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結構生物化學/酶/速率常數

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速率常數是一個比例常數,其中反應速率與反應物的濃度直接相關。在一級反應中,反應速率與反應物濃度成正比,一級速率常數的單位為 1/秒。在具有兩個反應物的雙分子反應中,二級速率常數的單位為 1/M*秒。二級反應可以表現為一級反應,這些反應被稱為擬一級反應,因為新增過量的反應物會使反應對另一個反應物成為一級反應。還存在零級反應,其中反應與反應物濃度無關,速率常數的單位為 mol/L*秒。

對於以下形式的一般化學反應:aA + bB --> 產物

反應速率的表示式將是:

其中:k 是反應的速率常數,[A] 和 [B] 是反應物的濃度,a 和 b 分別是反應相對於 A 和 B 的級數。反應的總級數是 m 和 n 的總和。請記住,以上速率方程是指 A 和 B 的消失,因此速率將為負(表明反應物被消耗)。另一方面,產物的速率值為正,因為它們正在生成。為了說明這一點,許多文字將方程列為 .

重要的是要注意,並非每個反應物都將出現在速率常數中,因為反應在給定反應物中可能是零級。此外,除了在非常有限的情況下,反應級數無法從化學計量方程式確定,而必須透過實驗計算得出。


雖然這在普通化學課程中通常看不到,但反應級數可以為負和/或不是整數。速率=K(濃度)

基本動力學

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出於參考目的,以下速率定律列出,但沒有詳細說明它們的推導過程

速率定律 積分速率定律 速率常數單位 (k)
0 級
一級
二級

擬一級速率定律

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在某些情況下,監測每個反應物的濃度非常困難,甚至不可能。對於涉及多種物質(例如物質 X 和 Y)的反應,可以將反應的速率定律寫成“擬一級”形式。透過保持一種物質(例如 X)的濃度恆定,X 相對於時間的變化量本質上為零。因此,可以定義一個新的速率定律,將 X 融入現有的速率常數中。

被定義為 ,因此我們的新速率方程寫成

不同的實驗條件和由此產生的資料可以用於確定 k。

穩態近似

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穩態近似在難以測量一種反應物(或其中間體之一)濃度的系統中非常有用。但是,如果假設所討論物質的濃度保持在恆定的穩態,則可以根據可以測量的其他物質寫出方程。

讓我們考察一個涉及以下反應的系統

反應 速率方程
A + B X k1[A][B]
X + C D + E k2[X][C]
X + E F k3[X][E]

首先,我們將假設物質 X 處於穩態。

作為我們假設的一部分,X 保持恆定,因此

**生成項 - 消耗項**


**k1[A][B] - k2[X][C] - k3[X][E] **

簡化

k1[A][B] = k2[X][C] - k3[X][E]

以可以實驗測量的反應物的濃度解出 [X],我們得到以下方程

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