- •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
2) Параллельные реакции
k1
A
k2
B |
KClO3 |
|
|
|
KCl + O2 |
|
|
|
|||
C |
|
|
|
KCl + KClO |
|
|
|
||||
|
|
||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Кинетическое уравнение:
= k1 ([A]0 – [B]) + k2 ([A]0 – [C])
3) Последовательные реакции
A k1 B k2 C
быстрая медленная
(лимитирующая)
Скорость реакции равна скорости ее лимитирующей стадии: = k2 [B]
9.3 На рисунках представлена
зависимость скорости химических реакций разных типов от температуры
|
Боль- |
|
шинство |
|
реакций |
|
T |
Тримолекулярные
реакции
T
Радикальные реакции
|
|
|
|
Взрывной |
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
|
режим |
|
|
|
|
|
|
T
Ферментативные
реакции
T
Для большинства хими- ческих реакций выпол- няется правило Вант- Гоффа: при повышении температуры на каждые 100 скорость реакции возрастает в 2-4 раза.
T2 – T1
T2 = T1 10
где Т1 и Т2 - начальная и конечная
температура,- температурный коэффициент
реакции
2 < < 4
Для биохимических реакций
1,5 < < 3,
поэтому при повышении температуры больного до 39,50С скорость биохими- ческих реакций возрастает в 1,13 - 1,39 раза (на 13-19%).
Значительно точнее зависимость скорости и температуры описы-
вается уравнением Аррениуса:
= 0e-Еак/RT
k = k0e-Еак/RT
