Головна |
Швидкість хімічної реакції може різко змінюватися в присутності каталізатора.
каталізатором називають речовина, яка бере участь в реакції і збільшує її швидкість, але залишається хімічно незмінною в результаті реакції.
Вплив каталізатора на швидкість хімічної реакції в основному полягає в його участі в цій реакції і зміні її механізму. Каталізатор (Кат) утворює з реагентами проміжні, реакційно здатні сполуки, які в подальшому перетворюються в продукти реакції і вільний каталізатор:
Таким чином, в присутності каталізатора змінюється механізм реакції, і вона прямує по шляху з меншими значеннями енергії активації кожної стадії , що і призводить до зростання швидкості реакції (рис. 5.5). Крім того, каталізатор може сприяти певної орієнтації молекул в просторі, зручною для даного хімічного взаємодії, і впливати на ентропію перехідного стану, сприяючи її зростанню.
На швидкість реакції в ряді випадків також впливає присутність в системі інгібітору. На відміну від каталізатора, інгібітор зменшує швидкість реакції. Механізм його дії не пов'язаний з підвищенням енергії активації. Інгібітори просто перешкоджають звичайному течією хімічної реакції, вступаючи у взаємодію з будь-яким проміжним речовиною, тим самим видаляючи його з реакційної суміші. Це ускладнює перебіг всієї послідовності стадій в складній реакції. Наприклад, інгібітори гальмують протікання ферментативних реакцій (розд. 5.6).
Розрізняють два типи каталітичних реакцій: гомогенний каталіз (каталізатор і реакційна суміш знаходяться в одній фазі) і гетерогенний каталіз (каталізатор зазвичай твердий, а реакція протікає на його поверхні). В гомогенних каталітичних реакціях швидкість пропорційна кількості каталізатора, хоча його кількість в системі невелика. Гомогенний каталіз в розчинах і біосредах може викликатися іонами водню (кислотний каталіз) і гідроксиду (основний каталіз). До таких реакцій відноситься омилення складних ефірів і амідів (розд. 19.2.3). Окислювально-відновні реакції зазвичай катализируются катионами тих d-металів, для яких характерна змінна ступінь окислення, наприклад Fe2+ і Fe3+, Cu+ і Cu2+.
При гетерогенному каталізі швидкість реакції сильно залежить від площі і стану поверхні каталізатора, так як реакція відбувається не на всій поверхні, а тільки на її активних центрах.
Вплив каталізатора на оборотні реакції і стан хімічної рівноваги, а також особливості ферментативного каталізу будуть розглянуті в розд. 5.5 і 5.6 відповідно.
перше наслідок | другий наслідок | ЕНТРОПІЯ | ДРУГИЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМІКИ. енергії Гіббса | ПРИНЦИП ЕНЕРГЕТИЧНОГО Сполучення біохімічних РЕАКЦИЙ | ПОНЯТТЯ Про Г0МЕ0СТАЗЕ | ОСНОВИ КІНЕТИКИ біохімічних РЕАКЦИЙ І ХІМІЧНОГО РІВНОВАГИ | ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ТЕРМІНОЛОГІЯ РОЗДІЛУ | ФАКТОРИ, ЩО ВПЛИВАЮТЬ НА ШВИДКІСТЬ гомогенності РЕАКЦИЙ | Константа ШВИДКОСТІ РЕАКЦІЇ. ПОНЯТТЯ ПРО ПОРЯДОК РЕАКЦІЇ ПО реагентів |