A függőség a reakció sebessége a hőmérséklet - studopediya
Szinte minden típusú reakciók, kivéve enzim gyorsított magasabb hőmérsékleten. Ez egy rendkívül fontos tényező. Chemists folyamatosan igénybe melegítés segítségével a különböző eszközök. Futólag megjegyezzük, hogy a hőmérséklet-változás is használják, hogy egyensúlyt az eltolás. Néha szükség van, hogy lelassítja a mellékhatásokat. Ilyen esetekben használja hűtőszekrények.
Körülbelül függését reakciósebesség a hőmérséklet által kifejezett ismert szabály van't Hoff. Ez az arány a legtöbb kémiai reakciók növekszik 2 - 4-szer, mint a hőmérséklet növekszik minden 10 fok.
A reakció sebessége megnő a hőmérséklet növelésével növekedése miatt a sebességi állandó, mivel a koncentráció függ a hőmérséklet csak kismértékben. Ezért fogjuk vizsgálni hőmérsékletfüggése az arány állandó. Ez exponenciális függés. A görbe K = f (T) a meredeken felfelé:
Analitikusan kapcsolat alábbi egyenlet fejezi ki
Az ilyen függőség most elfogadott zapisyvatv
A logaritmikus koordinátákat lnk - 1 / T függése vyrazhazhaetsya egyenes vonal
Svéd fizikai kémikus S. Arrhenius (1889) kifejtette jellegét temsperaturnoy függően k, hogy reagáló részecskék átalakítani rendelkezniük kell bizonyos minimális energia tartalék, anélkül ütköző részecskék ahol végbemegy az átalakulás. Alacsony hőmérsékleten, ilyen részecskék kicsi, és a válasz lassú, mivel a hőmérséklet növekszik az aránya az aktív részecskék megnövekedett, és a reakciót meggyorsítja. Részecske energiaelosztás a legalacsonyabb és a legmagasabb értékek annak a ténynek köszönhető, hogy a kémiai reakció zajlik nemcsak magas, de alacsony hőmérsékleten is.
A szükséges többlet energia a részecskék, viszonyítva az átlagos energia az úgynevezett aktiválási energia.
A konstans B az Arrhenius-egyenlet az aránya aktiválási energia a gázállandó R:
Így, állandó A lehet érteni, mint arányos a teljes száma részecskeütközéseket egységnyi idő, és exponens - arányában aktív ütközések.
Tekintsük alapján az Arrhenius-egyenlet kialakulását reakcióját HI. Ahhoz, hogy elvégzi a kémiai átalakítás a hidrogén molekula és a jód kell néznie.
Látható az ábrán (lásd. Alább), hogy abban az esetben, ha a részecskék elegendő tárolt energiát (a görbe), akkor ütköznek, és kapcsolja be instabil állapotban úgynevezett átmeneti állapotot. Újraelosztása közötti kötések az atomok és a kialakulása a reakciótermék molekulák. Hiányában elegendő tárolt energiát (b görbe) konverzió történik. Közötti taszítás az elektron felhők molekulák okoz a rugalmas rebound a molekulák, mielőtt megtörténhet újraelosztása kötések. A növekedés a potenciális energia, amint az a grafikonon miatt előfordul perehodakineticheskoy energiájú részecskék a potenciális idején ütközés.
A aktiválási energiája a kémiai reakció mechanizmusa függ törés és a kötés képzésében. Ez kevesebb, mint a megállapodás szerinti folyamat, amikor egy fokozatos szakítás kapcsolat kíséri a fokozatos kialakulását újak.
Arrhenius elmélete később fejlődött, és jelenleg kidolgozott elmélet: az elmélet abszolút reakciósebesség és az elmélet a komplex aktivált.
Növelése a reakció sebességét tovább vezetjük be a rendszerbe az anyagok, az úgynevezett katalízis egy specifikus kémiai jelenség, mivel ez alapján a kémiai reakciók között a reaktánsok és a katalizátorok. A katalizátorok használata gyakran hatékonyabbak és kevésbé kockázatos tényező, mint a hőmérséklet-emelkedés. Role of Catalysis, nem csak a reakció meggyorsítására, hanem a céltudatos a kívánt termék előállításánál a sok lehetséges.
A katalizátort a reakcióban résztvevő, megnyitja az utat, ahol a folyamat sokkal gyorsabb. A katalitikus reakciók soros-párhuzamos. A sebesség függ állandók, a katalitikus és katalitikus útvonalat, és a katalizátor koncentrációt. A laborban fogod tölteni, a katalizátor koncentrációját vesszük olyan kicsi, hogy mindkét kifejezés a kinetikus egyenlet megközelítőleg azonos. De ez nem jelenti azt, hogy a katalizátor önmagában nem hatásos.
A hatásmechanizmus a katalizátor áll, hogy való részvételével reagenssel nyit egy új utat az átalakulás, amelyben az aktivációs energia képest lecsökkentett az nem katalitikus módon.
Két fő típusa a katalízis - heterogén és homogén. Amikor homogén katalízis reagensek és a katalizátor ugyanabban a fázisban. A heterogén katalízis, a katalizátor szilárd, a felülete, amely a reakció gáz halmazállapotú vagy oldott reagenseket. Szerint a kémiai katalizátorok jellegét illetően tartozhat bármilyen osztályú anyagok - savak, bázisok, oxidok, sók, fémek. A legkiterjedtebb osztályát katalizátorok proteineket is tartalmaznak, amelyek úgynevezett katalizátorként az enzimek vagy enzimek. (Enzyme (c), egy enzim (Lat.) -. In fordítás -. Kenyérkovász) reagensek enzimes katalízis nevezzük szubsztrátok.
Nézzük egy tipikus mechanizmusa enzim katalízis, által leírt a Michaelis-Menten egyenlet. E kutatók azt találták, hogy az enzimatikus reakció sebességét először növekedett az 1. érdekében fejezünk S, de egy további növekedés (S) elér egy állandó értéket Vmax.
Az enzimatikus reakciót két lépésből áll - első enzimszubsztrátot és forma az úgynevezett enzim-szubsztrát komplex. ahol az átalakítás egy szubsztrát molekula zajlik. Következő komplex elbomlik, molekulánként a reakciótermék-molekula és az enzim, amely részt vesz ismét a reakciót a szubsztrát:
S + E S ××× E P + E
Mi írjuk a kinetikus egyenlet a kialakulását a végtermék, és az enzim-szubsztrát komplex:
A teljes (kezdeti) enzim koncentrációja mindig sokkal kisebb, mint a szubsztrát koncentrációjával, mivel az enzim makromolekuláris anyag. A koncentráció szabad enzim
A stacionárius állapotban = 0; majd
Behelyettesítve expresszió (3) (4)
Az (5) egyenlet nyilvánosságra a zárójelben és átalakítani, hogy megtaláljuk azt a koncentrációt az enzim-szubsztrát komplex S ××× E:
Elosztjuk a számláló és a nevező által k1. kap
A kifejezés a nevezőben az úgynevezett Michaelis konstans.
Mi helyettesítheti ezt a kifejezést egyenletben. 1:
Például, a hidrogén-peroxid bomlását kataláz k2 = 1,25 × 10 5 mp - 1; Km = 0,025 mol / l.
Magas szubsztrátum koncentrációja (c (S) >> KM) állandó KM elhanyagolt, majd c (S) csökken:
A maximális sebesség függ az enzim koncentrációjától, és nem a szubsztrát koncentráció. Ez azt jelenti, hogy a reakció végbemegy a nulladrendű tekintetében a szubsztrát.
Alacsony szubsztrátum koncentráció (c (S)< Növelésével tehát a szubsztrát koncentrációja a reakció sorrendje változik az első (a ábra I. tartományában.) Nullára (Region III).Kapcsolódó cikkek