А. Энергия активации

Большинство органических химических реакций (за исключением реакций кислот и оснований, см. Кислоты и основания) протекают очень медленно, независимо от величины ΔG. Главная причина низкой скорости реакции состоит в том, что для вступления в реакцию молекулы реагента должны обладать определённой минимальной энергией, называемой энергией активации. Наглядно это можно представить с помощью энергетической диаграммы наиболее простой реакции A → B (1). Каждое из соединений, реагент A и продукт реакции B, обладает определённым химическим потенциалом (Pр и Pпр соответственно). Изменение свободной энергии реакции (ΔG) соответствует разности потенциалов. Для превращения в B соединение A должно преодолеть энергетический барьер, пик которого Pа выше Pр. Разность потенциалов Pа — Pр носит название энергия активацииа).

В пользу того, что A, в принципе, может превратиться в B, свидетельствует то обстоятельство, что Рр является средним значением потенциала для всех молекул, вступающих в реакцию. Время от времени отдельные молекулы достигают гораздо более высокого потенциала, например за счёт столкновения с другими молекулами. Если в результате столкновения энергия молекулы превысит Еa, эта молекула перейдёт энергетический барьер и превратится в B. На рис. 2 и 3 приведено распределение энергии для молекулярных ансамблей, рассчитанное на простой модели. Δn/n это та часть молекул, которая обладает (или превышает) энергией Е (в кДж/моль). Например, при 27 °С около 10 % молекул обладают энергией около 6 кДж/моль. Энергия активации химических реакций обычно существенно выше. Аналогичный график для реакции с энергией активации около 50 кДж/моль приведён на рис. 3. Cтатистически при 27 °С такой энергией обладает только 2 из 109 молекул, при 37 °С — четыре молекулы (3). Подобная зависимость позволяет объяснить найденный эмпирическим путём температурный коэффициент скорости биологических процессов Q10, который означает, что при повышении температуры на 10 °С скорость реакции возрастает в 2 раза.


Основы биохимии. Физическая химия / Кинетика химических реакций

Статьи раздела «Кинетика химических реакций»:

Следущая статья   |   — Вернуться в раздел


NMR Studies of Structural Motifs: Protein Folding and Ligand Binding / NMR of Structural Motifs: The agrin G3 domain is critical in development and maintenance of the neuromuscular junction. G3 binds -dystroglycan and initiates acetylcholine receptor clustering on myotube membranes. Using NMR spectroscopy, we show both active B8 and inactive B0 isoforms binding sialic NMR Studies of Structural Motifs: Protein Folding and Ligand Binding
NMR of Structural Motifs: The agrin G3 domain is critical in development and maintenance of the neuromuscular junction. G3 binds -dystroglycan and ...
Микрокосм. E. coli и новая наука о жизни / Цитата «В начале XX в. учёные, стремясь познать природу жизни, начали исследовать безвредные штаммы E. coli. И кое-кому из них уже в конце первого десятилетия пришлось съездить в Стокгольм за Нобелевскими премиями, присуждёнными за эти работы. Позже новые поколения учёных пытались разобраться в устрМикрокосм. E. coli и новая наука о жизни
Цитата «В начале XX в. учёные, стремясь познать природу жизни, начали исследовать ...
Металлы, которые всегда с тобой / Металлы, находящиеся в незначительных количествах внутри живого организма, называют микроэлементами. Это не случайные примеси, а важнейшие составляющие биологически активных веществ: они обеспечивают нормальный ход биохимических процессов, стимулируют обмен веществ, активно участвуют в кроветворенииМеталлы, которые всегда с тобой
Металлы, находящиеся в незначительных количествах внутри живого организма, ...
Современные успехи химии и биологии моря / Книга Харвея, содержащая много фактического материала и интересных выводов, безусловно заслуживает внимания. В ней достаточно сжато, наглядно и ясно изложены успехи химической океанологии. В своей первой книге, «Биохимия и физика моря», Харвей лишь как бы ощупью освещал вопрос о роли бактерий в эконСовременные успехи химии и биологии моря
Книга Харвея, содержащая много фактического материала и интересных выводов, ...