Autokatalytická reakce

Autokatalytická reakce je chemická reakce, ve které je katalyzátor je jedním z reakčních produktů . O této transformaci se říká, že je „autokatalyzována“. Ve výsledku je vývoj reakční objemové rychlosti v čase neobvyklý, zejména u pomalých nebo velmi pomalých chemických transformací.

Nejjednodušší typ autokatalytické reakce je

{\ displaystyle A + B \; {\ stackrel {k} {\ rightarrow}} \; 2B}

pro které platí zákon o rychlosti . Po integraci s ohledem na čas jsou koncentrace A a B. ${\ displaystyle \ v = k [A] [B]}$

{\ displaystyle [A] = {\ frac {[A] _ {0} + [B] _ {0}} {1 + {\ frac {[B] _ {0}} {[A] _ {0} }} e ^ {([A] _ {0} + [B] _ {0}) kt}}}}

{\ displaystyle [B] = {\ frac {[A] _ {0} + [B] _ {0}} {1 + {\ frac {[A] _ {0}} {[B] _ {0} }} e ^ {- ([A] _ {0} + [B] _ {0}) kt}}}}

Graf koncentrace [B] produktu je sigmoidní křivka charakteristická pro autokatalytické reakce, které začínají pomalu za přítomnosti malého množství katalyzátoru. Reakční rychlost se zvyšuje s průběhem reakce a zvyšuje se množství katalyzátoru a nakonec se zpomaluje s klesající koncentrací reaktantu. Pokud je pozorováno, že koncentrace činidla nebo produktu sleduje sigmoidní křivku, reakce může být autokatalytická.

Tyto kinetické rovnice popisují například hydrolýzu určitých esterů kyselou katalýzou s karboxylovými kyselinami a alkoholy . Na začátku musí být alespoň stopa kyseliny, aby se spustil katalyzovaný mechanismus; jinak bude reakce muset začít střídavým mechanismem bez katalyzátoru, který je obvykle pomalejší. Výše uvedené rovnice pro samotný katalyzovaný mechanismus by znamenaly, že koncentrace kyseliny vždy zůstane nulová.

Cínový mor
Degradace ozonové vrstvy
Reakce iontů MnO 4 - manganistanu s kyselinou šťavelovou (etandiovou) C 2 H 2 O 4 autokatalyzovanou ionty Mn 2+ .

Autokatalytické reakce jsou na začátku pomalé, protože je v nich málo produktu. Rychlost reakce se potom zvyšuje s průběhem reakce a nakonec klesá v důsledku poklesu koncentrace reaktantu.

Reference

(v) Steinfeld JI Francisco JS a WL Hase Kinetika a dynamika ( 2 th vyd., Prentice-Hall, 1999) , s. 151-2 ( ISBN 0-13-737123-3 )
(in) Moore a JW Pearson RG Kinetika a mechanismus (John Wiley 1981) str. 26 ( ISBN 0-471-03558-0 )
Reakce manganistanu s kyselinou šťavelovou

Podívejte se také

Související články

Autokatalytická montáž

externí odkazy

(en) www.eeng.dcu.ie „ Některé poznámky k autokatalýze a autopoéze “, autor: Barry McMullin
(en) arxiv.org/pdf/adap-org/9809003 „ Autokatalytické sady a růst složitosti v

Evolutionary Model “, autor: Sanjay Jain a Sandeep Krishna