Курс лекций по энзимиологии

Август 3, 2022

Главная
Химия
Курс лекций по энзимиологии

Содержание

2. Основные вопросы по 2-й лекции 1.Закон действующих масс. Скорость и константа скорости химической реакции. 2. Молекулярность
3. Лекция 3. Единицы измерения скорости и константы скорости химических реакций. Экспериментальный расчет константы скорости мономолекулярной и
4. Различные формы уравнения скорости первого порядка В дифференциальной форме уравнение для скорости первого порядка V =
5. Интегрирование этого выражения дает -ln [A]=kt+C, Принимая граничные условия для величин концентрации А (А0 и А)
6. Уравнение скорости первого порядка в интегральной форме 2,303 lg A0/A = kt или lg A0/A =
7. Размерность константы мономолекулярной реакции первого порядка V=k[A] V размерность (моль/л с, моль/л мин) [A] размерность моль/л
8. Экспериментальное определение параметров реакции Часто кинетические измерения гораздо проще провести для образования продукта, чем для исчезновения
9. За реакцией можно следить, измеряя скорость выделения CO2 Если мы обозначим исходную концентрацию дикарбоновой кислоты через
10. Кинетические графики для реакции первого порядка в полулогарифмических координатах Уравнение скорости первого порядка в интегральной форме
11. k=2,303/t lg[A]0/[A]t размерность константы скорости первого порядка c-1, мин-1 Пример. Хлористый фенилдиазоний при 500 С в
12. Пример. Дипептид при 800 С в воде подвергается термическому распаду по уравнению первого порядка. За 32,4
13. k=2,303/t lg[A]0/[A]t При использовании этого уравнения концентрации не обязательно выражать в абсолютных единицах. Можно использовать, например,
14. Пример. Дипептид при 800 С в воде подвергается термическому распаду по уравнению первого порядка за 32,4
15. Время полупревращения реагента (субстрата) t1/2 Для реакций первого порядка 2,303 lg A0/A = kt Пусть t1/2
16. t1/2 =0.693/k Время полупревращения субстрата в случае реакции первого порядка зависит только от константы скорости реакции
17. Задача Рассчитать время полупревращения хлористого фенилдиазония при 500 С в воде по уравнению первого порядка с
18. Ответ t1/2 =9.76 мин
19. Реакции псевдопервого порядка Реакции псевдопервого порядка –это реакции второго порядка, для которых концентрация одного из реагентов
20. Уравнение скорости реакции второго порядка 2A=C, v=-d[A]/dt= k[A]2 -d[A]/[A]2 =kdt Интегрируем это уравнение 1/ [A]= kt+C
21. График для реакций второго порядка 1/(a-x) = kt +1/a в координатах 1/(a-x), t tg α =k
22. График для реакций второго порядка x / a(a-x) = kt в координатах x / a(a-x), t
23. Время полупревращения реагента (субстрата) t1/2 для реакций второго порядка При t1/2 , x=1/2 a, 1/(a-x) -1/a
24. Реакция второго порядка, в которой участвуют две разные молекулы В случае бимолекулярной реакции A+B=C, v=-d[A]/dt =
25. Если используют разные концентрации А и В Уравнение имеет вид V=dx/dt=k(a-x)(b-x) 2.303/(a-b) lg b(a-x)/a(b-x)=kt
26. Графики для бимолекулярной реакции второго порядка с разными концентрациями А и В По оси ординат (2.303/a-b)
27. Размерность константы скорости бимолекулярной реакции v= k[A][B] k М-1 мин-1 или М-1 с-1 v (моль/ л
28. Для реакций, когда [B]>>[A] можно считать, что концентрация вещества В в ходе реакции остается постоянной и
29. Констатна скорости псевдомономолекулярной реакции определяется как и константа скорости истинной мономолекулярной реакции первого порядка, но она
30. Реакции n порядка nA=P v=k[A]n V0 = -dA/dt=kc0n с0- концентрация вещества А в начальный момент (начальная
32. Зависимость в координатах log v0, log c0 tg α =n α Log k log v0 =
34. Решение
35. Характеристики реакций простых порядков: резюме График зависимости концентрации от времени дает ключ к порядку реакции. Если
37. Скачать презентацию

Слайд 2

Основные вопросы по 2-й лекции
1.Закон действующих масс. Скорость и константа скорости

химической реакции.
2. Молекулярность реакций.
3. Порядок реакций.
4. Определение порядка реакции (зависимость скорости от концентрации реагента). Графический способ определения порядка реакции.
5. Начальная скорость. Графики.
6. Способы выражения концентрации растворов.
Размерность констант скорости для реакций различных порядков

Слайд 3

Лекция 3.
Единицы измерения скорости и константы скорости химических реакций. Экспериментальный расчет

константы скорости мономолекулярной и бимолекулярной реакции. Определение порядка реакции.

Слайд 4

Различные формы уравнения скорости первого порядка
В дифференциальной форме уравнение для скорости

первого порядка
V = -dA/dt =k[A]
Размерность скорости
моль/л с, моль/л мин

Слайд 5

Интегрирование этого выражения дает -ln [A]=kt+C,
Принимая граничные условия для величин концентрации

А (А0 и А) и времени (t и t0), т.е.
-ln[A] AA0=kt t0+C
ln A0/A=kt,
где А0 - начальная концентрация,
А- концентрация в момент времени t
Переход от натуральных логарифмов к десятичным дает
2,303 lg A0/A = kt

Слайд 6

Уравнение скорости первого порядка в интегральной форме 2,303 lg A0/A = kt или

lg A0/A = 0,434 kt (если разделить обе части уравнения на 2,303)
Зависимость lg концентрации A0/A от времени для реакции первого порядка

По оси ординат 2,303 lg A0/A

tgα =k

Слайд 7

Размерность константы мономолекулярной реакции первого порядка
V=k[A]
V размерность (моль/л с, моль/л мин)
[A]

размерность моль/л
k размерность c-1 , мин-1

Слайд 8

Экспериментальное определение параметров реакции
Часто кинетические измерения гораздо проще провести для образования

продукта, чем для исчезновения реагента (субстрата).
Например, при термическом декарбоксилировании дикарбоновой кислоты происходит выделение CO2
HOOC-CH(NH2)-CH(CH3)-COOH = CO2
+ HOOC-CH(NH2)-CH2-CH2-CH3

Слайд 9

За реакцией можно следить, измеряя скорость выделения CO2
Если мы обозначим исходную

концентрацию дикарбоновой кислоты через а, а количество CO2, выделяющееся за время t, через x, то количество дикарбоновой кислоты, оставшееся ко времени t, должно быть равно (a-x).
ln A0/A=kt, или ln A0/(а-х)=kt,

Слайд 10

Кинетические графики для реакции первого порядка в полулогарифмических координатах
Уравнение скорости первого

порядка в интегральной форме (ln A0/A=kt) 2,303 lg a/(a-x) = kt lg a/(a-x) =0.434 kt

tg α =k

-tg α =k
На оси ординат отрезок ln a

График Гугенгейма

ln a

По оси ординат
2,303 lg a/(a-x)

По оси ординат ln (a-x)
(a-x) - то, что осталось

Слайд 11

k=2,303/t lg[A]0/[A]t размерность константы скорости первого порядка c-1, мин-1
Пример.
Хлористый фенилдиазоний при 500

С в воде подвергается термическому распаду по уравнению первого порядка с константой скорости k = 0. 071 мин-1.
Сколько времени нужно нагревать раствор при 500 С для того , чтобы исходная концентрация, равная 0.01М, уменьшилась до 0.001М?
Решение.
2.303 lg 0.01/0.001= 0.071t
t=32.4 мин

Слайд 12

Пример.
Дипептид при 800 С в воде подвергается термическому распаду по уравнению

первого порядка. За 32,4 мин. исходная концентрация, равная 0.01М, уменьшилась на 90 %. Найти константу скорости k этой реакции.
2.303 lg 0.01/0.001= 32.4k
K=

Слайд 13

k=2,303/t lg[A]0/[A]t
При использовании этого уравнения концентрации не обязательно выражать в абсолютных

единицах. Можно использовать, например, проценты.
Задача. За какое время реакция пройдет на 90%? [A]0 =0.01 M.
Решение
2.303 lg 0.01/0.001= 0.071t
Ответ
t=32.4 мин

Слайд 14

Пример.
Дипептид при 800 С в воде подвергается термическому распаду по уравнению

первого порядка за 32,4 мин . Исходная концентрация равная 0.01М уменьшилась на 90 %. Найти константу скорости k этой реакции.
2.303 lg 0.01/0.001= 32.4k
K=

Слайд 15

Время полупревращения реагента (субстрата) t1/2
Для реакций первого порядка
2,303 lg A0/A =

kt
Пусть t1/2 выражает время, необходимое для завершения реакции наполовину, по истечении которого [A]=1/2 [A0]
2,303 lg A0/1/2 [A0] = k t1/2
2,303 lg 2 = 0.693 t1/2 =0.693/k

Слайд 16

t1/2 =0.693/k
Время полупревращения субстрата в случае реакции первого порядка зависит только

от константы скорости реакции и не зависит от начальной концентрации реагента (субстрата).

Слайд 17

Задача
Рассчитать время полупревращения
хлористого фенилдиазония при 500 С в воде по уравнению

первого порядка с константой скорости k = 0. 071 мин-1.
Решение
t1/2 =0.693/k =0.693/0.071 мин-1

Слайд 18

Ответ
t1/2 =9.76 мин

Слайд 19

Реакции псевдопервого порядка
Реакции псевдопервого порядка –это реакции второго порядка, для которых

концентрация одного из реагентов столь высока, что остается практически постоянной на протяжении всей реакции. В этом случае получаем зависимости, характерные для реакции первого порядка.

Слайд 20

Уравнение скорости реакции второго порядка
2A=C, v=-d[A]/dt= k[A]2
-d[A]/[A]2 =kdt
Интегрируем это уравнение
1/

[A]= kt+C
исходная концентрация реагента a
прореагировало x, (a-x) осталось,
x продукта образовалось
1/(a-x) -1/a =x/a(a-x)=kt

Слайд 21

График для реакций второго порядка 1/(a-x) = kt +1/a в координатах

1/(a-x), t

tg α =k

1/a

Слайд 22

График для реакций второго порядка x / a(a-x) = kt в координатах

x / a(a-x), t для реакции 2A=C,

tg α =k

Слайд 23

Время полупревращения реагента (субстрата) t1/2 для реакций второго порядка
При t1/2 ,

x=1/2 a,
1/(a-x) -1/a =x / a(a-x)=kt
Получим
t1/2 = 1/ka
Для реакций второго порядка время полупревращения субстрата обратно пропорционально начальной концентрации реагента (субстрата) а

Слайд 24

Реакция второго порядка, в которой участвуют две разные молекулы
В случае бимолекулярной

реакции A+B=C, v=-d[A]/dt = k[A][B]
Если реакция протекает при одинаковых концентрациях A и B, то интегральная форма
1/ [A]= kt+C, или
1/(a-x) -1/a =x/a(a-x)=kt

Слайд 25

Если используют разные концентрации А и В
Уравнение имеет вид
V=dx/dt=k(a-x)(b-x)
2.303/(a-b) lg

b(a-x)/a(b-x)=kt

Слайд 26

Графики для бимолекулярной реакции второго порядка с разными концентрациями А и

По оси ординат (2.303/a-b) lg [b(a-x)/a(b-x)]

tg α =k

По оси ординат ln[(a-x)/(b-x)

ln [(a-x)/(b-x) =(a-b)kt+ ln(a/b)

ln(a/b)

2.303/(a-b) lg b(a-x)/a(b-x)=kt

Слайд 27

Размерность константы скорости бимолекулярной реакции v= k[A][B]
k М-1 мин-1 или М-1

с-1
v (моль/ л c, моль/л мин)
Размерность концентраций моль/л
Для вычисления константы скорости бимолекулярной реакции необходимо знать начальные концентрации реагирующих веществ, убыль одного из них к моменту времени t и время t.

Слайд 28

Для реакций, когда [B]>>[A] можно считать, что концентрация вещества В в

ходе реакции остается постоянной и тогда
v=k*[A], где k*=k[B]
Мы имеем псевдомономолекулярную реакцию

Слайд 29

Констатна скорости псевдомономолекулярной реакции определяется как и константа скорости истинной мономолекулярной

реакции первого порядка, но она представляет собой не истинную, а кажущуюся константу скорости реакции.
Для нахождения истинной константы надо полученную экспериментальную величину k*
разделить на концентрацию вещества В
k= k* /[B]

Слайд 30

Реакции n порядка
nA=P
v=k[A]n
V0 = -dA/dt=kc0n
с0- концентрация вещества А в начальный момент

(начальная концентрация )

Слайд 31

Слайд 32

Зависимость в координатах log v0, log c0
tg α =n
α
Log k
log v0

= log k+ n log c 0

Слайд 33

Слайд 34

Решение

Слайд 35

Характеристики реакций простых порядков: резюме
График зависимости концентрации от времени дает ключ

к порядку реакции.
Если зависимость линейная, реакция имеет нулевой порядок.
Если графические результаты дают изогнутые кривые, можно построить другие зависимости, например, log a от времени или 1/а от времени. Ищите линейную зависимость, наклон которой пропорционален константе скорости.
(слайд 10, 21)

Курс лекций по энзимиологии

Содержание

Основные вопросы по 2-й лекции1.Закон действующих масс. Скорость и константа скорости

Лекция 3.Единицы измерения скорости и константы скорости химических реакций. Экспериментальный расчет

Различные формы уравнения скорости первого порядкаВ дифференциальной форме уравнение для скорости

Интегрирование этого выражения дает -ln [A]=kt+C,Принимая граничные условия для величин концентрации

Уравнение скорости первого порядка в интегральной форме 2,303 lg A0/A = kt или

Размерность константы мономолекулярной реакции первого порядка V=k[A]V размерность (моль/л с, моль/л мин)[A]

Экспериментальное определение параметров реакцииЧасто кинетические измерения гораздо проще провести для образования

За реакцией можно следить, измеряя скорость выделения CO2Если мы обозначим исходную

Кинетические графики для реакции первого порядка в полулогарифмических координатахУравнение скорости первого

k=2,303/t lg[A]0/[A]t размерность константы скорости первого порядка c-1, мин-1 Пример.Хлористый фенилдиазоний при 500

Пример. Дипептид при 800 С в воде подвергается термическому распаду по уравнению

k=2,303/t lg[A]0/[A]t При использовании этого уравнения концентрации не обязательно выражать в абсолютных

Пример. Дипептид при 800 С в воде подвергается термическому распаду по уравнению

Время полупревращения реагента (субстрата) t1/2Для реакций первого порядка2,303 lg A0/A =

t1/2 =0.693/kВремя полупревращения субстрата в случае реакции первого порядка зависит только

ЗадачаРассчитать время полупревращенияхлористого фенилдиазония при 500 С в воде по уравнению

Ответt1/2 =9.76 мин

Реакции псевдопервого порядкаРеакции псевдопервого порядка –это реакции второго порядка, для которых

Уравнение скорости реакции второго порядка2A=C, v=-d[A]/dt= k[A]2-d[A]/[A]2 =kdtИнтегрируем это уравнение 1/

График для реакций второго порядка 1/(a-x) = kt +1/a в координатах

График для реакций второго порядка x / a(a-x) = kt в координатах

Время полупревращения реагента (субстрата) t1/2 для реакций второго порядкаПри t1/2 ,

Реакция второго порядка, в которой участвуют две разные молекулыВ случае бимолекулярной

Если используют разные концентрации А и В Уравнение имеет видV=dx/dt=k(a-x)(b-x)2.303/(a-b) lg

Графики для бимолекулярной реакции второго порядка с разными концентрациями А и

Размерность константы скорости бимолекулярной реакции v= k[A][B] k М-1 мин-1 или М-1

Для реакций, когда [B]>>[A] можно считать, что концентрация вещества В в

Констатна скорости псевдомономолекулярной реакции определяется как и константа скорости истинной мономолекулярной

Реакции n порядкаnA=Pv=k[A]nV0 = -dA/dt=kc0nс0- концентрация вещества А в начальный момент

Зависимость в координатах log v0, log c0 tg α =nαLog klog v0

Решение

Характеристики реакций простых порядков: резюмеГрафик зависимости концентрации от времени дает ключ

Похожие презентации

Основные вопросы по 2-й лекции
1.Закон действующих масс. Скорость и константа скорости

Лекция 3.
Единицы измерения скорости и константы скорости химических реакций. Экспериментальный расчет

Различные формы уравнения скорости первого порядка
В дифференциальной форме уравнение для скорости

Интегрирование этого выражения дает -ln [A]=kt+C,
Принимая граничные условия для величин концентрации

Размерность константы мономолекулярной реакции первого порядка
V=k[A]
V размерность (моль/л с, моль/л мин)
[A]

Экспериментальное определение параметров реакции
Часто кинетические измерения гораздо проще провести для образования

За реакцией можно следить, измеряя скорость выделения CO2
Если мы обозначим исходную

Кинетические графики для реакции первого порядка в полулогарифмических координатах
Уравнение скорости первого

k=2,303/t lg[A]0/[A]t размерность константы скорости первого порядка c-1, мин-1
Пример.
Хлористый фенилдиазоний при 500

Пример.
Дипептид при 800 С в воде подвергается термическому распаду по уравнению

k=2,303/t lg[A]0/[A]t
При использовании этого уравнения концентрации не обязательно выражать в абсолютных

Пример.
Дипептид при 800 С в воде подвергается термическому распаду по уравнению

Время полупревращения реагента (субстрата) t1/2
Для реакций первого порядка
2,303 lg A0/A =

t1/2 =0.693/k
Время полупревращения субстрата в случае реакции первого порядка зависит только

Задача
Рассчитать время полупревращения
хлористого фенилдиазония при 500 С в воде по уравнению

Ответ
t1/2 =9.76 мин

Реакции псевдопервого порядка
Реакции псевдопервого порядка –это реакции второго порядка, для которых

Уравнение скорости реакции второго порядка
2A=C, v=-d[A]/dt= k[A]2
-d[A]/[A]2 =kdt
Интегрируем это уравнение
1/

Время полупревращения реагента (субстрата) t1/2 для реакций второго порядка
При t1/2 ,

Реакция второго порядка, в которой участвуют две разные молекулы
В случае бимолекулярной

Если используют разные концентрации А и В
Уравнение имеет вид
V=dx/dt=k(a-x)(b-x)
2.303/(a-b) lg

Размерность константы скорости бимолекулярной реакции v= k[A][B]
k М-1 мин-1 или М-1

Реакции n порядка
nA=P
v=k[A]n
V0 = -dA/dt=kc0n
с0- концентрация вещества А в начальный момент

Зависимость в координатах log v0, log c0
tg α =n
α
Log k
log v0

Характеристики реакций простых порядков: резюме
График зависимости концентрации от времени дает ключ