Fyzikální chemie II C4040
Cvičení 2, verze: 30. září 2019 Zadání
1. Jak se vyvíjí koncentrace A v čase, jestliže na následující reakci uplatníme přiblížení ustáleného stavu?
A B -Ä- C
2. Níže je ukázán mechanismus obecné kyselé katalýzy:
1,1
HA + H+ HAH+, HAH+ + B -=^=- HB+ + AH,
ve které kyselina HAH+ vzniká rychle a pak pomalu protonuje látku B. Pozor HA AH. Jak se bude měnit koncentrace kyseliny AH v čase? Vyjádřete tuto změnu rovnicí v diferenciálním tvaru, která navíc nebude obsahovat koncentraci protonů.
Nápověda: poslední podmínka je splnitelná za použití disociační konstanty kyseliny HB+.
Podle jaké kinetické rovnice probíhá ubývání ozonu v atmosféře? Mechanismus je podobný Lindemannovu mechanismu unimolekulární dekompozice:
Og + M 02 + 0- +M, 03 + 0- ~^=~ 202.
Jak se rovnice zjednodušší za vysokého tlaku?
Návod řešení: 1. Napište diferenciální rovnici pro koncentraci ozonu. 2. Na diferenciální rovnici pro koncentraci radikálu kyslíku aplikujte aproximaci ustáleného stavu. 3. Algebra se zjedoduší odečtením rovnic: 1-2.
4. Enzymaticky katalyzovaná přeměna substrátu při 25 °C je charakterizovaná Michaelisovou konstantou Km = 0.042 M. Při počáteční koncentraci substrátu 0.890 M je počáteční rychlost reakce 2.45 x 10~4M s-1. Jaká je maximální rychlost této reakce?
5. Jaká musí být koncentrace substrátu (pro klasické schéma enzymové katalýzy), aby počáteční rychlost poklesla na 1/2 maximální rychlosti?
1
6. Jak změní katalyzátor rychlost zpětné reakce? Řešení: Zrychlí zpětnou reakci.
7. Reakční mechanismus pro řetězovou reakci H2 + Br2—)-2HBr, je popasný následujícím reakčním schématem.
(a) Iniciace
Br2 + M -Ä- 2Br - +M
(b) Propagace
Br- +H2 === HBr + H-H- +Br2 -^=- HBr + Br •
(c) Terminace
2Br- + M Br2 + M
Řešení si můžeme zjednodušit tím, že neuvážíme inhibiční působení HBr reakcí s vodíkovým radikálem dle reakce s rychlostní konstantou /c_2.
Ukažte, že rychlostní rovnice, která uvažuje s tímto krokem, se od rychlostní rovnice, která tento krok zanedbává, liší jen podělením původního řešení výrazem [1 + ^™r].
2