Autocataliza

Autocataliza este un proces catalitic în care catalizatorul este reprezentat de unul dintre aceiași produse de reacție sau intermediari capabili să acționeze pe stadiul lent al reacției chimice . ^[1] Acest tip de reacție se numește autocatalitic .

Exemple obișnuite de autocataliză sunt reprezentate de ciuma de staniu (o modificare alotropă ), epuizarea stratului de ozon , legarea cu oxigen de către hemoglobină și reacția dintre permanganat și acid oxalic (Mn ²⁺ este autocatalizatorul).

Viteza de reacție

Curba sigmoidă care arată modificarea concentrației produsului într-o reacție autocatalitică.

Ecuația cinetică pentru o reacție autocatalitică de ordinul doi generică $A+B\rightarrow \;2B$ ${\ displaystyle A + B \ rightarrow \; 2B}$ ${\ displaystyle A + B \ rightarrow \; 2B}$

Și $\ v=k[A][B]$ ${\ displaystyle \ v = k [A] [B]}$ ${\ displaystyle \ v = k [A] [B]}$ .

Concentrația reactivilor A și B (B este, de asemenea, produsul final) variază în funcție de timp, respectiv, în funcție de relații

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

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

amintindu-mi că $[A]_{0}$ ${\ displaystyle [A] _ {0}}$ ${\ displaystyle [A] _ {0}}$ Și $[B]_{0}$ ${\ displaystyle [B] _ {0}}$ ${\ displaystyle [B] _ {0}}$ sunt concentrațiile inițiale de A și B.

Graficul acestor ecuații corespunde unei curbe sigmoide , tipică reacțiilor autocatalitice: la început aceste reacții se desfășoară lent datorită prezenței rare a catalizatorului (încă s-a format puțin B), viteza de reacție crește progresiv de-a lungul progresului reacției pe măsură ce concentrația catalizatorului crește și încetinește din nou din cauza scăderii reactantului (A a fost considerabil consumat). Prin urmare, dacă se observă experimental că concentrația unui reactant sau produs urmează cursul unei curbe sigmoide, este rezonabil să presupunem că reacția este autocatalitică.

Ipoteze abiogene

Etologul britanic Richard Dawkins a emis ipoteza unui rol fundamental al autocatalizei în explicația abiogenezei . ^[2] Oamenii de știință citează experimente efectuate de Julius Rebek și colegii de la The Scripps Research Institute din California în care au combinat amino adenozina și un ester pentafluorofenilic cu esterul amino adenozin triacid (AATE) autocatalizator. Variante de AATE au arătat acțiune autocatalitică față de propria sinteză . Acest experiment a demonstrat posibilitatea ca autocatalizatorii să poată prezenta concurență în cadrul unei populații cu caracteristici de moștenire , care poate fi interpretată ca o formă rudimentară de selecție naturală .

Notă

^(RO) IUPAC Gold Book, „reacție autocatalitică”
^ Richard Dawkins, The Ancestor's Tale: A Pilgrimage to the Dawn of Evolution , Houghton Mifflin, 2004. ISBN 978-0-618-00583-3 .

Alte proiecte

Wikționarul conține dicționarul lema « autocataliză »

Portalul chimiei

Portalul de fizică

[1] (RO) IUPAC Gold Book, „reacție autocatalitică”

[2] Richard Dawkins, The Ancestor's Tale: A Pilgrimage to the Dawn of Evolution , Houghton Mifflin, 2004. ISBN 978-0-618-00583-3 .

[1]

[2]