Особен кинет биол проц-ов. Кинет послед и параллел протекания р-ций.




ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Особен кинет биол проц-ов. Кинет послед и параллел протекания р-ций.



В отличие от простых (одностадийных) реакций, уравнение которых совпадает со стехиометрическим уравнением реакции, подавляющее большинство химических реакций является сложными, т.е. протекает через ряд последовательных и (или) параллельных стадий, при этом некоторые стадии протекают с участием промежуточных веществ, не являющихся ни исходными веществами, ни продуктами реакции.

В основе кинетики сложных реакций лежит принцип независимости реакций, согласно которому “если в системе одновременно протекает несколько реакций, то каждая из них независима от остальных и скорость ее прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ”. Этот принцип справедлив для обратимых, параллельных и последовательных реакций. Конечное изменение концентрации данного вещества является результатом всех независимых изменений.

Однако принцип независимости реакций не является таким общим как основной постулат химической кинетики. Он не применим, например, к сопряженным реакциям, в которых одни простые реакции существенно влияют (часто ускоряют ) на протекание других реакций.

Все процессы живых систем многостадийные:

3 группы

1. последовательные реакции: 1 исходное вещество которое претерпевает превращения (глюкоза до молоч.кислоты, молоч.кислота до ПВК)

Последовательные реакции протекают через ряд стадий, в каждой из которых претерпевает превращение продукт, образовавшийся в предыдущей стадии. К последовательным реакциям относят реакции типа:

А В D.

Вещество В образуется из А (константа k1) и расходуется на образование D (константа k2), обе реакции мономолекулярны. Скорость изменения концентрации вещества В со временем будет равна:

,

где С — начальная концентрация вещества А (начальные концентрации В и С равны нулю); х и y — число молей веществ А и В, соответственно, прореагировавших к моменту времени t.

 

2. параллел.р-ции:

Параллельными называют реакции, в которых одни и те же исходные вещества реагируют одновременно в двух или более направлениях. Это реакции типа

В А С.

Исходное вещество А одновременно расходуется на образование вещества В (константа k1) и вещества С (константа скорости k2). Обе реакции первого порядка. Суммарная скорость расходования вещества А равна

, (10.20)

где w1 и w2 — скорости превращения вещества А в вещества В и С, соответственно; С — начальная концентрация А; х — количество вещества А, прореагировавшего к моменту времени t.

После интегрирования ур-я (10.20) получаем

. (10.21)

По уравнению (10.21) можно рассчитать сумму констант (k1 + k2). Чтобы разделить эту сумму на отдельные составляющие, необходимо использовать еще одно уравнение, дающее отношение констант в некоторый момент времени t:

, (10.22)

где х1 и х2 — числа молей веществ В и С, образовавшихся к моменту времени t (х = х1 + х2). Решая систему уравнений (10.21) и (10.22), можно найти значение каждой константы скорости по отдельности.

 

ЛИМИТИРУЮЩАЯ СТАДИЯ

Нередко скорость сложной химической реакции может зависеть главным образом не от всех значений констант скорости отдельных ее стадий, а только от одной. Эту стадию называют лимитирующей (т. е. определяющей скорость всей реакции в целом). Скорость последовательной реакции определяется скоростью наиболее медленной стадии, скорость же параллельных реакций определяется скоростью наиболее быстрой стадии. Например, пусть имеется сложная реакция А ® D, протекающая в три стадии:

А Р1 Р2 D.

Исходное вещество А превращается в активную промежуточную частицу (АПЧ) Р1 (константа k1), которая в свою очередь превращается в АПЧ Р2 (константа k2), а уже из Р2 образуется продукт реакции — вещество D (константа k3). В том случае, если k1 << k2 » k3, то даже при малых концентрациях Р1 и Р2 скорости второй и третьей стадий очень велики и намного превышают скорость первой стадии. Фактически все образовавшееся количество Р1 очень быстро превращается в продукт реакции D. Скорость всей реакции определяется скоростью образования Р1 — лимитирующей стадией реакции будут первая:

w @ w1 = k1·CA.

 





Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.239.109.55 (0.012 с.)