Kinetyka

Szybkość reakcji chemicznej

Określenie tempa, w jakim reagenty przekształcają się w produkty w danej reakcji chemicznej, wyrażone jako zmiana stężenia reagentów lub produktów w czasie

Stan równowagi chemicznej

Sytuacja, w której szybkość reakcji w przód i wstecz jest równa, prowadząc do stałych stężeń reagentów i produktów w układzie zamkniętym.

Stała równowagi reakcji chemicznej

Wartość określająca stosunek stężeń produktów do stężeń substratów w stanie równowagi chemicznej, zależna od temperatury.

Reguła van’t Hoffa

Prawo opisujące wĻlyw temperatury na szybkość reakcji chemicznej oraz stałą równowagi. Które wskazuje, że wzrost temperatury o 10°C zwiększa 2/3 krotnie szybkość reakcji.

Rząd reakcji

Suma wykładników potęgowych wyrażeń stężeń reagentów w równaniu kinetycznym, określająca zależność szybkości reakcji od stężeń reagentów.

Energia aktywacji

Minimalna ilość energii potrzebna dla cząsteczek reagentów, aby mogły wejść w reakcję chemiczną i przekształcić się w produkty.

Katalizatory

Substancje przyspieszające reakcję chemiczną przez obniżenie energii aktywacji, bez zużywania się w trakcie reakcji.

Inhibitory

Substancje spowalniające lub hamujące reakcję chemiczną. Zazwyczaj poprzez blokowanie aktywnych miejsc katalizatora lub reagentów.

Reakcja I rzędu

Reakcja, w której szybkość jest proporcjonalna do stężenia jednego reagenta.

Równanie kinetyczne v= k[A]

Jednostka - 1/s

Przykład: rozpad promieniotwórczy A→ B + C

Reakcja II rzędu

Reakcja, w której szybkość jest proporcjonalna do iloczynu stężeń dwóch reagentów.

Równanie kinetyczne: V= k[A]² lub v=k[A][B]

Jednostka; dm³/mol s

Przykład: Reakcja zobojętniania H + OH- → H2O

Reakcja endotermiczna

Proces, w którym układ pochłania energię z otoczenia, a zmiana entalpii jest dodatnia. Energia substratów jest niższa niż produktów.

Wzory Prawa van’t Hoffa

k2/k1 =Q^T2-T1/10 → wzrost o 10 stopni powoduje 2/3 krotne zwiększenie szybkości reakcji

k2/k1 =2^-40/10 =2^-4 =1/16 → Przy obniżeniu temperatury o 40C oznacza że szybkość reakcji zmniejszy się 16 razy

Obliczanie stałej równowagi reakcji przy podanych stężeniach:

Stała równowagi wyraża stosunek stężeń produktów do substratów w stanie równowagi:

K = [C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b

Rząd reakcji - wzory

0 rząd

v=k

mol/dm³s^1

Przykład: reakcja enzymatyczna przy pełnym wysyceniu enzymu

I rząd

v=k[A]

1/s

Przykład: rozpad promieniotwórczy

II rząd

v=k[A]² v=k[A][B]

dm³/mol s

Przykład: reakcje utleniania

III rząd

v=k[A]²[B]

dm^6/ mol² s

Katalizator - występowanie

Katalizator to substancja, która przyspiesza reakcję chemiczną, obniżając energię aktywacji, ale nie ulega trwałemu zużyciu w reakcji.

Formy występowania katalizatora w organizmie:

• Enzymy: białka katalizujące reakcje biochemiczne (np. amylaza, katalaza).

• Rybzymy: cząsteczki RNA pełniące funkcję katalizatora w procesach biologicznych.

• Koenzymy: niewielkie cząsteczki organiczne wspomagające działanie enzymów (np. witaminy, NADH, FAD).