उत्प्रेरण और तापमान निर्भरता
अभिक्रिया दरें तापमान के साथ तेजी से बढ़ती हैं, जिसे आर्हीनियस समीकरण द्वारा दर्शाया गया है, और उत्प्रेरक कम सक्रियण बाधाओं वाले वैकल्पिक मार्ग प्रदान करके अभिक्रियाओं को गति देते हैं।
Definition
उत्प्रेरण एक ऐसे पदार्थ द्वारा अभिक्रिया का त्वरण है जो कम ऊर्जा वाला मार्ग प्रदान करता है और अपरिवर्तित पुनर्जीवित होता है, और तापमान निर्भरता दर स्थिरांक, सक्रियण ऊर्जा और तापमान के बीच आर्हीनियस संबंध को संदर्भित करती है।
Scope
यह विषय आर्हीनियस समीकरण के माध्यम से दर स्थिरांकों की तापमान निर्भरता, सक्रियण ऊर्जा और पूर्व-घातीय कारक, और संघट्टन तथा संक्रमण अवस्था सिद्धांतों द्वारा उनकी आणविक व्याख्या को शामिल करता है। इसमें उत्प्रेरण की गतिकी शामिल है: उत्प्रेरक बिना उपभोग हुए सक्रियण बाधा को कैसे कम करते हैं, सजातीय और विषम उत्प्रेरण, लैंगमुइर-हिनशेलवुड और एली-राइडियल सतह तंत्र, और माइकलिस-मेंटेन योजना के माध्यम से एंजाइम उत्प्रेरण। सक्रियित संकुल का विस्तृत सिद्धांत और अंतर्निहित दर नियम संबंधित विषयों में वर्णित हैं।
Core questions
- आर्हीनियस समीकरण दर स्थिरांक को तापमान और सक्रियण ऊर्जा से कैसे संबंधित करता है?
- एक उत्प्रेरक बिना उपभोग हुए या संतुलन को बदले बिना दर को कैसे बढ़ाता है?
- लैंगमुइर-हिनशेलवुड और एली-राइडियल तंत्र सतह उत्प्रेरण का वर्णन कैसे करते हैं?
- माइकलिस-मेंटेन योजना एंजाइम गतिकी और संतृप्ति का हिसाब कैसे देती है?
Key concepts
- आर्हीनियस समीकरण और पूर्व-घातीय कारक
- सक्रियण ऊर्जा
- सजातीय और विषम उत्प्रेरण
- लैंगमुइर-हिनशेलवुड और एली-राइडियल तंत्र
- माइकलिस-मेंटेन एंजाइम गतिकी
Key theories
- आर्हीनियस समीकरण
- दर स्थिरांक सक्रियण ऊर्जा और तापीय ऊर्जा के ऋणात्मक अनुपात पर घातीय रूप से निर्भर करता है, इसलिए व्युत्क्रम तापमान के विरुद्ध दर स्थिरांक के लघुगणक का एक आलेख इसकी ढलान से सक्रियण ऊर्जा प्राप्त करता है।
- माइकलिस-मेंटेन एंजाइम गतिकी
- एक एंजाइम उत्पाद में परिवर्तित होने वाले एक संकुल को बनाने के लिए एक तीव्र पूर्व-संतुलन में सब्सट्रेट को बांधता है, जिससे एक दर प्राप्त होती है जो सब्सट्रेट सांद्रता के साथ बढ़ती है और अधिकतम वेग पर संतृप्त होती है, जिसे माइकलिस स्थिरांक द्वारा विशेषता दी जाती है।
Clinical relevance
ये विचार औद्योगिक विषम उत्प्रेरण जैसे अमोनिया संश्लेषण और उत्प्रेरक परिवर्तक, रासायनिक प्रक्रियाओं और संग्रहीत सामग्रियों का तापमान नियंत्रण और स्थिरता, और एंजाइमों का मात्रात्मक विश्लेषण जो उत्प्रेरण को जैव रसायन और दवा क्रिया के लिए केंद्रीय बनाता है, को रेखांकित करते हैं।
History
बर्ज़ेलियस ने 1835 में उत्प्रेरण का नामकरण किया; आर्हीनियस ने 1889 में दरों का तापमान नियम दिया, और बीसवीं सदी की शुरुआत में लैंगमुइर की सतह गतिकी और माइकलिस-मेंटेन का 1913 का एंजाइमों का उपचार देखा गया, जिसने उत्प्रेरण को गतिकी की एक मात्रात्मक शाखा के रूप में स्थापित किया।
Key figures
- Svante Arrhenius
- Jons Jacob Berzelius
- Leonor Michaelis
Related topics
Seminal works
- atkins2018
- laidler1987
Frequently asked questions
- क्या एक उत्प्रेरक अभिक्रिया में उपयोग हो जाता है?
- नहीं। एक उत्प्रेरक तंत्र में भाग लेता है लेकिन उत्प्रेरक चक्र के अंत तक पुनर्जीवित हो जाता है, इसलिए सिद्धांत रूप में एक छोटी मात्रा में बड़ी मात्रा में अभिकारक को परिवर्तित किया जा सकता है, हालांकि वास्तविक उत्प्रेरक समय के साथ खराब हो सकते हैं या विषाक्त हो सकते हैं।
- तापमान बढ़ाने से आमतौर पर अभिक्रियाएं इतनी नाटकीय रूप से क्यों तेज हो जाती हैं?
- सक्रियण बाधा को पार करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा वाले अणुओं का अंश तापमान के साथ घातीय रूप से बढ़ता है, इसलिए तापमान में मामूली वृद्धि भी दर को कई गुना बढ़ा सकती है, यही कारण है कि कई अभिक्रियाएं प्रत्येक दस-डिग्री वृद्धि के लिए लगभग दोगुनी हो जाती हैं।