L7.HIMICHESKAYA Cinetica si Cataliza.
termodinamicii chimice oferă informații cu privire la posibilitatea de reacție, dar este important să se cunoască și viteza unui proces. Cinetică chimică - este studiul ratelor de reacții chimice, mecanisme și modele de apariție în timpul lor. Pentru a determina viteza de reacție chimică, este necesar să se cunoască nu numai starea inițială și finală a sistemului, dar, de asemenea, modul în care are loc reacția, asa ca regularități cinetică mult mai complicată decât termodinamic.
Rata de reacție chimică indică numărul de reacții chimice care conduc la formarea produșilor de reacție pe unitatea de timp pe unitatea de volum (pentru un mediu lichid), sau la o unitate de suprafață, în cazul în care procesul merge implică solid. Raportul de schimbare a concentrației reactanților la capătul (măsurat) lungimea vitezei nazyvayutsredney timp.
Dacă Ckonechnoe mai puțin de Snachalnoe. în expresia folosind semnul „-“, în cazul în care mai mult, atunci „+“.
Adevărata viteză - schimbarea raportului concentrației reactanților într-o perioadă de timp infinitezimal.
Vist = ± dc / dt, mol / (l ∙ c) - SI.
In medicina utilizate și alte unități de măsură a vitezei de reacție, de exemplu, VSH - viteza de sedimentare a hematiilor. Ea se măsoară prin înălțimea coloanei de celule roșii din sânge în capilar stabilit pe oră (rată ≈ 5 mm / oră). Există o disciplină specială a legilor cinetice care reglementează distribuirea medicamentelor în -farmakokinetika corpului. Se studiază distribuția de droguri în timp, procesele de absorbție, timpul metabolismului (output), relația dintre concentrația și cantitatea de efectul terapeutic.
Efectul concentrației asupra vitezei reacției chimice.
Efectul concentrației asupra vitezei de reacție chimică este determinată de legea acțiunii în masă - la o temperatură constantă, viteza de reacție este direct proporțională cu produsul concentrațiilor reactanților, luate în grade egale cu raporturile stoichiometrice.
Pentru a - viteza de reacție constantă indică numărul de coliziuni efective (cele care au rezultat în reacție) per 1 mol de reactanți. K depinde de temperatura și natura substanței, dar este independentă de concentrație.
Echilibrul ratei punct înainte și înapoi reacțiile sunt egale.
CRC / Cobra = ([C] cu ∙ [D] d) / ([A] a ∙ [B] b) = Kc - constanta de echilibru
În ecuația legii acțiunii în masă este cel mai dificil de a determina magnitudinea vitezei este constantă. Pentru a determina este necesar să se cunoască următoarele concepte: ordinea de reacție și moleculare.
Molecularity determinat de numărul de molecule care reacționează simultan transformări chimice care se efectuează în momentul coliziunii.
Monomolecular: J2 = 2J.
Trimolecular: Cl2 + 2NO = 2NOCl
Exponentul este numit ordinul pentru această comandă ilichastny componente. Suma de comenzi private, pentru toate componentele -Total comanda.
Moleculare și procedura sunt aceleași numai în procesul-un singur pas. Ele nu sunt la fel, atunci când unul dintre reactanți în exces luate și, prin urmare, nu participă la o anumită ordine. De exemplu:
Dacă reacția are loc în mai multe etape, ordinea este determinată de cel mai lent - limitarea pas.
Cunoscând ordinul constantei vitezei de reacție poate fi calculată:
Pentru reacțiile de ordinul prima (descompunere de droguri).
timpul de reacție t-, p.
Co (x) - concentrația inițială, moli / litru.
C (x) - concentrația la momentul t, mol / l.
Pentru reacțiile de ordinul doi.
Efectul temperaturii asupra vitezei de reacție chimică.
Această influență este determinată de regula van't Hoff: în cazul în care temperatura este ridicată la 10 0 C, o viteză de reacție chimică omogenă este crescută cu 2 ÷ 4 ori.
coeficient de temperatură γ- = 2 ÷ 4, arată de câte ori viteza de reacție a crescut odată cu creșterea temperaturii la 10 0 C.
Pentru coeficientul de temperatură de reacție biochimică cu o creștere a temperaturii de 10 0 C nu poate fi obținută, dar numai la 5 0 C, iγ = 1,1 ÷ 1,8 ori.
regula Van't Hoff funcționează la o temperatură de la 0 0 C la 100 0 C. La temperaturi mai mari, folosind regula Arrhenius. Arrhenius a sugerat că nu toate moleculele de coliziune duce la interacțiune chimică. Reacția intră doar o mică parte din numărul total de molecule care au rezerve esențiale sau mare de energie de activare pentru fluxul reaktsii.Energiya -Ea- cantitate excesivă de energie în comparație cu valoarea medie, care trebuie să aibă o moleculă în timpul unei coliziuni, care ar fi capabil de interacțiune chimică . Cu cat energia de activare este, cu atât viteza de reacție.
UakA + B = C + DU- energie internă
Fig. energie de activare.
Energia de activare este cheltuită pentru slăbirea legăturilor dintre atomii din moleculele de reactanți. Astfel, substanțele trec într-o stare intermediară instabilă numit complex activat.
ecuația Arrhenius pentru a calcula energia de activare:
unde KT2 iKT1 - constanta de echilibru la temperatureT2 IT1. respectiv.
Valoarea ridicată a energiei de activare este de dorit, deoarece aceasta înseamnă că, pe cale de a pune în aplicare este în valoare de bariera ridicată de energie. Pentru cele mai multe reacții biochimice Ea sub 2 ÷ 3 ori decât pentru chimic, deoarece acestea apar în prezența enzimelor care Ea este redusă. Cu toate acestea, energia de activare de distrugere a structurilor biologice este foarte mare, care ajută la protejarea celulelor de la daune. Viteza de reacție poate fi crescută prin reducerea energiei de activare, care se realizează prin introducerea catalizatorului în mediul de reacție.
Cataliza si catalizatori.
Cataliza - procesul de schimbare a vitezei de reacție chimică prin introducerea catalizatorului în mediul de reacție.
Catalizator - o substanță implicată într-o reacție chimică și variază viteza, dar rămase după reacția neschimbată.
Distinge cataliza pozitiv. (Viteza de reacție este crescută), cataliza negativ. (scade rata de reacție), autocataliză (catalizator, format în timpul unei reacții chimice), cataliza omogenă (catalizator este în aceeași stare agregat cu reactanți), cataliza heterogena (catalizator, situat într-un alt stat agregat decât reactanții).
O caracteristică importantă a procesului de cataliza este de a reduce energia de activare. Catalizatorul care intră în mediul de reacție formează un complex activat cu unul dintre reactanți. Apoi, complexul activat reacționează cu alți reactanți pentru a forma produși de reacție și catalizator. Acțiunea catalizatorului este redusă la descoperirea unei noi căi de reacție, în care catalizatorul este reacționat direct cu cel puțin unul dintre reactanți, și, astfel, energia de formare a complexului activat este mult mai mic.
UakA + B = C + DA + K = AC
AA complex activat + B = C + D + K
Fig. Energia de activare în prezența unui catalizator.