Химиялық кинетика және катализ. Ферментативті катализ ерекшеліктері

Химиялық реакциялар жилдамдығы түрліше болуы мүмкін. Мысалы, қопарылыс секундтың мыңнан бір бөлігіндей мерзімде жүрсе, ал кейбір реакциялар бірнеше сағат, тәулік, жил, ғасырлар бой на жүреді. Айталық, кәдімгі темір құрғақ ауада ұзақ уақыт таттанбайды. Ал енді осы темірдің бір бөлігін ылғалды ауада ұстаса бір тәулікте, суға сальса бірер сағатта-ақ тотықтанады. Сол сияқты тау жыныстары мен топырақ құрамындағы реак-циялар хондаған жилдар бойында жүрсе антірацит, мұнай, газ, көмір сияқты затрат бірнеше хондаған, жүздеген ғасырлар бойында жүретін күрделі химиялық реакциялар нәтижесінде пайда болады. Әр түрлі технологиялық процестердің өнімділігі мен хондағы қолданылатын қондырғылардың түрі, өлшемі, кейбір биологиялық не биотехнологиялық процестердің, тыңайтқыштар мен дәрі- дәрмектердің тірі организмге әсері, тағы да көптеген қүбылыс-тар химиялық реакция жилдамдығына байланысты.

Реакция жилдамдығын өзгертіп, реакция соңында өзгеріссіз қалатын затрат катализатор деп аталлоды. Катализаторлардың өздеріне тән ерекшелігіне таңдамалылық, арнайылылық, яғни белгілі бір реакцияға немэссе реакция топтарына әсер ететін қасиеті жатады. Кейде бір түрлі бастапқы затратдан әр түрлі катализатора қолдану арқылы әр түрлі өнімдер алуға болады. Мысалы: СО + Н 2 СН 2 О (1) СО + Н 2 СН 3 ОН (2)

Каталитикалық реакцияның жилдамдығына катализатордың дисперістік дәрежесі қатты әсер етеді. Катализатордың дисрепістік дәрежесі жоғарылаған сайын оның белсенділігі артып, белгілі бір дисперістік дәрежеге дейін созылып, одна соң кемиді. Себебі жүйенің гетерогенділігі жойылады. Катализатордың белсенділігіне дисперстік дәрежеден басқа да факторлар әсер етеді. Температураның әсері. Температура жоғарылаған сайын каталитикалық реакциялардың жилдамдығы аркады. Температураның жоғарылауы катализатордың белсенділігіне қарай әсер ете қоймай, сонымен қатар кейде каталитикалық реакцияның бағытына да әсер етеді. Кез келген каталитикалық реакцияның температуралық оптимумы болады. Қысымның әсері. Көлем өзгере жүретін каталитикалық реакцияларға қысымның артур оң әсер етеді. Кейбір жағдайларда көлем өзгермейтін реакцияларға да қысым оң әсер етеді. Себебі, әрекеттесуші молекулалардың эффективті соқтығысу сандры аркады. Еріткіштің әсері. Еріткіштің табиғатына байланысты каталитикалық реакциялардың жилдамдығы әжептеуір өзгеруі мүмкін. Бұл құбылысты толық түсіндіретін теория әлі жасалған жоқ. Бірақ жоамал бойынша еріткіштің полярные молекуласы әсерінен әрекеттесуші затрат белсенді ихондалған күйге өтеді.

Гетерогенді катализ - деп әрекеттэссетін реагент пен хондағы катализатор әр түрлі фасада болатын реакцияларды айтады. Гетерогенді катализде катализатор қатты зат, ал реагент терне сұйық, не газды күйінде болады. Мұндай реакциялар екі фаза аралығында, яғни фазалық бетти, катализатордың бетінде жүреді. Гетерогенді катализде катализатор болатын заттың қасиеті, табиғи ерекшелігі мен құрылысы, химиялық құрамы мен беттік сипатының маңызы зорь. Мысалы, платина пластина сын суток пероксидіне батырса, хонда ешбір өзгеріс байқалмайды. Ал осы пластина бетін қырып, сосны суток пероксидіне батырса, реакцияның едәуір жилдам жүретіні соншама, оттектің бөлінгені көпіршік түрінде көрінеді. Платинаны ұсақтап қолданса, реакция жилдамдығы күрт жоғарылайды. Енді суток пероксидіне платинаны коллоидты өлшемдегідей етіп ұнтақтап сальса, реакция қопарылыспен аяқталлоды.

Ферменттер катализатор ретінде. Тірі организмде өтетін биохимиялық реакциялар биокатализатор, ферментер қатысында өтеді. Ферментативті катализдің химиялық катализ ден принципті ерекшеліктері болады. Бұл ерекшеліктер мынадай: 1.Каталитикалық белсенділік. Белсенділігі бойынша биологиялық катализатора химиялық катализаторға қарағанда миллихондаған эссе белсендірек болады. Мысалы, 1 моль сахароза ферменті 1 секундта 1000 моль қызылша қантын ыдырата аллоды. 2.Жоғары химиялық арнайылық ферментінің арнайылығы абсолюттік және стереохимиялық болып бөлінеді. А.а. Мысалы: уреаза тек мочевинаны гидролиздейді. С.а. фермент органикалық қосылыстардың тек арнайы стереоизмерлеріне әсер етеді. 3. Инактивтелу реакция барысында ферменттің құрылысы бұзылады. 4. Ферменттер құрылысының күрделілігі. Олар белоктар апофермент, кофермент бөліктерден тұрады. 5.Сыртқы факторлар әсері.