Wykład 21 XI 2018 Żywienie

Transkrypt

1 Wykład 21 XI 2018 Żywienie Witold Bekas SGGW

2 Elementy kinetyki i statyki chemicznej bada drogi przemiany substratów w produkty szybkość(v) reakcji chem. i zależność od warunków przebiegu reakcji pomaga w wyjaśnianiu mechanizmu przemian chemicznych pozwala na optymalizację warunków przebiegu reakcji teoria zderzeń aktywnych (efektywnych) aby zaszła reakcja chem. atomy/cząsteczki muszą zderzyć się ze sobą, zderzające się drobiny muszą posiadać pewną minimalną energię Ea nie każde zderzenie prowadzi do reakcji decydujące znaczenie ma przestrzenna orientacja cząsteczki (Ea energia aktywacji) kj/mol <b.szybkie >b. wolne v szybkość reakcji zależy od częstości zderzeń efektywnych

3 zderzenia efektywne (aktywne) zderzenia nieefektywne (nieaktywne) zderzenie nieefektywne zderzenie efektywne

4 NOCl - chlorek nitrozylu

5 teoria bezwzględnej szybkości reakcji chem. teoria aktywnego kompleksu [KA]* zakłada powstawanie [KA]*, który jest produktem pośrednim między substratami i produktami końcowymi, w [ KA ]* słabną wiązania pierwotne, wzmacniają się wiązania wtórne A2 + B2 = [ A2B2 ]* = AB + AB v reakcji ~ stężenia KA* w jednostce czasu i obj. reakcja egzo-

6 H 3 C N C N H 3 C C H 3 C C N

7 egzo -E (-H) +E (+H) układ endo

8 cząsteczkowość reakcji chemicznych liczba cząsteczek, które muszą się zderzyć, aby zaszła reakcja chem. rzędowość reakcji chemicznej liczba składników zmieniających stężenie (c) w czasie reakcji i uwzględnionych w kinetycznym równaniu reakcji v = dc/dt = c/ t

9 k stała szybkość reakcji chemicznej (tabele chemiczne) reakcje homogenne (w jednej fazie) heterogenne (w dwóch fazach) izolowane w układzie biegnie tylko jedna reakcja współbieżne (równoległe) w układzie w jednej chwili biegnie kilka reakcji chemicznych

10 = dc dt lub ubytek stężenia substratów v reakcji zależy od: rodzaju reakcji reagentów (trwałość wiązań chemicznych ) stężenia reagentów im C! tym ν! temperatury im T tym v reguła Van t Hoffa wzrost T o 10K powoduje 2-4 krotny wzrost v reakcji

11 równanie Arrheniusa Katalizatory obniżają E a uczestniczą w przestrzennym ustawianiu reagentów nie zużywają się podczas reakcji (+) katalizatory ( ) inhibitory zmniejszają

12 Kataliza hetereogenna C2H4(g) + H2 (g) = C2H6 (g)

13 przykładowy mechanizm działania katalizatora - enzymu

14

15 Statyka chemiczna 1 mol CH3COOH 60g 1 mol C2H5OH 46g CH3COOH + C2H5OH = CH3COOC2H5 + H2O estryfikacja hydroliza po pewnym czasie stężenie reagentów = const. stan równowagi chemicznej Witold Bekas SGGW

16 stałe szybkości reakcji K - stała równowagi chemicznej reakcji Witold Bekas SGGW

17 Witold Bekas SGGW

18 stała równowagi chemicznej Witold Bekas SGGW

19 prawo działania mas (Guldberg Waage) Witold Bekas SGGW

20 Witold Bekas SGGW

21 wartość K wskazuje zakres reakcji czyli stopień przemiany substratów w produkty K >> 1 po reakcji dominują produkty K << 1 po reakcji dominują substraty Witold Bekas SGGW

22 REGUŁA PRZEKORY Le`Chatelier`a Brauna Jeśli w układzie będącym w stanie równowagi chemicznej zmienimy któryś z parametrów (stężenie, ciśnienie, temperaturę) to układ zachowa się tak aby zmianie tej przeciwdziałać. Witold Bekas SGGW

23 Witold Bekas SGGW

24 OGÓLNIE Witold Bekas SGGW

25 Witold Bekas SGGW

26 Witold Bekas SGGW

27 Witold Bekas SGGW

28 Witold Bekas SGGW

29 Witold Bekas SGGW

30 N2O H2O P 4 4 R 4-1 = = 1 K= [NO2] 2 x[h2] 3 [N2O] x [H2O] 3 2 mole NO2 powstają z 1 mola N2O i 3 moli H2O równolegle z 2 molami NO2 powstają 3 mole H2 NO2 H x K= x 1 3 = 36 Witold Bekas SGGW

31 Witold Bekas SGGW

32 Teorie kwasów i zasad: Witold Bekas SGGW

33 teoria Arheniusa Dysocjacja jednostopniowa kation hydroniowy oksoniowy Ważne Witold Bekas SGGW

34 Dysocjacja dwustopniowa Dysocjacja trójstopniowa Witold Bekas SGGW

35 teoria Brönsteda-Lowry`ego KWAS = dawca protonów donor ZASADA = biorca protonów akceptor Witold Bekas SGGW

36 wg. protonowej teorii kwasów i zasad Witold Bekas SGGW

37 Rozpuszczalniki w protonowej teorii KW / ZAS: lub protonogenowe lub protonofilowe Witold Bekas SGGW

38 wg. protonowej teorii kwasów i zasad Witold Bekas SGGW

39 Witold Bekas SGGW

40 Witold Bekas SGGW

41 Witold Bekas SGGW

42 Witold Bekas SGGW

43 teoria Lewisa (elektronowa) obejmuje również rozpuszczalniki - aprotonowe np. CnHm tłumaczy mechanizmy reakcji wielu związków organicznych W reakcji kwas zasada zawsze powstaje wiązanie koordynacyjne. Produktem reakcji kwasu i zasady wg. Lewisa jest zawsze ADDUKT KWASOWO ZASADOWY Witold Bekas SGGW

44 wg. elektronowej teorii kwasów i zasad Witold Bekas SGGW

45 wg. elektronowej teorii kwasów i zasad Witold Bekas SGGW

46 Według Lewisa nie ma pojęcia mocy kwasów / zasad. Moc kwasów / zasad zależy od drugiej substancji Witold Bekas SGGW

47 Przykładowe twarde i miękkie kwasy i zasady wg. Pearsona Witold Bekas SGGW

48 Dziękuję za uwagę, zapraszam na kolejny wykład! Witold Bekas SGGW