befolyás határozza meg a van't Hoff szabály: Ha a hőmérsékletet emeljük, 10 0 C-on homogén kémiai reakció sebessége nőtt 2 ÷ 4-szer.
γ- hőmérsékleti együttható = 2 ÷ 4, azt mutatja, hogy hány alkalommal a reakció sebessége a hőmérséklet emelkedésével nő és 10 0 C-on
A biokémiai reakció hőmérsékleti együttható a növekedés a hőmérséklet 10 0 C-nem lehet beszerezni, de csak 5 0 C iγ = 1,1 ÷ 1,8-szor.
Van't Hoff szabály hőmérsékleten működik a 0 0 C és 100 0 C-on Magasabb hőmérsékleteken a Arrhenius szabályt. Arrhenius azt javasolta, hogy nem minden ütközés molekulák vezet kémiai kölcsönhatás. A reakció lép csak egy kis része a teljes molekulák számát, amelyek alapvető vagy nagy tartalék energiával aktiválási áramlási reaktsii.Energiya -Ea- túlzott mennyiségű energiát képest az átlagos érték, ami kell egy molekula egy ütközés során, amely képes lenne az kémiai kölcsönhatás . A kisebb az aktiválási energia, annál nagyobb a reakciósebesség.
UakA + B = C + du- belső energia
Ábra. aktiválási energia.
A aktiválási energia költenek a gyengülő közötti kötések az atomok a molekulák a reagensek. Így anyagok bejutnak instabil közbenső állapotban úgynevezett aktivált komplex.
Arrhenius-egyenlet kiszámításához az aktiválási energia:
ahol KT2 iKT1 - egyensúlyi állandó temperatureT2 HU1. volt.
A magas érték az aktiválási energia nem kívánatos, mivel ez azt jelenti, hogy az úton, hogy végre érdemes a magas energia gátat. A legtöbb biokémiai reakciók Ea alábbi 2 ÷ 3-szor, mint a kémiai, előforduló enzimek jelenlétében, hogy az EA csökken. Azonban az aktiválási energia a pusztulás A biológiai szerkezetek igen magas, ami segít megvédeni a sejteket a károsodástól. A reakció sebessége növelhető azáltal, hogy csökkenti az aktiválási energia, amely végzik, hogy a katalizátort a reakcióelegybe.
Katalízis és katalizátorok.
Catalysis - a folyamat változó a kémiai reakció sebességét, hogy a katalizátort a reakcióelegybe.
Katalizátor - egy anyag vesz részt a kémiai reakció, és változik a sebesség, de a lejátszódó reakciója után fennmaradó változatlan.
Különböztetni a pozitív katalízis. (A reakció sebessége megnő), negatív katalízis. (A reakció sebessége csökken), autokatalízis (katalizátor alatt képződött kémiai reakció), homogén katalízis (katalizátor ugyanabban a halmazállapotát reagensekkel), heterogén katalízis (katalizátor található másik aggregált állapotban, mint a reagensek).
Fontos jellemzője a katalízis folyamat csökkenti az aktiválási energia. A katalizátort belépő reakcióközeg képez egy aktivált komplexet a reagensek egyike. Ezután az aktivált komplexet reagáltatjuk egyéb reaktánsokkal alkotnak reakciótermékek és a katalizátor. Az akció a katalizátor csökken a felfedezés, egy új reakció útvonal, amelyben a katalizátort közvetlenül reagáltatjuk legalább egy a reagensek, és így az energia képződik az aktivált komplex sokkal alacsonyabb.
UakA + B = C + DA + K = AC
aktivált komplex AA + B = C + D + K
Ábra. Az aktiválási energia a katalizátor jelenlétében.