Relaksacja. Chem. Fiz. TCH II/19 1



Podobne dokumenty
Definicja szybkości reakcji. Szybkości reakcji. Równanie kinetyczne reakcji ...

Definicja szybkości reakcji

Określanie rzędu reakcji

Definicja szybkości reakcji

Kinetyka reakcji chemicznych

Odwracalność przemiany chemicznej

Ćwiczenie VI KATALIZA HOMOGENICZNA: ESTRYFIKACJA KWASÓW ORGANICZNYCH ALKOHOLAMI

Ćw. 5. Badanie ruchu wahadła sprężynowego sprawdzenie wzoru na okres drgań

Kinetyka chemiczna jest działem fizykochemii zajmującym się szybkością i mechanizmem reakcji chemicznych w różnych warunkach. a RT.

Kinetyka reakcji chemicznych Kataliza i reakcje enzymatyczne Kinetyka reakcji enzymatycznych Równanie Michaelis-Menten

(U.3) Podstawy formalizmu mechaniki kwantowej

Enzymologia I. Kinetyka - program Gepasi. Uniwersytet Warszawski Wydział Biologii Zakład Regulacji Metabolizmu

Stan równowagi chemicznej

fermentacja alkoholowa erozja skał lata dni KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3 min Karkonosze Pielgrzymy (1204 m n.p.m.)

A B Skąd wiadomo, że reakcja zachodzi? Co jest miarą szybkości reakcji?

(Ćwiczenie nr 4) Wpływ siły jonowej roztworu na stałą szybkości reakcji.

Kinetyka chemiczna kataliza i reakcje enzymatyczne

Wykład 4. Anna Ptaszek. 9 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 4. Anna Ptaszek 1 / 29

Roztwory rzeczywiste (1)

Wykład 4. Anna Ptaszek. 27 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 4. Anna Ptaszek 1 / 31

Przedmiot: Chemia budowlana Zakład Materiałoznawstwa i Technologii Betonu

Roztwory rzeczywiste (1)

UZUPEŁNIENIA DO WYKŁADÓW A-C

TEORIA OBWODÓW I SYGNAŁÓW LABORATORIUM

Wykład 21 XI 2018 Żywienie

KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3. fermentacja alkoholowa

DRGANIA WŁASNE RAM OBLICZANIE CZĘSTOŚCI KOŁOWYCH DRGAŃ WŁASNYCH

KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3. fermentacja alkoholowa

erozja skał lata KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3 min Karkonosze Pielgrzymy (1204 m n.p.m.)

IX. MECHANIKA (FIZYKA) KWANTOWA

Chemia ogólna nieorganiczna Wykład XII Kinetyka i statyka chemiczna

Podstawy termodynamiki

Ćwiczenie 4 Badanie wpływu asymetrii obciążenia na pracę sieci

A. Cel ćwiczenia. B. Część teoretyczna

Powtórzenie na kolokwium nr 4. Dynamika punktu materialnego

Analiza termiczna Krzywe stygnięcia

Kinetyka. Kinetyka. Stawia dwa pytania: 1)Jak szybko biegną reakcje? 2) W jaki sposób przebiegają reakcje? energia swobodna, G. postęp reakcji.

Kinetyka. energia swobodna, G. postęp reakcji. stan 1 stan 2. kinetyka

WAHADŁO SPRĘŻYNOWE. POMIAR POLA ELIPSY ENERGII.

Nr 2. Laboratorium Maszyny CNC. Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej

Zagadnienia do pracy klasowej: Kinetyka, równowaga, termochemia, chemia roztworów wodnych

Entropia i druga zasada termodynamiki

ĆWICZENIE 3. Farmakokinetyka nieliniowa i jej konsekwencje terapeutyczne na podstawie zmian stężenia fenytoiny w osoczu krwi

SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. RÓWNOWAGA CHEMICZNA

Inżynieria Biomedyczna

Równanie Fresnela. napisał Michał Wierzbicki

Ćwiczenie 362. Wyznaczanie ogniskowej soczewek metodą Bessela i pomiar promieni krzywizny za pomocą sferometru. Odległość przedmiotu od ekranu, [m] l

A i A j lub A j A i. Operator γ : 2 X 2 X jest ciągły gdy

Linie wpływu w belkach statycznie niewyznaczalnych

Ćwiczenie IX KATALITYCZNY ROZKŁAD WODY UTLENIONEJ

Pomiary napięć przemiennych

Reakcje enzymatyczne. Co to jest enzym? Grupy katalityczne enzymu. Model Michaelisa-Mentena. Hamowanie reakcji enzymatycznych. Reakcje enzymatyczne

REAKCJE CHEMICZNE. syntezy. analizy. wymiany AB A + B. rodzaje reakcji chemicznych reakcje: H 2 SO NaOH A + B AB 2 H 2 + O 2 = 2H 2 O

Chemia Fizyczna Technologia Chemiczna II rok Wykład 1. Kontakt,informacja i konsultacje. Co to jest chemia fizyczna?

POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA w Kielcach WYDZIAŁ MECHATRONIKI I BUDOWY MASZYN ZAKŁAD MECHATRONIKI LABORATORIUM PODSTAW AUTOMATYKI INSTRUKCJA

ĆWICZENIE 1. Farmakokinetyka podania dożylnego i pozanaczyniowego leku w modelu jednokompartmentowym

Kinetyka i równowaga reakcji chemicznej

Ćwiczenie 6. Symulacja komputerowa wybranych procesów farmakokinetycznych z uwzględnieniem farmakokinetyki bezmodelowej

4.15 Badanie dyfrakcji światła laserowego na krysztale koloidalnym(o19)

( ) + ( ) T ( ) + E IE E E. Obliczanie gradientu błędu metodą układu dołączonego

Badanie stacjonarności szeregów czasowych w programie GRETL

ZADANIE 1 W temperaturze 700 K gazowa mieszanina dwutlenku węgla i wodoru reaguje z wytworzeniem pary wodnej i tlenku węgla. Stała równowagi reakcji

Wpływ inhibitorów na wartości kinetycznych efektów izotopowych w reakcji katalizowanej przez enzym fenololiazę tyrozynową

Mechanika relatywistyczna

OPTYMALNA STRUKTURA PODATKOWA

n=0 (n + r)a n x n+r 1 (n + r)(n + r 1)a n x n+r 2. Wykorzystując te obliczenia otrzymujemy, że lewa strona równania (1) jest równa

Chemia fizyczna/ termodynamika, 2015/16, zadania do kol. 2, zadanie nr 1 1

Podstawy rachunku prawdopodobieństwa (przypomnienie)





















Problem. Jak praktycznie badać jednostajną ciągłość funkcji?

Uwaga 1.1 Jeśli R jest relacją w zbiorze X X, to mówimy, że R jest relacją w zbiorze X. Rozważmy relację R X X. Relację R nazywamy zwrotną, gdy:

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

Entropia - obliczanie. Podsumowanie

Programowanie celowe #1

Indukcja matematyczna

RACHUNEK PRAWDOPODOBIEŃSTWA WYKŁAD 5.

KINETYKA REAKCJI CHEMICZNYCH I KATALIZA

1 Kinetyka reakcji chemicznych

WYKŁAD 15. Rozdział 8: Drgania samowzbudne

Tydzień nr 9-10 (16 maja - 29 maja), Równania różniczkowe, wartości własne, funkcja wykładnicza od operatora - Matematyka II 2010/2011L

Projektowanie Procesów Biotechnologicznych

Transkrypt:

Relasaja Relasaja oznaza powrót uładu do stanu równowagi po zaburzeniu równowagi pierwotnej jaimś bodźem (wielośią zewnętrzną zmieniająą swoją wartość soowo, np. stężenie jednego z reagentów, iśnienie lub temperatura). Pomiar zasu relasaji jest jedną z metod wyznazania stałyh szybośi reaji równowagowyh. Należy zatem stwierdzić, że uład powraa już do stanu równowagi innej niż pierwotna, do zego potrzeba zasu t. by zatem mó znaleźć zależność między zasem relasaji a haraterystyą uładu (taże wielośią bodźa), należy zdefiniować zas relasaji bardziej preyzyjnie. Przyjrzyjmy się temu zjawisu na przyładzie bodźa termiznego (soowy wzrost temperatury), na tóry uład odpowiada wzrostem stężenia substratu. Chem. Fiz. TCH II/9

Relasaja () W uładzie zahodzi reaja odwraalna, pierwszego rzędu w obie strony: - Czas relasaji, τ r, zyli zas odpowiedzi uładu na bodzie soowy definiujemy najzęśiej jao zas potrzebny do e- rotnego zmniejszenia różniy między hwilowym (w momenie apliaji bodźa) a równowagowym (nowym, ońowym) stężeniem reagenta. Jest to poazane na rysunu, gdzie: e Chem. Fiz. TCH II/9 0

Relasaja (3) la reaji równowagowyh: Co w stanie równowagi da: 0 Podzas relasaji maleje: ( ) ( ) Ponieważ: d d Co, po rozdzieleniu zmiennyh i sałowaniu daje: d d r r d r r ( ) d mamy: ( ) 0 ln ( ) t Chem. Fiz. TCH II/9 3

Po wstawieniu do ostatniego równania warunu: Relasaja (4) 0 ln ( ) t e Czas staje się zasem τ relasaji i otrzymujemy: r ( ) Równanie ogólne (u góry) pozwala na oreślenie zasów dla innyh stosunów 0 /. O ile lasyzna definija oznaza, że stężenie zbliżyło się do nowego równowagowego na 36,8% (relasaja zaszła w 63,%), to można też np. założyć 90% relasaji, o da dłuższy zas, ponieważ wtedy 0 / 0. 0 Chem. Fiz. TCH II/9 4

Chem. Fiz. TCH II/9 5 Etap limitująy Rozważają reaje następze otrzymaliśmy wzór na stężenie produtu ońowego C po zasie t: 0 C e e t t Jeśli założymy, że >>, to: ; e e t t << pierwotne równanie zreduuje się nam do: ( ) 0 C e t Widzimy wię, że w taim przypadu szybość reaji zależy wyłąznie od szybośi wolniejszego z dwóh etapów, tóry nazywamy wtedy etapem limitująym (determinująym) szybość ałej reaji złożonej.

Przybliżenie stanu stajonarnego Przybliżenie stanu stajonarnego jest operają matematyzną pozwalająą na względnie łatwe oreślenie inetyi (zapisanie równania inetyznego) reaji o złożonyh mehanizmah. Czynione uproszzenia mają jedna pewne podstawy fizyohemizne. W wielu przypadah daje to dobre (zgodne z doświadzeniem) wynii. Przybliżenie stanu stajonarnego polega na przyjęiu założenia, że stężenia wszystih produtów pośrednih I (przejśiowyh) podzas trwania reaji nie ulegają zmianie. di 0 Chem. Fiz. TCH II/9 6

Chem. Fiz. TCH II/9 7 Przybliżenie stanu stajonarnego () ana jest reaja (g) 4(g) C(g) o mehanizmie: Chemy znaleźć wyrażenie na szybość reaji daną jao d / C E Najpierw, zgodnie z PSS przyrów- E 3 3 namy do zera d E / i d E /: ( ) 0 d ( ) 3 3 E E 3 E 0 d

Chem. Fiz. TCH II/9 8 Przybliżenie stanu stajonarnego (3) Znalezione wzory na stężenia produtów przejśiowyh wstawimy do wyrażenia na d /: ( ) ( ) 3 E E 3 d ( ) ( ) 3 3 d ( ) ( ) ( ) d Co, po uporządowaniu, daje równanie inetyzne. rzędu o złożonej stałej szybośi będąej ombinają stałyh reaji elementarnyh:

Reaje z równowagą wstępną Często spotyanym mehanizmem reaji jest mehanizm z równowagą wstępną, tóry możemy zapisać jao: C albo jao: - C ; C ; C Stosują PSS otrzymamy: d C C C 0 oraz ońowe równanie rzędu. : d C C ( ) ( ) Chem. Fiz. TCH II/9 9

Reaje z równowagą wstępną () Często, jeżeli przemiana produtu pośredniego C w ońowy jest na tyle powolna, aby nie zaburzyć równowagi wstępnej: zyli: << możemy otrzymane równanie uprośić do: d C - K o też daje równanie inetyzne rzędu drugiego, zaś K oznaza stałą równowagi reaji wstępnej. Mehanizm z równowagą wstępną zęsto znajduje potwierdzenie pratyzne. Chem. Fiz. TCH II/9 0

Mehanizm Lindemanna- Hinshelwooda Wiele reaji w fazie gazowej stwarzało problemy z wytłumazeniem ih inetyi. Należały do nih reaje jednoząstezowe, np. izomeryzaja: CH 3 CHCH Na ogół obserwowano dla nih mehanizm. rzędu, lez zdarzały się przypadi mehanizmu. rzędu. Z drugiej strony, ząstezi zdobywają energię potrzebną do przereagowania dzięi zderzeniom z innymi ząstezami, o jest atem dwuząstezowym. Pierwsze sutezne wyjaśnienie podali L. i H. (9-5). Podstawowym ih stwierdzeniem było, że reaje taie nie są reajami elementarnymi (jednoząstezowymi) lez złożonymi. Chem. Fiz. TCH II/9

Mehanizm Lindemanna- Hinshelwooda () Podany przez nih mehanizm reaji wygląda następująo: * ząsteza nabiera energii * ale * może ją również traić * lub ule przemianie do Stosują PSS względem *: d * * * 0 d * * Chem. Fiz. TCH II/9

Mehanizm Lindemanna- Hinshelwooda (3) d Jeżeli (pod wysoim iśnieniem) szybość reaji deatywaji * jest znaznie więsza od szybośi przemiany doelowej, zatem: * >> >> * lub to należy spodziewać się inetyi pierwszego rzędu, o stałej złożonej: d Chem. Fiz. TCH II/9 3

Mehanizm Lindemanna- Hinshelwooda (4) d Jeżeli natomiast (pod nisim iśnieniem), gdy zmaleje: To otrzymujemy inetyę drugiego rzędu: d << Pod nisim iśnieniem zatem etapem limitująym jest dwuząstezowe tworzenie *, podzas gdy pod wysoim był nim rozpad *. Chem. Fiz. TCH II/9 4

Mehanizm Lindemanna- Hinshelwooda (5) d Równanie ogólne: można zapisać jao d gdzie a ostatnie wyrażenie (na efetywną stałą szybośi) przeształić do: Chem. Fiz. TCH II/9 5

Mehanizm Mihaelisa- Menten Mehanizm ten dotyzy reaji enzymatyznyh, gdzie E jest E E enzymem. Podany przez nih mehanizm reaji wygląda następująo: - E E powstaje omples enzymu z substratem E E tóry może się rozpaść z powrotem do substratu E E lub lub rozpaść do produtu E Enzymy to atalizatory biohemizne, wysoe speyfizne. Nie wpływają one (ja zresztą wszystie atalizatory) na stałą równowagi reaji, a jedynie na szybość dohodzenia do równowagi. Sumaryznie nie biorą udziału w reaji, ale w mehanizmie uzestnizą (i ta właśnie wpływają na szybość reaji). Chem. Fiz. TCH II/9 6

Stosują PSS do E: d Mehanizm Mihaelisa- Menten () E E E E 0 E E - E Chem. Fiz. TCH II/9 7 Jeśli przez 0E oznazymy ałowite stężenie enzymu, to 0E E E i E ( ) E0 E oraz d E E0 gdzie a M M E E0 E E

Mehanizm Mihaelisa- Menten (3) d E E0 gdzie a M M Gdy M << to, a szybość reaji wynosi: d E0 Widać zatem, że w tyh warunah reaja jest rzędu zerowego względem, a ponao, że wartość ta jest masymalną szybośią enzymolizy. Stała nosi nazwę masymalnej atywnośi moleularnej. Gdy M >> to: d M E0 Chem. Fiz. TCH II/9 8

Mehanizm Mihaelisa- Menten (4) Z równania: M wynia, że: M Co można przedstawić na wyresie: Chem. Fiz. TCH II/9 9

Szybość reaji złożonyh a temperatura Jeżeli stała szybośi reaji przebiegająej wg mehanizmu z równowagą wstępną dana jest wzorem: To można ją rozpisać jao: e E / RT E E / RT / RT a a ( Ea Ea Ea e e a e ) / RT Z zego widać, że energia atywaji taiej reaji złożonej wynosi: E a Ea Ea Ea Chem. Fiz. TCH II/9 0

Szybość reaji złożonyh a temperatura () Rozpatrzmy dwa przypadi: E ; a Ea > Ea Ea > Szybość reaji złożonej rośnie z temperaturą. 0 E ; a Ea < Ea Ea < Szybość reaji złożonej maleje z temperaturą.!!! Chem. Fiz. TCH II/9 0