Определение понятия и описание процесса катализа как селективного изменения скорости химической реакции. Раскрытие содержания принципа Ф. Кондона, туннельного эффекта и теории Маркуса. Направления окислительно-восстановительных реакций, редокс-потенциал.
Аннотация к работе
Каталитическими реакциями называю такие реакции, скорость которых изменяется под влиянием катализаторов. Еще в глубокой древности, задолго до создания первых научных основ химии, было известно применение главным образом в прикладной химии биологических катализаторов (ферментов) при сыроварении, хлебопечении, для изготовления алкогольных напитков, а также уксуса при скисании виноградного сока и т.д. В XVIII и начале XIX вв. в химической литературе появляются указания об использовании в реакциях не только биологических, но и других катализаторов, в частности при синтезе и расщеплении различных органических веществ, например при процессах этерификации (К. В учение о катализе большой вклад был внесен русскими химиками; так например, М.Г.Катализом называется селективное изменение скорости химической реакции, веществом которое участвует в реакции, но количество и состав которого не меняется к моменту образования конечных продуктов. Реакции, протекающие с участием катализаторов, называются каталитическими. В присутствии ионов марганца реакция протекает по многостадийному механизму: Ионы марганца переводят одноэлектронный перенос в реакциях Mn2 и Mn3 с СЕЧ в двухэлектронный - в реакции Mn4 с Tl (все реакции с участием ионов Mn комплементарны). Каталитический механизм распада гидропероксида включает следующие стадии: Эта же реакция может дополнительно ускоряться в присутствии ионов Br-, которые играют роль сокатализатора: Катализатор дает реакции возможность протекать по другому пути, причем с большей скоростью, чем это происходит в отсутствии катализатора. Реакции, скорость которых изменяется под действием продукта, называются автокаталитическими.Таким образом, редокс - потенциал можно рассматривать как частный случай электродного потенциала, возникающий на межфазной границе, разделяющей два проводника, обладающих разной проводимостью: электронной (металл) и ионной (раствор электролита). Где a(Ox), a(Red) - окисленной и восстановленной формы редокс - системы соответственно ; n - число электронов, принимающих участие в элементарном акте редок - процесса; m - число протонов, принимающих участие в элементарном акте редокс - процесса (для редокс-систем первого типа, в которых не осуществляется перенос протонов, m = 0); Е0 - стандартный редокс потенциал (В), который измерен при условии : а (Ох) = а (Red) = а (H3O ) = 1 и данной температуре.Для большинства биосред не характерна сильнокислая среда, поэтому для количественной характеристики редокс-процессов в живых системах часто используют формальный потенциал, т.е. потенциал, определяемый при следующих условиях: а (Ох) = а (Red); РН=7, 36; Т=310 К. Редокс процессы в условиях организма протекают в водной среде. Процесс окисления биосубстрата можно представить в общем виде: Суммарный процесс является экзергоническим, Максимальное значение полезной работы, которая может быть совершена за счет такого процесса достигается в условиях организма многоступенчатостью процесса, каждая стадия которого характеризуется относительно низкими значениями как энергии Гиббса, так и энергии активации. Все редокс - процессы в организме протекают ферментативно, под действием ферментов оксидоредуктаз. Более подробно цикл превращений родопсина в сетчатке глаза на свету и в темноте можно представить в виде схемы: · Таким образом, под действием кванта света родопсин через ряд промежуточных продуктов («оранжевый» и «желтый» белки ) распадается на опсин и алло-транс-ретиналь, представляющий собой неактивную форму альдегида витамина А .
План
Содержание
1. Введение
2.Понятие катализа
3.Принцип Франка Кондона. Туннельный эффект. Теория Маркуса
4. Реакции с внешнесферным и внутрисферным механизмом
5. Направление протекания окислительно - восстановительных реакций. Редокс- потенциал