Teoria cinetică teoretică.
Efectul temperaturii asupra vitezei de reacție.
Regula lui Vant-Hoff.
Pentru cele mai multe reacții chimice, viteza de reacție
crește cu creșterea temperaturii. prin experiment
Se constată că, cu o creștere a temperaturii cu zece
grade crește rata de reacție omogenă cu un factor de 2 4.
Această regularitate este numită regula lui Van't Hoff.
Un număr care arată de câte ori crește constant
viteza cu o creștere de temperatură de zece grade,
se numește coeficientul de temperatură al constantei
viteza, este notată.
kT 10
2 4
kT
kT2
kT1
Jakob Hendrick
Van't Hoff
(1852-1911)
T
10
Regula Van't Hoff este aproximativă, deoarece temperatura
coeficientul rămâne constant doar într-un interval îngust
zona de temperatură.
2. Energia de activare. Teoria lui Arrhenius.
Conceptul de "energie de activare" a fost introdus de Arrhenius în România
teoria coliziunilor active (TAC), esența cărora este
interacțiunea chimică se realizează numai atunci când
interacțiunea dintre particulele active care au suficiente
energie pentru a depăși bariera potențială de reacție și
orientate în spațiu unul față de celălalt. În TAC
Se crede că actul de transformare a substanțelor inițiale în final
produse apar atunci când moleculele active se ciocnesc și
curge instantaneu. Pot fi surse de activare a moleculelor
diferite:
temperatură,
disponibilitate
catalizator
efect
șocuri electrice, impacturi ale electronilor, particule, neutroni etc.
Introducerea unui multiplicator steric în TAC nu permite acest lucru
dezvăluie pe deplin sensul fizic, nu oferă o modalitate de a calcula,
limitată doar la o valoare aproximativă a cantității.
Prin urmare, pe baza teoriei TAC, a fost prezentată o teorie
activat complex (TAC). Principala prevedere a SOK
reacțiile chimice sunt că fiecare elementar
chimic
act
fluxurile
prin
tranziție
stat
(complex activat), când dispar în sistemul de reacție
legături separate în moleculele originale și noi conexiuni apar,
specific pentru produsele de reacție. Aceasta este configurația inițială
atomii din moleculele originale ajung la final în produse
reacții cu o schimbare continuă a distanțelor interatomice:
A
A B
B
A
B
| | | |
C D
C D
C
D
Materiale primare Complex activat
Produse de reacție
Luând în considerare modul de reacție prin complexul activat, TAK dă
ecuația:
G *
k T RT
K
e
h
sau, știind asta
G H T S
*
*
*
k T
K
e
h
S *
R
e
H *
RT
unde este factorul de transmisie, ținând seama de fracțiunea activă
molecule, care se transformă în produsul final al reacției, pentru
În cele mai multe reacții este egal cu unitatea și în calculele aproximative ale acesteia
pot fi ignorate;
k este constanta Boltzmann, 1,38 10-23;
h - Constanta lui Planck, 6,626 10-34;
G * - schimbarea potențialului de activare izobaric-izotermă;
S * este schimbarea entropiei în procesul de formare a activat
complexă;
H * este schimbarea entalpiei activării.
Energia de activare cu o schimbare a entalpiei reacției este legată de
ecuația:
E H * RT,
unde este numărul moleculelor care reacționează.
Presupunând asta
E H * ajungem
k T
P Z0
h
S *
e R
,
prin urmare, factorul steric se numește factorul de entropie sau
Probabilist factor, deoarece determină entropia la
formarea complexului activat.
Factorul steril P
determină eficacitatea interacțiunii chimice a particulelor
Un Pz
la Ae
Ecuația lui Arrhenius
Eakt
RT
z este numărul de coliziuni efective
între particule
P este factorul de probabilitate (steric
factor) P 1
ln k
E
tg
R
Forma logaritmică a ecuației lui Arrhenius
E
ln k ln A
RT
În A
d ln K
E
KT 2 E 1 1
RT1T2 KT 2
ln
E
ln
dT
RT 2
KT 1 R T1 T2
T2 T1 KT 1
1 / T
Distribuția particulelor pe energie.
N *
e
N
E а ктт
RT
Ecuația Boltzmann
N * este numărul de particule active
N este numărul total de particule
N *
z
10 10 10 20
N
dacă
Ludwig Boltzmann
1844 -1906
N *
10 10 reacția se face instantaneu
N
Comunicarea Eact cu efectul de reacție termică.
E
E
K
K
E1
E1
E2
H
H
Cursul reacției
H 0
E1
E2
Cursul reacției
H 0
E1
Punct K - complex activat
pozitiv
negativ
(Inhibare)
1. Omogene
2.geterogenny
3. Acid-alcalin
C
În tehnologiile alimentare sunt utilizate pe scară largă 1, 3 și 4
catalizatori. Aceasta este o direcție promițătoare în care
din materii prime nealimentare se obțin alimente. catalizatori:
C0
H2S04, CH3COOH, HCI, fosfați, sulfați, aluminosilicați
3
cf.
4.Fermentativny
2 1
t2
T1
t3
T
1 - reacția continuă fără
un catalizator
2 - cataliză pozitivă
3 - inhibarea reacției
Baza este hidroliza într-un mediu apos în prezența substratului H și OH
(piei, vârfuri de sfeclă, floarea soarelui, labe, ciocuri)
S + H A SH + A. SH + H20 P + H3O
. unde S este sulfat și P este produsul
Autocataliză - accelerarea reacției datorată rezultatelor finite sau intermediare
produse
Cerințe pentru
catalizator:
-ar trebui să aibă activitate catalitică,
care depinde de pH și de temperatură.
-ar trebui să fie 1. specifice
2. Selectiv
3. mecanic puternic
4.termostoykim
5. capabile de regenerare.
Promotorii (de la lat promoveo - promovez) - substanțe, adăugarea cărora la
catalizatorii își măresc activitatea și selectivitatea și uneori
stabilitate. Exemplu: reacția 3H2 + N2 = 2NH3, catalizator: Fe, promotori: Al2O3,
K2O
catalizatori: Pb, Hg, H2S, CO, H2O
Cataliză enzimatică.
Enzimele - catalizatori biologici - depășesc activitatea
chimice. Acestea sunt produsele vieții
organisme. Există 2 mii de enzime. Ele vin în două tipuri:
proteine (proteine) și complexe (proteine + substanțe neproteice)
1 mol de enzime de zaharoză per 1 s este capabil să despartă 1000 moli
zahăr din sfeclă
1 g de cristale de pepsină împarte 50 kg de ou, se descompune
proteine, dar nu afectează rata de procese oxidative. enzimă
cataliza descompune perocistetida de hidrogen, dar nu afectează proteinele
1 g de cristale de rhenină rulează 72 de tone de lapte
Denumirea substratului (substanțele care se transformă în
acțiunea enzimei) + "aza"
Enzimele de protează descompun proteinele (proteinele)
Enzimele de lipază descompun lipidele (grăsimile)
Din punct de vedere cantitativ, cinetica reactiilor enzimatice este descrisa prin ecuatie
Michaelis.
Activitatea catalitică a enzimelor
Activitatea moleculară a enzimei este numărul moleculelor date
substrat, transformat pe minut de o singură moleculă a enzimei la
concentrația optimă a substratului
Enzimele au specificitate (selectivitate)
specificitate absolută
stereochimie
specificitate
Enzimele în timpul reacției sunt inactive, își pierd
activitate și sunt distruse.
Ingrediente de enzime
Enzimele din compoziția sa au o componentă proteică și nonproteină
Enzime cu un singur component
Enzime cu două componente
Caracteristicile enzimei:
1) Gama de temperaturi înguste
(313-333 K pentru enzimele de plante și
313-323 pentru animale)
2) Gama specifică de pH
Direcțiile de cataliză enzimatică:
1. Pentru depozitarea și prelucrarea materiilor prime
(legume, fructe, carne, cereale, grasimi O2 +
râncezirea)
2. Îmbunătățirea gustului (apariția unor indicatori organoleptici specifici)
3. Pentru producția de procese tehnologice în brutărie, fabricarea brânzeturilor,
vinificație, fabricarea berii, pasteurizarea laptelui.
14. Mecanisme de reacții chimice în biosisteme
Reacțiile chimice din biosisteme sunt reacții complexe,
constând din
de la
de câteva
elementar
etape,
cu
Etapele de limitare care determină viteza întregului
proces complex.
1) Invertibil
2) Paralel
K1
A → B
К2 ↓
C
K1
A
↔
În
K2
3) Secvențial
A → B → C
K1≈K2
4) Înrudite
A + B → M, ΔG<0
(1)
A + C → N, ΔG> 0
(2)
> A + B + C → M + N
(hidroliza esterilor și polizaharidelor, inductorul de reacție B (2)
fisurarea hidrocarburilor)
Reacția (2) este termodinamic
neprofitabil, se poate scurge
Numai în prezența lui [B], care
participă la reacția (1),
termodinamic favorabil.
Exemplu de reacție conjugată:
Reacția oxidării metabolice a glucozei:
C6H12O6 + O2 → CO2 + H2O ΔG = -2886 kJ / mol
Această reacție implică sinteza ATP:
ADP + F → ATP ΔG = 36 kJ / mol
Reacția reprezintă baza oxidării alimentelor în timpul digestiei alimentelor.
5) lanț - sunt caracterizate prin
- apariția unei particule active, în
fiecare act elementar apare
lanț de repetitive consecutive
reacții (N. N. Semenov):
a) inițierea lanțului;
b) creșterea lanțului;
c) un circuit deschis.
7) Radiație chimică
În industria alimentară
utilizate pentru pasteurizare și
dezinfectarea produselor.
6) Fotochemical (hν),
(plasmochimice) - bronzarea pielii,
fotosinteza → 2 legi de fotochimie
(luminiscență, fosforescență
+ sensebilizatory).
8) Reacții radicale ale lanțului -
afectare oxidantă a grăsimilor,
apariția toxinelor, schimbare
colorarea vinului.
Articole similare
-
Lucrari de calcul si grafica pe mecanica teoretica - stadopedie
-
Condiții teoretice și socio-istorice pentru apariția conflictelor
Trimiteți-le prietenilor: