- •Лекция 9
- •Химическая кинети- ка - то раздел физи- ческой химии, изуча- ющий скорость и
- •Кинетический метод исследования, наряду с термодинамическим и квантово-механическим, широко применяется в современном естествоз-
- •План
- •9.1 Химические реакции
- •Средняя скорость гомогенной
- •[A]0_ и [A] – исходная и
- •Скорость гетерогенной реакции
- •где ν0 и ν – количество
- •Большинство биохимических реакций являются гомо- генными. Они протекают с различной скоростью. Например, химические
- •Полное обновление костной ткани осу- ществляется за 4-7 лет. Время обновления бел- ков
- •На скорость химических реакций влияет:
- •в) природа раствори- теля (если реакция протекает в растворе), г) площадь поверхности реагирующих
- •д) концентрация реа- гирующих веществ, е) давление (для га- зофазных реакций), ж) температура,
- •Механизм химичес- кой реакции – это число и последова- тельность элемен- тарных стадий
- •Элементарная стадия
- •Характеристикой механиз- ма является молеку- лярность элементарных стадий.
- •Различают:
- •Молекулярность не может быть больше трех, т.к. вероятность столкновения четырех и более частиц
- •Химическая реакция является простой, если
- •Если химическая реакция протекает в несколько стадий, то она является сложной. К наиболее
- •Радикал – это атом или группа атомов, имею- щие неспаренный элект- рон. Радикалы
- •2) рост цепи (бимоле- кулярная стадия):
- •3) обрыв цепи (би- молекулярная стадия)
- •Радикальные реакции протекают in vivo под действием радикалов
- •Ученые считают, что накопление радикалов во внутриклеточных жидкостях – одна из причин старения.
- •Реакция пероксидного окисления липидов, скорость которой резко возрастает даже под воз- действием малых
- •Для снижения скорости пероксидного окисления используется антиокси- данты: витамины А, Е, С, соединения
- •9.2 Кинетическими
- •Кинетические уравнения
- •Математическое выражение ЗДМ для реакции:
- •k зависит от температуры и
- •Порядок реакции определя- ется только эксперимен- тально. Он является величи- ной формальной и
- •Для радикальной реакции
- •Только для простых ре- акций порядок и молеку- лярность совпадают:
- •Кинетическое описание простых реакций
- •Условное уравнение: А Р
- •Кинетическая кривая реакций нулевого порядка
- •Время полуреакции (τ ½) –
- •Условное уравнение: А Р
- •Кинетическая кривая реакции первого порядка
- •Время полуреакции:
- •Период полураспада некоторых радионуклидов
- •Условные уравнения:
- •Константа скорости:
- •Кинетика сложных реакций
- •2) Параллельные реакции
- •3) Последовательные реакции
- •9.3 На рисунках представлена
- •Тримолекулярные
- •Радикальные реакции
- •Ферментативные
- •Для большинства хими- ческих реакций выпол- няется правило Вант- Гоффа: при повышении температуры
- •Для биохимических реакций
- •Значительно точнее зависимость скорости и температуры описы-
- •где 0 и k0 - коэффициенты
- •С точки зрения теории активного комплекса, энергия активации - это энергия образования ак-
- •Энергия активации иначе называется энергетическим барьером химичес- кой реакции.
- •Активный комплекс
- •Схема химической реакции :
- •Энергия, кДж/моль
- •Энергия, кДж/моль
- •Энергия активации
- •С повышением температуры возрастает доля активных молекул в реакционной смеси, способных преодолеть энергетический
- •Кроме термических, существуют нетерми- ческие способы акти- вации молекул: фото- химические, электри- ческие
- •Благодарим за внимание
9.2 Кинетическими
называют уравнения, описывающие влияние концентрации реагиру- ющих веществ на скорость химических реакций.
Кинетические уравнения
составляют на основе закона действующих масс (Гульдберг и Вааге,1867): скорость химичес- ких реакций прямо пропорцио- нальна произведению концент- раций реагирующих веществ, возведенных в некоторую сте- пень.
Математическое выражение ЗДМ для реакции:
аА + bВ + cС → Р
υ = k [A]x [B]y [C]z
где k – константа скорости, являющаяся фундаментальной кинетической характеристикой реакций.
k зависит от температуры и
природы веществ и не зависти от их концентрации;
[A], [B], [C] – концентрации реагирующих веществ, моль/л; x, y и z – порядок реакции по веществам.
Общий порядок реакции (n)
равен: n = x + y + z
Порядок реакции определя- ется только эксперимен- тально. Он является величи- ной формальной и может принимать любые значения: положительные, отрицатель- ные, целые , дробные, а также 0.
Для радикальной реакции
H2 + Br2 → 2HBr
кинетическое уравнение
υ = k[H2][Br2]1/2
Только для простых ре- акций порядок и молеку- лярность совпадают:
H2 + I2 → 2HI
υ = k [H2][I2]
Кинетическое описание простых реакций
Реакции нулевого порядка
(n=0)
Примеры: фотохимические, каталитические и фермен- тативные реакции (при вы- сокой концентрации субст- рата)
Условное уравнение: А Р
Кинетическое
уравнение: = k A 0= k
Константа |
k= |
[A]0 - [A] |
скорости |
|
|
|
||
|
τ
Кинетическая кривая реакций нулевого порядка

A
