3) Вплив температури

ПРАВИЛО Вант - Гоффа: при підвищенні температури на кожні 10 градусів швидкість хімічної реакції збільшується в 2-4 рази.

	де υ1, υ2 – швидкості хімічної реакції
	γ – температурний коефіцієнт (показує в скільки разів збільшиться швидкість реакції, якщо підвищити температуру на 10 градусів)
	t1 – початкова температура, t2 - кінцева температура.

Вплив температури на швидкість реакції пояснює ТЕОРІЯ АКТИВАЦІЇ:

1) При високій температурі збільшується число АКТИВНИХ МОЛЕКУЛ (активних комплексів), які легше руйнуються. АКТИВНИМИ називають молекули, які володіють деяким запасом енергій, ЕНЕРГІЄЮ АКТИВАЦІЇ (Еа).

2) При підвищенні температури збільшується швидкість руху молекул і частота їх зіткнення.

3) Все це приводить до збільшення числа ЕФЕКТИВНИХ ЗІТ­К­НЕНЬ, які приводять до руйнування старих і утворення молекул нових речовин.

Еа – ЕНЕРГІЯ АКТИВАЦІЇ – це енергія, яку потрібно надати молекулам реагуючих речовин, щоб перетворити їх на активні.

Чим більша енергія активації Еа, тим сильніше зростає швидкість реакції при збільшенні температури.

	А – реагенти В – активований комплекс (перехідний стан) С – продукти реакції.
Рис. 4.2. Енергетична діаграма хімічної реакції.

4) Вплив каталізатора

Зміна швидкості хімічної реакції під дією каталізаторів назива­ється КАТАЛІЗОМ. Каталіз може бути позитивним і негативним.

КАТАЛІЗАТОРИ – це речовини, які збільшують швидкість хі­мічної реакції, але не входять до складу її продуктів. В організмі людини це ферменти (ензими), гормони.

Інгібітори – це речовини, які сповільнюють швидкість хімічної реакції.

Промотори – це речовини, які збільшують активність каталіза­то­ра (каталізатори для каталізаторів). В організмі людини – це вітаміни, вода, мінеральні солі, деякі мікроелементи. Наприклад, в біохімічних процесах кобальт (Co) і нікель (Ni) є промоторами заліза.

У реакції синтезу аміаку N₂ + 3Н₂ = 2NH₃

Fе₂О₃ – каталізатор, а А1₂О₃ – промотор.

Каталітичні отрути – це речовини, які інактивують каталізато­ри (знижують їх активність). Для людини це солі деяких важких мета­лів (ртуті Hg, свинцю Pb, стронцію Sr і інших), чадний газ (CO), сполуки миш'яку As, деякі органічні речовини і продукти їх згоряння. Наприклад, в димі сигарет та у вихлопних газах машин дуже висока концентрація каталітичних отрут.

ВИДИ КАТАЛІЗАТОРІВ

1. Гомогенні каталізатори – знаходяться в однаковому агрегат­но­му стані з реагуючими речовинами.

Наприклад: NO (газ) каталізатор для реакції 2SО_2(газ) + О_2(газ) = 2SО_3(газ).

2. Гетерогенні каталізатори – знаходяться в різних агрегатних ста­нах.

Наприклад: V₂O₅ (твердий) – гетерогенний каталізатор для реак­ції 2SО_2(газ) + О_2(газ) = 2SО_3(газ).

РОЛЬ КАТАЛІЗАТОРІВ

1. Знижують енергію активації, тобто енергію, необхідну для проходження хімічної реакції (гомогенні і гетерогенні каталізатори).

2. Адсорбують (поглинають) на своїй поверхні молекули реагуючих речовин, тому збільшують їх концентрацію (гетерогенні).

Практично всі біохімічні реакції як у простих одноклітинних організмах, так і в вищих - тваринах і рослинах, носять каталітичний характер. Роль каталізаторів виконують ферменти.

ВИДИ І МЕХАНІЗМ КАТАЛІЗУ

• Гомогенний каталіз відбувається з утворенням проміжних комп­лексів, які _;легше вступають в реакцію.

Наприклад, для реакції А + В = АВ

гомогенний каталіз йде в дві стадії:

а) А + К = АК, б) АК + В = АВ + К

де К – каталізатор, АК – проміжний комплекс.

Наприклад реакція 2SO₂ + О₂ = 2SO₃ йде тільки з каталізатором:

a) 2NO + О₂ = 2NO₂ б) NO₂ + SO₂ = SO₃ + NO,

де NO – каталізатор, NO₂ – проміжний комплекс.

• Гетерогенний каталіз

Наприклад, для реакції 2SO₂ + О₂ = 2SO₃ гетерогенними каталі­за­то­рами є: Платина Рt, Ванадій (V) оксид V₂O₅, ферум (ІІІ) оксид Fe₂O₃.

• Мікрогетерогенний (ферментативний) каталіз пов’язаний в ос­нов­ному з ферментативними процесами.

ФЕРМЕНТИ (або ензими) – це гетерогенні біологічні каталі­за­тори, речовини білкової природи. Ферменти діють в м'яких умовах (температура, тиск, pH живого організму).

ОСОБЛИВОСТІ ФЕРМЕНТНИХ КАТАЛІЗАТОРІВ:

1. Висока ефективність. Ферменти діють в 10³ - 10⁶ разів ефективніше, ніж небіологічні каталізатори.

2. Специфічність. Певний фермент при даних умовах каталізує тільки одну біологічну реакцію.

3. Ферменти діють при м’яких умовах проходження біохімічних процесів (температура, тиск, pH живого організму).

4. Швидкість біохімічних реакцій залежать як від концентрації реагу­ючих речовин так і від концентрації ферменту

5. Фермент і субстрат просторово співпадають як КЛЮЧ і ЗАМОК і утворюють комплекс.