Xuc Tac
This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA
Overview
Download & View Xuc Tac as PDF for free.
More details
- Words: 1,307
- Pages: 25
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c ®Õn tèc ®é ph¶n øng hãa häc
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c Môc tªu häc tËp 1. Tr×nh bµy ®îc c¸c KN vÒ chÊt xóc t¸c vµ ®Æc ®iÓm cña chÊt XT 2. Tr×nh bµy ®îc KN xóc t¸c ®ång thÓ, thuyÕt Spitasky vÒ XT ®ång thÓ vµ thiÕt lËp ®îc ®éng häc ph¶n øng xóc t¸c 3. Tr×nh bµy ®îc kh¸i niÖm vÒ xóc t¸c acid-base. Ph©n tÝch ®îc ¶nh hëng cña pH ®Õn tèc ®é ph¶n øng xóc t¸c acid-base 4. Nªu ®îc øng dông cña xóc t¸c acid-base trong hãa häc vµ trong æn ®Þnh thuèc 5. VËn dông ®îc lý thuyÕt vÒ ®éng ho¸ häc ®Ó gi¶i bµi tËp vµ dù ®o¸n tuæi thä thuèc tõ c¸c sè liÖu thùc nghiÖm
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c Néi dung häc tËp - Kh¸i niÖm chung vÒ xóc t¸c - Xóc t¸c ®ång thÓ - Xóc t¸c acid-base Xóc t¸c acid-base ®Æc hiÖu Xóc t¸c acid-base më réng - Gi¶i ®¸p c©u hái vµ mét sè d¹ng bµi tËp
Tµi liÖu tham kh¶o 1. 2. 3. 4. 5.
TrÇn S¬n, §éng ho¸ häc TrÇn V¨n Nh©n, 1999, Ho¸ lý, tËp III §µo Minh §øc, Ho¸ lý Dîc Alfred Martin, 1993, Physical pharmacy M. Amiji, J. Sandmann,2003, Applied Physical pharmacy
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c Giíi thiÖu lÞch sö xóc t¸c Thêi trung cæ, tæng hîp ete: Rîu + Acid §Çu TK 19, xuÊt hiÖn PP ®Þnh lîng ⇒ Quan t©m ®Õn hiÖn “ P¦tîng chØ x¶y ra khi cã mÆt 1 chÊt kh«ng tiªu hao, kh«ng biÕn ®æi vÒ mÆt ho¸ häc” + Kirchhoff, 1809, ®êng ho¸ tinh bét b»ng H2SO4 + Thenard, 1818, Ph©n huû H2O2 díi t¸c dông MnO2, Ag, Pt ... 1820, oxy ho¸ rîu ⇒ Acid acetic trªn bÒ + Davy,
mÆt Pt N¨m 1884, Ostwald, ®a ra ®Þnh nghÜa chÊt xóc t¸c: Lµ chÊt lµm thay ®æi tèc ®é ph¶n øng ho¸ häc nhng kh«ng biÕn ®æi trong qu¸ tr×nh ph¶n øng
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c I. §¹i c¬ng vÒ chÊt xóc t¸c 1.1. Kh¸i niÖm vµ ph©n lo¹i + Kh¸i niÖm: - Lµm thay đổi tốc độ phản ứng - Kh«ng biến đổi về ho¸ häc - Cã ¸i lực với chất PƯ, tham gia c¸c g® trung gian + HiÖn tîng tù xóc t¸c + ChÊt kÝch thÝch, øc chÕ vµ nhiÔm ®éc xóc t¸c Kh«ng cã t¸c dông xóc t¸c, t¸c ®éng lªn chÊt xóc t¸c + Ph©n lo¹i xóc t¸c - Tr¹ng vËt lý Xóc t¸c Xóc t¸c - T¸c dông Xóc t¸c Xóc t¸c
®ång thÓ dÞ thÓ ©m d¬ng
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 1.2. §Æc ®iÓm chÊt xóc t¸c ⇒ Lµm t¨ng tèc ®é ph¶n øng, kh«ng t¹o ra ph¶n øng Ph¶n øng x¶y ra khi ∆G0 < 0, ∆F0 < 0
∆G0, ∆F0: kh¶ n¨ng x¶y ra cña P¦ ChÊt XT kh«ng lµm thay ®æi gi¸ trÞ ∆G0 ⇒ Lµm t¨ng tèc ®é ®¹t ®Õn tr¹ng th¸i c©n b»ng, kh«ngtèc lµm dÞch c©n b»ng T¨ng ®échuyÓn chiÒu thuËn lªn bao nhiªu th× còng t¨ng tèc ®é theo chiÒu nghÞch lªn bÊy nhiªu lÇn Gi¸ trÞ KCB kh«ng thay ®æi RT.lnKCB = - ∆G0
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 1.2. §Æc ®iÓm chÊt xóc t¸c ⇒ Cã tÝnh chän läc cao
⇒ Tham gia P¦ theo c¬ chÕ chu kú, ®îc phôc håi liªn tôc ⇒ Kh«ng bÞ mÊt ®i, kh«ng bÞ biÕn ®æi vÒ mÆt ho¸ häc
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c II. Xóc t¸c ®ång thÓ 2.1. §Æc ®iÓm ⇒ ChÊt xóc t¸c vµ chÊt ph¶n øng cïng pha ⇒ Toµn bé hÖ ®ång nhÊt ⇒ X¶y ra trong pha khÝ, dung dÞch ⇒ §iÓn h×nh: c¸c ph¶n øng thuû ph©n
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 2.2. Lý thuyÕt xóc t¸c ®ång thÓ ThuyÕt Spitalsky (1928) ⇒ ChÊt XT t¬ng t¸c víi chÊt P¦ t¹o SP trung gian kÐm bÒn AX* A +X ⇒ T¹o SP trung gian lµ ph¶n øng thuËn nghÞch A +X
KCB
AX*
⇒ SP trung gian ph©n huû chËm, kh«ng thuËn nghÞch t¹o s¶n phÈm cuèi cïng, gi¶i phãng chÊt XT k* * B +X AX
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 2.2. Lý thuyÕt xóc t¸c ®ång thÓ – ThuyÕt Spitalsky ⇒ Tèc ®é chung cña P¦ tû lÖ víi nång ®é SP trung gian, kh«ng tû lÖ víi nång ®é chÊt ph¶n øng Vp = k.[AX*] ⇒ Nång ®é chÊt XT ë tr¹ng th¸i tù do n»m c©n b»ng víi nång ®é SP trung gian KCB = [AX*] / ([A].[X]) KCB A +X
k* AX*
B
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 2.2. Lý thuyÕt xóc t¸c ®ång thÓ – ThuyÕt Spitalsky Khi kh«ng cã chÊt xóc t¸c
Khi cã chÊt xóc t¸c X
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 2.3. T¸c dông ho¹t ho¸ cña chÊt xóc t¸c
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c
EA (AB*)
EA (ABX*)
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c III. Xóc t¸c acid – base
Theo nghÜa hÑp Theo Bronsted Theo Lewis ⇒ Xóc t¸c acid – base ®Æc hiÖu: ion H+ vµ OHxóc t¸c trùc tiÕp ⇒Xóc t¸c chung acid – base: C¸c acid vµ base më réng tham gia vµo xóc t¸c
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 3.1. Xóc t¸c acid - base ®Æc hiÖu
lg kobs = lgka – pH
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 3.1. Xóc t¸c acid - base ®Æc hiÖu
lg kobs = lg(kb. KW ) + pH
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 3.1. Xóc t¸c acid - base ®Æc hiÖu
dP = (k 0 + k a [ H + ] + k b [OH − ]).[ A] dt lgk
pH
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 3.1. Xóc t¸c acid - base ®Æc hiÖu
dP = (k 0 + k a [ H + ] + k b [OH − ]).[ A] dt lgk
pH
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 3.1. Xóc t¸c acid - base ®Æc hiÖu
dP = (k 0 + k a [ H + ] + k b [OH − ]).[ A] dt lgk
pH
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 3.1. Xóc t¸c acid - base ®Æc hiÖu
dP = (k 0 + k a [ H + ] + k b [OH − ]).[ A] dt lgk
pH
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 3.1. Xóc t¸c acid - base ®Æc hiÖu dP = ( k 0 + k a [ H + ] + kb [OH − ]+).[ A] dt
lgk
pH
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 3.2. Xóc t¸c acid – base më réng - NhiÒu d¹ng thuèc ®îc duy tr× pH b»ng hÖ ®Öm - C¸c thµnh phÇn cña hÖ ®Öm cã kh¶ n¨ng xóc t¸c cho ph¶n øng ph©n huû thuèc - Hac : Xóc t¸c acid më réng - Ac - : Xóc t¸c base më réng
k = k0 + k a [ H + ] + kb [OH − ] + k HAc [ HAc] + k Ac − [ Ac − ] 1928, Brondted ®a ra mèi quan hÖ gi÷a kh¶ n¨ng xóc t¸c vµ h»ng sè ph©n ly Kα
k HAc = a.K aα k Ac − = b.K aβ
a, b, α, β h»ng sè ®Æc trng cho ph¶n øng, víi nhiÖt ®é vµ DM nhÊt ®Þnh
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 3.2. Xóc t¸c acid – base më réng Thuû ph©n Aspirin lgk
2
4
6
8
10
12
14
pH
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 3.2. Xóc t¸c acid – base më réng
lgk
Thuû ph©n Mitomycin C
-1
1
3
5
7
pH
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 3.2. Xóc t¸c acid – base më réng Thuû ph©n Hydrochlorothiazid lgk
2
4
6
8
10
12
14
pH
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c Môc tªu häc tËp 1. Tr×nh bµy ®îc c¸c KN vÒ chÊt xóc t¸c vµ ®Æc ®iÓm cña chÊt XT 2. Tr×nh bµy ®îc KN xóc t¸c ®ång thÓ, thuyÕt Spitasky vÒ XT ®ång thÓ vµ thiÕt lËp ®îc ®éng häc ph¶n øng xóc t¸c 3. Tr×nh bµy ®îc kh¸i niÖm vÒ xóc t¸c acid-base. Ph©n tÝch ®îc ¶nh hëng cña pH ®Õn tèc ®é ph¶n øng xóc t¸c acid-base 4. Nªu ®îc øng dông cña xóc t¸c acid-base trong hãa häc vµ trong æn ®Þnh thuèc 5. VËn dông ®îc lý thuyÕt vÒ ®éng ho¸ häc ®Ó gi¶i bµi tËp vµ dù ®o¸n tuæi thä thuèc tõ c¸c sè liÖu thùc nghiÖm
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c Néi dung häc tËp - Kh¸i niÖm chung vÒ xóc t¸c - Xóc t¸c ®ång thÓ - Xóc t¸c acid-base Xóc t¸c acid-base ®Æc hiÖu Xóc t¸c acid-base më réng - Gi¶i ®¸p c©u hái vµ mét sè d¹ng bµi tËp
Tµi liÖu tham kh¶o 1. 2. 3. 4. 5.
TrÇn S¬n, §éng ho¸ häc TrÇn V¨n Nh©n, 1999, Ho¸ lý, tËp III §µo Minh §øc, Ho¸ lý Dîc Alfred Martin, 1993, Physical pharmacy M. Amiji, J. Sandmann,2003, Applied Physical pharmacy
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c Giíi thiÖu lÞch sö xóc t¸c Thêi trung cæ, tæng hîp ete: Rîu + Acid §Çu TK 19, xuÊt hiÖn PP ®Þnh lîng ⇒ Quan t©m ®Õn hiÖn “ P¦tîng chØ x¶y ra khi cã mÆt 1 chÊt kh«ng tiªu hao, kh«ng biÕn ®æi vÒ mÆt ho¸ häc” + Kirchhoff, 1809, ®êng ho¸ tinh bét b»ng H2SO4 + Thenard, 1818, Ph©n huû H2O2 díi t¸c dông MnO2, Ag, Pt ... 1820, oxy ho¸ rîu ⇒ Acid acetic trªn bÒ + Davy,
mÆt Pt N¨m 1884, Ostwald, ®a ra ®Þnh nghÜa chÊt xóc t¸c: Lµ chÊt lµm thay ®æi tèc ®é ph¶n øng ho¸ häc nhng kh«ng biÕn ®æi trong qu¸ tr×nh ph¶n øng
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c I. §¹i c¬ng vÒ chÊt xóc t¸c 1.1. Kh¸i niÖm vµ ph©n lo¹i + Kh¸i niÖm: - Lµm thay đổi tốc độ phản ứng - Kh«ng biến đổi về ho¸ häc - Cã ¸i lực với chất PƯ, tham gia c¸c g® trung gian + HiÖn tîng tù xóc t¸c + ChÊt kÝch thÝch, øc chÕ vµ nhiÔm ®éc xóc t¸c Kh«ng cã t¸c dông xóc t¸c, t¸c ®éng lªn chÊt xóc t¸c + Ph©n lo¹i xóc t¸c - Tr¹ng vËt lý Xóc t¸c Xóc t¸c - T¸c dông Xóc t¸c Xóc t¸c
®ång thÓ dÞ thÓ ©m d¬ng
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 1.2. §Æc ®iÓm chÊt xóc t¸c ⇒ Lµm t¨ng tèc ®é ph¶n øng, kh«ng t¹o ra ph¶n øng Ph¶n øng x¶y ra khi ∆G0 < 0, ∆F0 < 0
∆G0, ∆F0: kh¶ n¨ng x¶y ra cña P¦ ChÊt XT kh«ng lµm thay ®æi gi¸ trÞ ∆G0 ⇒ Lµm t¨ng tèc ®é ®¹t ®Õn tr¹ng th¸i c©n b»ng, kh«ngtèc lµm dÞch c©n b»ng T¨ng ®échuyÓn chiÒu thuËn lªn bao nhiªu th× còng t¨ng tèc ®é theo chiÒu nghÞch lªn bÊy nhiªu lÇn Gi¸ trÞ KCB kh«ng thay ®æi RT.lnKCB = - ∆G0
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 1.2. §Æc ®iÓm chÊt xóc t¸c ⇒ Cã tÝnh chän läc cao
⇒ Tham gia P¦ theo c¬ chÕ chu kú, ®îc phôc håi liªn tôc ⇒ Kh«ng bÞ mÊt ®i, kh«ng bÞ biÕn ®æi vÒ mÆt ho¸ häc
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c II. Xóc t¸c ®ång thÓ 2.1. §Æc ®iÓm ⇒ ChÊt xóc t¸c vµ chÊt ph¶n øng cïng pha ⇒ Toµn bé hÖ ®ång nhÊt ⇒ X¶y ra trong pha khÝ, dung dÞch ⇒ §iÓn h×nh: c¸c ph¶n øng thuû ph©n
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 2.2. Lý thuyÕt xóc t¸c ®ång thÓ ThuyÕt Spitalsky (1928) ⇒ ChÊt XT t¬ng t¸c víi chÊt P¦ t¹o SP trung gian kÐm bÒn AX* A +X ⇒ T¹o SP trung gian lµ ph¶n øng thuËn nghÞch A +X
KCB
AX*
⇒ SP trung gian ph©n huû chËm, kh«ng thuËn nghÞch t¹o s¶n phÈm cuèi cïng, gi¶i phãng chÊt XT k* * B +X AX
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 2.2. Lý thuyÕt xóc t¸c ®ång thÓ – ThuyÕt Spitalsky ⇒ Tèc ®é chung cña P¦ tû lÖ víi nång ®é SP trung gian, kh«ng tû lÖ víi nång ®é chÊt ph¶n øng Vp = k.[AX*] ⇒ Nång ®é chÊt XT ë tr¹ng th¸i tù do n»m c©n b»ng víi nång ®é SP trung gian KCB = [AX*] / ([A].[X]) KCB A +X
k* AX*
B
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 2.2. Lý thuyÕt xóc t¸c ®ång thÓ – ThuyÕt Spitalsky Khi kh«ng cã chÊt xóc t¸c
Khi cã chÊt xóc t¸c X
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 2.3. T¸c dông ho¹t ho¸ cña chÊt xóc t¸c
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c
EA (AB*)
EA (ABX*)
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c III. Xóc t¸c acid – base
Theo nghÜa hÑp Theo Bronsted Theo Lewis ⇒ Xóc t¸c acid – base ®Æc hiÖu: ion H+ vµ OHxóc t¸c trùc tiÕp ⇒Xóc t¸c chung acid – base: C¸c acid vµ base më réng tham gia vµo xóc t¸c
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 3.1. Xóc t¸c acid - base ®Æc hiÖu
lg kobs = lgka – pH
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 3.1. Xóc t¸c acid - base ®Æc hiÖu
lg kobs = lg(kb. KW ) + pH
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 3.1. Xóc t¸c acid - base ®Æc hiÖu
dP = (k 0 + k a [ H + ] + k b [OH − ]).[ A] dt lgk
pH
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 3.1. Xóc t¸c acid - base ®Æc hiÖu
dP = (k 0 + k a [ H + ] + k b [OH − ]).[ A] dt lgk
pH
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 3.1. Xóc t¸c acid - base ®Æc hiÖu
dP = (k 0 + k a [ H + ] + k b [OH − ]).[ A] dt lgk
pH
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 3.1. Xóc t¸c acid - base ®Æc hiÖu
dP = (k 0 + k a [ H + ] + k b [OH − ]).[ A] dt lgk
pH
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 3.1. Xóc t¸c acid - base ®Æc hiÖu dP = ( k 0 + k a [ H + ] + kb [OH − ]+).[ A] dt
lgk
pH
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 3.2. Xóc t¸c acid – base më réng - NhiÒu d¹ng thuèc ®îc duy tr× pH b»ng hÖ ®Öm - C¸c thµnh phÇn cña hÖ ®Öm cã kh¶ n¨ng xóc t¸c cho ph¶n øng ph©n huû thuèc - Hac : Xóc t¸c acid më réng - Ac - : Xóc t¸c base më réng
k = k0 + k a [ H + ] + kb [OH − ] + k HAc [ HAc] + k Ac − [ Ac − ] 1928, Brondted ®a ra mèi quan hÖ gi÷a kh¶ n¨ng xóc t¸c vµ h»ng sè ph©n ly Kα
k HAc = a.K aα k Ac − = b.K aβ
a, b, α, β h»ng sè ®Æc trng cho ph¶n øng, víi nhiÖt ®é vµ DM nhÊt ®Þnh
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 3.2. Xóc t¸c acid – base më réng Thuû ph©n Aspirin lgk
2
4
6
8
10
12
14
pH
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 3.2. Xóc t¸c acid – base më réng
lgk
Thuû ph©n Mitomycin C
-1
1
3
5
7
pH
¶nh hëng cña chÊt xóc t¸c 3.2. Xóc t¸c acid – base më réng Thuû ph©n Hydrochlorothiazid lgk
2
4
6
8
10
12
14
pH
