Wykład 21 XI 2018 Żywienie Witold Bekas SGGW
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) 40-120 kj/mol <b.szybkie >b. wolne v szybkość reakcji zależy od częstości zderzeń efektywnych
zderzenia efektywne (aktywne) zderzenia nieefektywne (nieaktywne) zderzenie nieefektywne zderzenie efektywne
NOCl - chlorek nitrozylu
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-
H 3 C N C N H 3 C C H 3 C C N
egzo -E (-H) +E (+H) układ endo
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
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
= 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
równanie Arrheniusa Katalizatory obniżają E a uczestniczą w przestrzennym ustawianiu reagentów nie zużywają się podczas reakcji (+) katalizatory ( ) inhibitory zmniejszają
Kataliza hetereogenna C2H4(g) + H2 (g) = C2H6 (g)
przykładowy mechanizm działania katalizatora - enzymu
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
stałe szybkości reakcji K - stała równowagi chemicznej reakcji Witold Bekas SGGW
Witold Bekas SGGW
stała równowagi chemicznej Witold Bekas SGGW
prawo działania mas (Guldberg Waage) Witold Bekas SGGW
Witold Bekas SGGW
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
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
Witold Bekas SGGW
OGÓLNIE Witold Bekas SGGW
Witold Bekas SGGW
Witold Bekas SGGW
Witold Bekas SGGW
Witold Bekas SGGW
Witold Bekas SGGW
N2O H2O P 4 4 R 4-1 = 3 4-3 = 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 H2 0 0 2 3 3 x 2 2 3 3 K= x 1 3 = 36 Witold Bekas SGGW
Witold Bekas SGGW
Teorie kwasów i zasad: Witold Bekas SGGW
teoria Arheniusa Dysocjacja jednostopniowa kation hydroniowy oksoniowy Ważne Witold Bekas SGGW
Dysocjacja dwustopniowa Dysocjacja trójstopniowa Witold Bekas SGGW
teoria Brönsteda-Lowry`ego KWAS = dawca protonów donor ZASADA = biorca protonów akceptor Witold Bekas SGGW
wg. protonowej teorii kwasów i zasad Witold Bekas SGGW
Rozpuszczalniki w protonowej teorii KW / ZAS: lub protonogenowe lub protonofilowe Witold Bekas SGGW
wg. protonowej teorii kwasów i zasad Witold Bekas SGGW
Witold Bekas SGGW
Witold Bekas SGGW
Witold Bekas SGGW
Witold Bekas SGGW
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
wg. elektronowej teorii kwasów i zasad Witold Bekas SGGW
wg. elektronowej teorii kwasów i zasad Witold Bekas SGGW
Według Lewisa nie ma pojęcia mocy kwasów / zasad. Moc kwasów / zasad zależy od drugiej substancji Witold Bekas SGGW
Przykładowe twarde i miękkie kwasy i zasady wg. Pearsona Witold Bekas SGGW
Dziękuję za uwagę, zapraszam na kolejny wykład! Witold Bekas SGGW