Факторы, влияющие на скорость реакции

1. концентрация реагирующих веществ (ЗДМ). Давление, если реагируют газы.

2.Температура: при повышении температуры скорость реакции возрастает. Эмпирическое правило Вант-Гоффа:

при повышении температуры на каждые 10^о скорость реакции возрастает в среднем в 2 – 4 раза (справедливо для относительно невысоких температур).

Для установления зависимости скорости реакции от температуры Вант-Гофф предложил температурный коэффициент γ ( коэффициент Вант-Гоффа):

γ = k_T+10/k_T

Именно γ показывает, как меняется скорость данной реакции при изменении температуры на 10^о. Для ферментативных процессов γ может достигать 5, 6, 7…, хотя для большинства биохимических реакций γ варьирует от 1,5 до 3,0. Поэтому если в результате заболевания температура человеческого тела поднялась, например, с 36,5 до 39,5^оС, это означает увеличение скорости всех биохимических процессов, происходящих в человеке в 1,13 – 1,39 раз, т.е. на 13-39%

В медицине правило Вант-Гоффа используется при определении срока годности препарата (если указан срок годности 5 лет – этим гарантируется, что в течение этого срока характеристики лекарства будут оставаться в пределах требований ГФ). Сроки годности препаратов определяют методом ускоренного старения, т.е. их выдерживают при повышенной температуре.

Например, препарат выдерживает 46 суток при температуре 60ºС. Как изменится скорость разложения препарата при комнатной температуре, если γ = 2?

u(T₂)/u(T₁) = 2^20-60/10 = 1\16.

При 20^о скорость разложения уменьшится в 16 раз, а время в 16 раз увеличится и составит 736 суток, препарат имеет срок годности 2 года при 20^оС.

3. Природа реагирующих веществ – т.е. тип связей между атомами в молекуле и энергия активации (она тоже определяется типом связей).

ЭНЕРГИЯ АКТИВАЦИИ: большинство столкновений молекул реагирующих веществ не является эффективным, т.е. не приводит к образованию молекул новых веществ. Чтобы столкновение было эффективным, молекулы должны преодолеть энергетический барьер отталкивания электронных оболочек атомов, для этого молекулы должны получить дополнительную энергию. Эта дополнительная энергия и есть

ЭНЕРГИЯ АКТИВАЦИИ, кДж/моль.

Рассмотрим два механизма, по которым может протекать реакция между веществами:

1). Происходит полный разрыв связей между атомами в исходных молекулах, образовавшиеся атомы далее взаимодействуют между собой, образуя новые связи:

Н I H———I

+ +

H I H———I

На полный разрыв связей требуются существенные затраты энергии –

571 кДж/моль.

Возможен 2-й способ протекания этой же реакции – через стадию образования промежуточного соединения, называемого активированным комплексом. Этот комплекс представляет собой совокупность атомов, где ослаблены связи между атомами в исходных молекулах и возникли новые связи между атомами молекул реагирующих веществ:

Н I H - - - - -I

+ 2HI

H I H- - - - - -I

Для образования этого активированного комплекса требуется

168 кДж/моль. Активированный комплекс неустойчив и распадается с образованием продукта реакции.

2-й путь более выгоден, и практически все реакции протекают через стадию образования активированного комплекса.

Поиск по сайту: