□ Катализатор изменяет скорость реакции, не влияя при этом на полное изменение свободной энергии Гиббса в ходе реакции.

Катализатор можно определить как вещество, которое ускоряет химическую реакцию, не влияя на полное изменение энергии Гиббса реакции, а само явление ускорения называется «катализом» [6.3-1]. Катализатор обладает следующими свойствами: а) он не меняется с химической точки зрения в конце реакции; б) небольших его количеств обычно достаточно для того, чтобы скорость реакции изменилась существенно; в) наличие катализатора не влияет на положение равновесия обратимой реакции.

В каталитическом процессе энергия активации снижается в результате того, что катализатор непрерывно регенерируется (каталитический цикл) на одной из стадий реакции, что обеспечивает постоянство его концентрации во время процесса. Поскольку константа равновесия для данной реакции К равна ki/k-i (к% и к-г — константы скорости прямой и обратной реакций соответственно), катализатор влияет на скорости как прямой, так и обратной реакций в одинаковой степени, т. е. ускоряет достижение равновесия, но не меняет его положение. Катализатор также увеличивает скорость несамопроизвольных реакций. Таким образом, термин «отрицательный катализ», который используют по отношению к веществам, повышающим свободную энергию активации, представляется некорректным.

Реакция, которая катализируется определяемым веществом, носит название «индикаторной реакции» и «некаталитической реакции»; для аналитического использования ее скорость должна быть крайне мала или пренебрежимо мала по сравнению с каталитической реакцией.

Скорость химической реакции может также меняться (увеличиваться или уменьшаться) в присутствии определенных веществ, известных как активаторы и ингибиторы соответственно. Явление ингибирования обычно связывают с каталитическими эффектами в ферментативных и неферментативных реакциях, хотя оно наблюдается и для других реакций (например, фотохимических или эле!строхимических). Явление активирования однозначно связано с каталитическими реакциями. Активатором можно называть вещество, принимающее участие на некоторой стадии реакции, для которой энергия активации ниже, чем для реакции с одним катализатором: т. е. активатор проявляет свои свойства только в присутствии катализатора. Этот благоприятный эффект приводит к значительному увеличению чувствительности определения катализатора, а также дает возможность определять сам активатор.

Как ингибирующие, так и активирующие эффекты имеют аналитическое значение [6.1-1], потому что они пропорциональны количеству ингибитора или активатора, присутствующего в растворе. Эффекты обоих типов уже нашли широкое применение в ферментативных и неферментативных реакциях. В ферментативных реакциях активирование или ингибирование обусловлено присутствием ионов металлов, тогда как в неферментативных реакциях активирующие и ингибирующие эффекты вызваны действием лигандов (например, гидрокси- или полиаминокарбоксисоединений) на ионы металлов.

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию