Материал к экзамену по химии. Основные понятия термодинамики
 Скачать 1.97 Mb.
|
|
Кинетические уравнения реакций первого, второго и кулевого порядков. Реакция нулевого порядка:   (сек-1*моль*л-1)  Скорость реакции нулевого порядка постоянна во времени и не зависит от концентраций реагирующих веществ Реакция первого порядка   (сек-1)  Реакция второго порядка   (сек-1*моль-1*л)  Экспериментальные методы определения скорости и константы скорости реакций. Экспериментально скорость реакции определяют измерением концентрации реагирующих веществ за определенный промежуток времени с последующим расчетом по формулам средней или истинной скорости реакции. Константу скорости реакции можно определить представив экспериментальные данные в линейных координатах кинетического уравнения соответствующего порядка. (см. стр. 394-396 учебника Ершова) Билет 7. Зависимость скорости реакции от температуры. Температурный коэффициент скорости реакции и его особенности для биохимических процессов. Понятие о теории активных соударений. Энергетический профиль реакции; энергия активации; уравнение Аррениуса. Роль стерического фактора. Понятие о теории переходного состояния. Зависимость скорости реакции от температуры, температурный коэффициент скорости реакции и его особенности для биохимических процессов. Правило Вант-Гоффа При увеличении температуры на каждые 100 увеличивается в 2-4 раза:  , где  - скорость реакции при изменении температуры, - скорость реакции при начальной температуре, - температурный коэффициент – показывает, во сколько раз изменится скорость реакции при повышении температуры на 10 градусов. Правило Вант-Гоффа не является универсальным. Оно применимо только при определённых условиях: интервал значений энергии активации 60-120 кДж/моль, температурный интервал 10-40 градусов Цельсия. In vitro: = 2-4; in vivo: = 7-9 Правилу Вант-Гоффа не подчиняются реакции, в которых принимают участие громоздкие молекулы (белки в биологических системах). Для биологических процессов важен определенный температурный интервал, вне которого процесс прекращается. В этом интервале увеличение температуры активизирует протекание жизненно важных процессов до оптимального, а последующее повышение температуры быстро снижает скорость процесса вплоть до прекращения жизнедеятельности организма. Это связано с необратимой тепловой денатурацией белков биологических тканей, а также с инактивацией ферментов (биологических катализаторов). Температурный коэффициент реакции для ферментативных процессов равен 1-2 (исключение составляют два типа реакций: термическая инактивация ферментов и денатурация белков в температурной зоне денатурации, для которых значение Q10 колеблется от десятков до нескольких сотен). Для каждого фермента имеется свой температурный оптимум, при котором скорость процесса оказывается максимальной; для ферментов животного происхождения он обычно лежит в зоне температур 40-50° и для растительных ферментов при 50-60°. Понятие о теории активных соударений. Теория активных соударений была сформулирована С. Аррениусом в 1889 году. Основные положения теории: 1) для протекания химической реакции необходимо соударение между молекулами исходных веществ; 2) не каждое соударение молекул приводит к химическому превращению; к нему приводит лишь активное соударение, то есть соударения, между молекулами, обладающими большим запасом энергии. Минимальный запас энергии, которым должны обладать молекулы исходных веществ, чтобы соударения между ними были активными, называется энергетическим барьером реакции (например, азот и кислород воздуха не могут преодолеть энергетический барьер). Каждая реакция характеризуется своим энергетическим барьером Энергетический профиль реакции; энергия активации; уравнение Аррениуса Энергия активации – это энергия, которую надо сообщить 1 моль вещества, чтобы все молекулы в нём стали активными (кДж/моль)  Для ионных реакция энергия активации равна нулю. Чем больше энергия активации реакции, тем меньше скорость реакции. Катализатор имеет свойство понижать энергию активации, тем самым влияя на скорость реакции. Уравнение Аррениуса.  где k – константа скорости реакции, А- предэкспоненциальный коэффициент,  — универсальная газовая постоянная, 8,314 Дж/моль*K, Ea – барьер, энергия активации, которую надо сообщить 1 моль вещества, чтобы молекулы в нем стали активны, ex – экспонентДополнительные формулы:  , где N0 - общее число частиц в реакционной системе, A – число активных частиц. Для реакции с катализатором:  |