Навігація
Головна
 
Головна arrow Техніка arrow БІОТЕХНІЧНІ СИСТЕМИ МЕДИЧНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ
Переглянути оригінал

ЗАЛЕЖНІСТЬ ШВИДКОСТІ РЕАКЦІЙ ВІД ТЕМПЕРАТУРИ

Під час обговорення закону діючих мас для швидкості (6.1) було обумовлено, що константа швидкості є постійною величиною, що не залежить від концентрацій реагентів. При цьому передбачалося, що всі реакції протікають при постійній температурі. Разом з тим добре відомо, що швидкість хімічної реакції може істотно змінюватися при зниженні або підвищенні температури. Відповідно до закону діючих мас, ця зміна швидкості обумовлено залежністю швидкості від температури, так як концентрації реагентів лише незначно змінюються внаслідок теплового розширення або стиснення рідини.

Особливий інтерес для медиків представляє залежність швидкості від температури ферментативних реакцій, т. Е. Реакцій за участю ферментів. Практично всі реакції, що протікають в організмі, відносяться до цього класу.

Наприклад, при розкладанні водородпероксіда в присутності каталази швидкість реакції залежить від температури. При 273 ... 320 К ця залежність має нормальний характер. Зі збільшенням температури швидкість зростає, із зменшенням - падає. При підвищенні температури понад 320 К спостерігається різке аномальне зменшення швидкості розкладання водородпероксіда. Схожа картина має місце і для інших ферментативних реакцій.

Нормальне температурна поведінка швидкості різних реакцій визначається наступною залежністю константи швидкості від температури:

де А - предекспонента; Е а - енергія активації реакції, Дж / моль; R - універсальна газова постійна, R = 8,13 Дж / (моль К); Т - абсолютна температура.

Вираз (6.12) називається рівнянням Арреніуса для константи швидкості.

Розмірності величини Е а і твори RT повинні збігатися, так як їхнє ставлення варто в показнику і має бути безрозмірною величиною.

Розмірність величини А збігається з розмірністю константи швидкості і, отже, залежить від сумарного порядку реакції. Для реакцій першого порядку одиниця виміру предекспо- ненти - с, для реакцій другого порядку - л / (моль-с).

Як вже було зазначено, для багатьох хімічних реакцій закон діючих мас швидкості невідомий. Особливо часто це має місце при вивченні біохімічних перетворень. У таких випадках рівняння Арреніуса для опису залежності швидкості реакції від температури може застосовуватися, але в дещо зміненій формі:

де А з - множник званий предекспонентой (див. формулу (6.12)). Предекспонента не залежить від температури.

Порівняння закону діючих мас для швидкості (6.1) з рівняннями (6.12) і (6.13) показує, що має місце співвідношення

З (6.14) випливає, що співвідношення (6.13) можна розглядати як окремий випадок більш загального вигляду рівняння (6.12).

Рівняння (6.12) і (6.13) вказують спосіб обробки експериментальних даних з метою визначення енергії активації і предекспоненти.

Для ілюстрації можна взяти більш загальний вид рівняння Арреніуса (6.13), логарифмуючи яке отримуємо

Криві, відповідні рівняння (6.15), являють собою прямі лінії. Тангенс кута нахилу цих ліній становить Е а / 2,3 / ?, звідки неважко розрахувати значення енергії активації Е а . Відрізок, що відсікається на осі ординат, дорівнює предекспо- нентов А з . Для різних реакцій значення енергії активації знаходяться зазвичай в діапазоні значень 10 ... 100 кДж / моль.

Для наближеної оцінки величини зміни швидкості реакцій можна використовувати температурний коефіцієнт швидкості Вант-Гоффа у д7 Цей коефіцієнт показує, у скільки разів змінюється швидкість реакції при зміні температури на певну величину, наприклад на величину АТ, що дорівнює 5 або 10 К. З рівняння Арреніуса слід, що

де ц, v 2 - швидкості досліджуваної реакції при температурах Т, і 7); АТ - приріст температури, АТ = Т 2 - 7).

 
Переглянути оригінал
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук