कौन से पदार्थ प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। कटैलिसीस और उत्प्रेरक

20वीं शताब्दी की शुरुआत में पहले से ही बड़ी संख्या में एंजाइमों ने एंजाइमों के नामकरण और वर्गीकरण के बारे में शोधकर्ताओं के सामने सवाल खड़े किए। 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में एंजाइम की एक विशिष्ट विशेषता "आजा" का अंत था, जिसका उपयोग इसे पहले सब्सट्रेट (एमाइलम - स्टार्च - एमाइलेज) के नाम से जोड़कर किया जाता था, और फिर प्रतिक्रिया के नाम पर ( डिहाइड्रोजनीकरण - डिहाइड्रोजनेज)। इंटरनेशनल यूनियन ऑफ केमिस्ट्स एंड बायोकेमिस्ट्स द्वारा बनाए गए एंजाइमों पर आयोग (ईसी) ने एंजाइमों के वर्गीकरण और नामकरण के लिए बुनियादी सिद्धांतों को विकसित किया, जिन्हें 1961 में अपनाया गया था। वर्गीकरण एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया के प्रकार पर आधारित था। इस आधार पर सभी एंजाइमों को 6 वर्गों में विभाजित किया गया था, जिनमें से प्रत्येक के कई उपवर्ग हैं।

1. ऑक्सीडोरक्टेज -एंजाइम जो कमी या ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। एक उदाहरण अल्कोहल डिहाइड्रोजनेज है, एक एंजाइम जो एथिल अल्कोहल को एसिटालडिहाइड में ऑक्सीकृत करता है। एल्डिहाइड डिहाइड्रोजनेज के रूप में जाना जाने वाला एक दूसरा एंजाइम तब एसीटैल्डिहाइड को एसिटाइल सीओए में परिवर्तित करता है। ऑक्सीडोरडक्टेस को अक्सर सहकारकों की भागीदारी की आवश्यकता होती है जो नीचे दिए गए उदाहरण में मध्यवर्ती हाइड्रोजन स्वीकर्ता के रूप में कार्य करते हैं, यह NAD + है।

ऑक्सीडेज -ऑक्सीडोरक्टेज का प्रकार। यह उन एंजाइमों को दिया गया नाम है जो अंतिम हाइड्रोजन स्वीकर्ता के रूप में ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं। एक उदाहरण ग्लूकोज ऑक्सीडेज है, जो ग्लूकोज को ग्लूकोनिक एसिड में ऑक्सीकृत करता है। . FAD एक मध्यवर्ती हाइड्रोजन स्वीकर्ता के रूप में कार्य करता है।

2. स्थानान्तरण -एंजाइम जो कार्यात्मक समूहों को एक दाता अणु से एक स्वीकर्ता अणु में स्थानांतरित करते हैं। एक उदाहरण मिथाइलट्रांसफेरेज़ है, जो एक मिथाइल समूह को एस-एडेनोसिलमेथिओनिन से एक स्वीकर्ता में स्थानांतरित करता है। कैटेचोल-ओ-मिथाइलट्रांसफेरेज़ द्वारा उत्प्रेरित एक प्रतिक्रिया नीचे दिखाया गया है, एक एंजाइम जो न्यूरोट्रांसमीटर एपिनेफ्रीन और नॉरपेनेफ्रिन के चयापचय में शामिल है। .

ट्रांसफरेज़ का एक और बहुत महत्वपूर्ण उदाहरण α-transaminase के अमीनो समूह के हस्तांतरण को उत्प्रेरित करने वाले एंजाइम हैं।

ट्रांसएमिनेस एक अमीनो एसिड का उपयोग अमीनो समूह दाता के रूप में करते हैं, जिसे वे एक α-keto एसिड में स्थानांतरित करते हैं, दाता अमीनो एसिड को α-keto एसिड और स्वीकर्ता केटो एसिड को क्रमशः एक एमिनो एसिड में परिवर्तित करते हैं। इसका उपयोग कुछ अमीनो एसिड को आपस में बदलने और अमीनो एसिड को कार्बोहाइड्रेट या लिपिड पथ में प्रवेश करने की अनुमति देने के लिए किया जाता है।

जैव रसायन में अक्सर जिन स्थानांतरणों का उल्लेख किया जाएगा, वे किनेसेस हैं जो एक उच्च-ऊर्जा एटीपी अणु से एक सब्सट्रेट में फॉस्फेट के हस्तांतरण को उत्प्रेरित करते हैं। कई किनेसेस हैं जो कोशिका चयापचय में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

3. हाइड्रोलिसिस-एंजाइम जो हाइड्रोलिसिस की जैविक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। वे सहसंयोजक बंधन तोड़ते हैं। टूटने के बिंदु पर पानी के तत्वों को जोड़ना। लाइपेस, फॉस्फेटेस, एसिटाइलकोलिनेस्टरेज़ और प्रोटीज़ सभी हाइड्रोलाइटिक एंजाइम के उदाहरण हैं।

4. Lyases (desmolases)- एंजाइम जो गैर-हाइड्रोलाइटिक तरीके से सी-सी, सी-ओ और सी-एन बॉन्ड के टूटने को उत्प्रेरित करते हैं और डबल बॉन्ड बनाते हैं। एक उदाहरण एंजाइम DOPA decarboxylase होगा, जो बायोजेनिक एमाइन एपिनेफ्रीन और नॉरपेनेफ्रिन के संश्लेषण में एक प्रमुख एंजाइम है।

5. आइसोमेरेसिस- एंजाइम जो इंट्रामोल्युलर पुनर्व्यवस्था को उत्प्रेरित करते हैं। इस मामले में, ऑप्टिकल ज्यामितीय और स्थितीय आइसोमर्स का अंतर्संबंध होता है। एपिमरेज़ और रेसमास एंजाइमों के इस वर्ग के उदाहरण हैं।

6. लिगैसएटीपी हाइड्रोलिसिस की ऊर्जा का उपयोग करके सी-ओ, सी-एस, सी-एन या सी-सी बांड के गठन को उत्प्रेरित करें। फॉस्फेट सहसंयोजक रूप से प्रतिक्रिया उत्पाद से बंध सकता है या नहीं भी।

एंजाइम आयोग ने एंजाइमों के नामकरण के लिए सिद्धांतों का भी प्रस्ताव रखा। व्यवस्थित और कार्यशील नामकरण का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है। व्यवस्थित नामकरण वर्गीकरण के समान सिद्धांत पर आधारित है - उत्प्रेरित प्रतिक्रिया का प्रकार। पहली नज़र में नाम बोझिल हो जाते हैं, लेकिन नाम से यह स्पष्ट हो जाता है कि एंजाइम क्या करता है। नाम में दो भाग होते हैं: प्रतिक्रिया में प्रतिभागियों के नाम (वर्ग के आधार पर, ये सबस्ट्रेट्स, मध्यवर्ती स्वीकर्ता हो सकते हैं) और उत्प्रेरित प्रतिक्रिया का प्रकार "आज़ा" समाप्त होने के साथ।

प्रत्येक एंजाइम एक विशिष्ट एंजाइम कोड संख्या प्राप्त करता है, जो वर्गीकरण में अपनी स्थिति को दर्शाता है: पहला अंक एंजाइम वर्ग, दूसरा उपवर्ग और तीसरा उपवर्ग दर्शाता है। प्रत्येक उप-वर्ग एंजाइमों की एक सूची है। इस सूची में एंजाइम की अनुक्रम संख्या कोड का चौथा अंक है। चित्र 1-1 क्रिएटिन फॉस्फोकाइनेज - CP.2.7.3.2 के लिए कोड दिखाता है। यह एंजाइम क्रिएटिन फास्फारिलीकरण प्रतिक्रिया उत्प्रेरित करता है। एटीपी एंजाइम का व्यवस्थित नाम क्रिएटिन फॉस्फोट्रांसफेरेज है। इस एंजाइम का काम करने वाला नाम क्रिएटिन किनसे या क्रिएटिन फोकिनेज है।

आर 2-1 है। क्रिएटिन फॉस्फोकाइनेज का कोड और एंजाइमों के वर्गीकरण में एंजाइम का स्थान

परिचय

1. कटैलिसीस के सामान्य प्रावधान और नियमितता

2. सजातीय कटैलिसीस

3. एसिड और बेस कटैलिसीस

4. जटिल यौगिकों द्वारा उत्प्रेरित सजातीय उत्प्रेरक प्रतिक्रियाएं

5. एंजाइमेटिक कटैलिसीस

6. विषम उत्प्रेरण

निष्कर्ष

प्रयुक्त स्रोतों की सूची

परिचय

उत्प्रेरण उत्प्रेरक की उपस्थिति में प्रतिक्रिया की दर में परिवर्तन की घटना है। उत्प्रेरकों से युक्त अभिक्रियाएँ उत्प्रेरक कहलाती हैं। वे पदार्थ जो किसी रासायनिक प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाते हैं, जबकि समग्र प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप अपरिवर्तित रहते हैं, उत्प्रेरक कहलाते हैं।

कई अलग-अलग प्रकार के उत्प्रेरक और क्रिया के कई अलग-अलग तंत्र हैं। उत्प्रेरक चक्रों से गुजरता है जिसमें वह पहले बंधा होता है, फिर पुनर्जीवित होता है, फिर से बंधा होता है, और इसी तरह कई बार। उत्प्रेरक प्रतिक्रिया को एक अलग तरीके से आगे बढ़ने की अनुमति देता है, और उत्प्रेरक की अनुपस्थिति में तेज गति से होता है। सक्रियण ऊर्जा को कम करके, पूर्व-घातीय कारक या दोनों को बढ़ाकर गति को बढ़ाया जा सकता है।

उत्प्रेरक एक साथ आगे और पीछे दोनों प्रतिक्रियाओं को तेज करता है, जिससे समग्र प्रतिक्रिया का संतुलन स्थिर रहता है। यदि ऐसा नहीं होता, तो पदार्थ को पुन: उत्पन्न करने के लिए उत्प्रेरक का उपयोग करके एक सतत गति मशीन का निर्माण करना संभव होता

1. कटैलिसीस के सामान्य प्रावधान और नियमितता

उत्प्रेरक सजातीय और विषम में विभाजित हैं। एक सजातीय उत्प्रेरक एक ही चरण में अभिकारकों के साथ होता है, एक विषम एक एक स्वतंत्र चरण बनाता है जो उस चरण से एक इंटरफ़ेस द्वारा अलग किया जाता है जिसमें अभिकारक स्थित होते हैं। विशिष्ट सजातीय उत्प्रेरक अम्ल और क्षार हैं। धातु, उनके ऑक्साइड और सल्फाइड विषमांगी उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

एक ही प्रकार की प्रतिक्रियाएं सजातीय और विषम उत्प्रेरक दोनों के साथ आगे बढ़ सकती हैं। इस प्रकार, एसिड समाधान के साथ, ठोस अल 2 ओ 3, टीआईओ 2, थओ 2, एल्युमिनोसिलिकेट्स और अम्लीय गुणों वाले जिओलाइट्स का उपयोग किया जाता है। मूल गुणों वाले विषम उत्प्रेरक: CaO, BaO, MgO।

विषम उत्प्रेरक, एक नियम के रूप में, एक अत्यधिक विकसित सतह होती है, जिसके लिए उन्हें एक निष्क्रिय समर्थन (सिलिका जेल, एल्यूमिना, सक्रिय कार्बन, आदि) पर वितरित किया जाता है।

प्रत्येक प्रकार की प्रतिक्रिया के लिए, केवल कुछ उत्प्रेरक प्रभावी होते हैं। पहले ही उल्लेख किए गए एसिड-बेस के अलावा, ऑक्सीकरण-कमी उत्प्रेरक भी हैं; उन्हें एक संक्रमण धातु या उसके यौगिक (Co +3, V 2 O 5 +, MoO 3) की उपस्थिति की विशेषता है। इस मामले में, संक्रमण धातु के ऑक्सीकरण राज्य को बदलकर उत्प्रेरण किया जाता है।

कई अभिक्रियाएं उत्प्रेरक की सहायता से की जाती हैं जो संक्रमण धातु (Ti, Rh, Ni) के परमाणु या आयन पर अभिकारकों के समन्वय के माध्यम से कार्य करती हैं। इस तरह के कटैलिसीस को समन्वय कटैलिसीस कहा जाता है।

यदि उत्प्रेरक में चिरल गुण होते हैं, तो वैकल्पिक रूप से निष्क्रिय सब्सट्रेट से एक वैकल्पिक रूप से सक्रिय उत्पाद प्राप्त किया जाता है।

आधुनिक विज्ञान और प्रौद्योगिकी में, कई उत्प्रेरकों की प्रणालियों का अक्सर उपयोग किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक प्रतिक्रिया के विभिन्न चरणों को तेज करता है। उत्प्रेरक दूसरे उत्प्रेरक द्वारा किए गए उत्प्रेरक चक्र के चरणों में से एक की गति को भी बढ़ा सकता है। यह वह जगह है जहां "उत्प्रेरण का उत्प्रेरण" या दूसरे स्तर का उत्प्रेरण होता है।

एंजाइम जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं में उत्प्रेरक की भूमिका निभाते हैं।

उत्प्रेरकों को सर्जक से अलग किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, पेरोक्साइड मुक्त कणों में टूट जाते हैं जो कट्टरपंथी श्रृंखला प्रतिक्रियाओं को शुरू कर सकते हैं। प्रतिक्रिया के दौरान आरंभकर्ताओं का उपभोग किया जाता है, इसलिए उन्हें उत्प्रेरक नहीं माना जा सकता है।

अवरोधकों को कभी-कभी गलती से नकारात्मक उत्प्रेरक माना जाता है। लेकिन अवरोधक, जैसे कि कट्टरपंथी श्रृंखला प्रतिक्रियाएं, मुक्त कणों के साथ प्रतिक्रिया करती हैं और उत्प्रेरक के विपरीत, संरक्षित नहीं होती हैं। अन्य अवरोधक (उत्प्रेरक विष) उत्प्रेरक से बंधते हैं और उसे निष्क्रिय कर देते हैं, जो कि नकारात्मक उत्प्रेरण के बजाय उत्प्रेरण दमन है। नकारात्मक कटैलिसीस सिद्धांत रूप में असंभव है: यह प्रतिक्रिया के लिए एक धीमा मार्ग प्रदान करेगा, लेकिन प्रतिक्रिया, निश्चित रूप से, तेजी से आगे बढ़ेगी, इस मामले में, उत्प्रेरित नहीं, पथ।

उत्प्रेरक प्रतिक्रिया उत्पादों में से एक हो सकता है। इस मामले में, प्रतिक्रिया को ऑटोकैटलिटिक कहा जाता है, और घटना को ऑटोकैटलिसिस कहा जाता है। उदाहरण के लिए, Fe 2+ के Mn0 4 . के साथ ऑक्सीकरण के दौरान

5Fe 2+ + Mn0 4 - + 8H+ \u003d 5Fe 3+ + Mn 2+ + 4H 2 0

परिणामी Mn 2+ आयन प्रतिक्रिया के पाठ्यक्रम को उत्प्रेरित करते हैं।

उत्प्रेरक प्रतिक्रियाएं प्रकृति में अत्यंत सामान्य हैं। इनमें से सबसे आश्चर्यजनक एंजाइमों के साथ प्रतिक्रियाएं हैं, जो जीवित जीवों में कई प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करती हैं। उद्योग में उत्प्रेरक का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। नाइट्रिक और सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन, अमोनिया, सिंथेटिक रबर का उत्पादन, आदि। उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं के बिना असंभव। उत्प्रेरक का उपयोग औषधीय पदार्थों के उत्पादन में किया जाता है: फेनासेटिन, गियाकोल, सुगंधित यौगिकों के हलोजन डेरिवेटिव, आदि। Mn (IV), Ni, Co, Fe, AlC1 3 , TeC1 3 ऑक्साइड उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

सजातीय और विषम उत्प्रेरण हैं, लेकिन उनमें से किसी के लिए मुख्य नियमितताएं इस प्रकार हैं:

1. उत्प्रेरक प्रतिक्रिया के प्रारंभिक कार्य में सक्रिय रूप से भाग लेता है, या तो प्रतिक्रिया में प्रतिभागियों में से एक के साथ मध्यवर्ती यौगिकों का निर्माण करता है, या सभी अभिकारकों के साथ एक सक्रिय परिसर। प्रत्येक प्रारंभिक क्रिया के बाद, यह पुनर्जीवित होता है और प्रतिक्रियाशील पदार्थों के नए अणुओं के साथ बातचीत कर सकता है।

2. उत्प्रेरक प्रतिक्रिया की दर उत्प्रेरक की मात्रा के समानुपाती होती है।

3. उत्प्रेरक में क्रिया की चयनात्मकता होती है। यह एक प्रतिक्रिया की दर को बदल सकता है और दूसरे की दर को प्रभावित नहीं कर सकता।

4. उत्प्रेरक प्रतिक्रिया को एक अलग तरीके से आगे बढ़ने की अनुमति देता है, और उत्प्रेरक की अनुपस्थिति में इसकी तुलना में तेज गति से होता है।

सक्रियण ऊर्जा को कम करके, पूर्व-घातीय कारक या दोनों को बढ़ाकर गति को बढ़ाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एसीटैल्डिहाइड सीएच 3 सीएचओ सीएच 4 + सीओ का थर्मल अपघटन आयोडीन वाष्प द्वारा उत्प्रेरित होता है, जिससे सक्रियण ऊर्जा में ~ 55 kJ/mol की कमी होती है। यह कमी लगभग 10,000 के कारक द्वारा स्थिर दर में वृद्धि का कारण बनती है।

5. उत्प्रेरक थर्मोडायनामिक संतुलन की स्थिति को प्रभावित नहीं करता है। यह समान रूप से आगे और पीछे दोनों प्रतिक्रियाओं की दर को बदलता है।

6. जब कुछ पदार्थ, जिन्हें प्रमोटर कहा जाता है, जोड़े जाते हैं, उत्प्रेरक की गतिविधि बढ़ जाती है; अवरोधकों को जोड़ने से प्रतिक्रिया की दर कम हो जाती है।

2. सजातीय कटैलिसीस

सजातीय कटैलिसीस में, उत्प्रेरक एक सजातीय समाधान में एक अणु या आयन है। सजातीय उत्प्रेरण के मामले में, उत्प्रेरक और सभी अभिकारक एक सामान्य चरण बनाते हैं।

सजातीय कटैलिसीस के सिद्धांत की मुख्य धारणा यह विचार है कि प्रतिक्रिया के दौरान उत्प्रेरक के अस्थिर मध्यवर्ती यौगिक अभिकारकों के साथ बनते हैं, जो तब उत्प्रेरक के पुनर्जनन के साथ विघटित होते हैं:

ए + बी + के = (ए-बी-के)* डी + के

इस प्रतिक्रिया की दर

वी = के एनसी एसी बीसी क

उत्प्रेरक सांद्रता के समानुपाती होता है, और दर स्थिरांक अरहेनियस समीकरण का पालन करता है। यह प्रतिक्रिया दो चरणों में आगे बढ़ सकती है:

कटैलिसीस सजातीय एसिड एंजाइमैटिक विषम

इस मामले में, दो मामले संभव हैं। पहले चरण में, उत्प्रेरक और प्रारंभिक उत्पाद में परिसर के अपघटन की दर दूसरे चरण की दर से बहुत अधिक है, जिसमें अंतिम उत्पाद बनता है। इसलिए, इस प्रकार के कटैलिसीस में परिसरों की एकाग्रता, जिन्हें अरहेनियस कॉम्प्लेक्स कहा जाता है, कम है। दूसरे मामले में, परिसर के अपघटन की दर दूसरे चरण की दर के अनुरूप है। मध्यवर्ती परिसर की एकाग्रता महत्वपूर्ण और स्थिर है। इस प्रकार के संकुलों को वैन्ट हॉफ संकुल कहते हैं।

दूसरा मामला, जैसा कि अधिक विशिष्ट है, पर अधिक विस्तार से विचार किया जाएगा। चूंकि मध्यवर्ती यौगिक एए प्रारंभिक सामग्री के साथ संतुलन में है, प्रत्यक्ष (v 1) और रिवर्स (v 2) प्रतिक्रियाओं (1) की दरें बराबर होनी चाहिए। उनके लिए गतिज समीकरणों को संकलित करते हुए, हम प्राप्त करते हैं:

कहाँ पे (से प्रति"-- से एके") उत्प्रेरक की सांद्रता है जिसने प्रतिक्रिया नहीं की; से लेकिन,से एके"-- पदार्थ ए और मध्यवर्ती यौगिक एए की संतुलन सांद्रता क्रमशः।

(2) से हम मध्यवर्ती यौगिक की सांद्रता पाते हैं:

पूरी प्रक्रिया की समग्र दर (v) सबसे धीमी अवस्था की दर से निर्धारित होती है, इस मामले में दूसरी। फिर

(4) मध्यवर्ती यौगिक (3) की सांद्रता में प्रतिस्थापित करने पर, हम प्राप्त करते हैं:

समीकरण (5) दो सीमित व्यवस्थाओं के अस्तित्व की संभावना को इंगित करता है:

दोनों ही मामलों में, प्रतिक्रिया दर उत्प्रेरक की एकाग्रता के सीधे आनुपातिक है, लेकिन प्रारंभिक सामग्री के लिए प्रतिक्रिया क्रम अलग है। पहले मामले में, यह दो के बराबर है, और दूसरे में - एक के लिए। सीमित व्यवस्थाओं के बाहर, प्रतिक्रिया का क्रम भिन्नात्मक होगा।

सजातीय कटैलिसीस का एक उदाहरण एसीटैल्डिहाइड सीएच 3 सीएच 4 + सीओ के थर्मल अपघटन की प्रतिक्रिया है, जो आयोडीन वाष्प द्वारा उत्प्रेरित होता है। आयोडीन वाष्प की अनुपस्थिति में इ लेकिन=191.0 kJ/mol, उनकी उपस्थिति में इ लेकिन= 136.0 केजे/मोल। दर स्थिरांक 10,000 के कारक से बढ़ता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रतिक्रिया दो चरणों में होती है:

सीएच 3 सोन + आई 2 \u003d सीएच 3 आई + एचआई + सीओ

सीएच 3 आई + HI \u003d सीएच 4 + आई 2

प्रत्येक चरण की सक्रियण ऊर्जा गैर-उत्प्रेरक प्रतिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा से कम होती है।

सजातीय कटैलिसीस में कई एसिड-बेस प्रतिक्रियाएं, जटिल प्रतिक्रियाएं, रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं, कई हाइड्रोजनीकरण, सल्फेशन प्रतिक्रियाएं आदि शामिल हैं।

3. एसिड और बेस कटैलिसीस

कई प्रतिक्रियाओं में एसिड और बेस उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं, यानी, प्रतिक्रिया में भाग लेते हुए, वे स्वयं खपत नहीं होते हैं (हाइड्रोलिसिस, अल्किलेशन, एस्टरीफिकेशन इत्यादि की प्रतिक्रियाएं। एसिड-बेस कटैलिसीस तीन प्रकार के होते हैं:

1) विशिष्ट एसिड (बेसिक) कटैलिसीस, जिसमें एच + या ओएच आयन क्रमशः उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं;

2) कुल एसिड (बेस) कटैलिसीस, जो किसी भी प्रोटॉन डोनर (स्वीकर्ता) द्वारा किया जाता है;

3) लुईस एसिड और बेस द्वारा किए गए इलेक्ट्रोफिलिक (न्यूक्लियोफिलिक) कटैलिसीस।

प्रथम आदेश दर स्थिर कएक बफर समाधान में प्रतिक्रिया के लिए [एच +], [ओएच -], [एचए], [ए -], यानी का एक रैखिक कार्य हो सकता है:

के \u003d के 0 + के 1 [एच+] + के 2 [ओएच -] + के 3 [चालू] + के 4 [ए -]

इस अभिव्यक्ति में क 0 - सभी उत्प्रेरक आयनों की अनुपस्थिति में पहले क्रम की दर स्थिरांक: [एच +], [ओएच -], [एनए], [ए -], एक के टी - उत्प्रेरक गुणांक।

यदि केवल k 1 [H +] पद ही महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, तो वे कहते हैं कि प्रतिक्रिया हाइड्रोजन आयनों द्वारा विशिष्ट उत्प्रेरण में प्रकट होती है। यदि कोई सदस्य प्रबल होता है क 3 [एचए], प्रतिक्रिया को सामान्य एसिड कटैलिसीस के अधीन कहा जाता है। यदि सदस्य प्रबल होता है क 4 [ए -], तो प्रतिक्रिया को एक सामान्य बेस कटैलिसीस की कार्रवाई के अधीन कहा जाता है।

विशिष्ट एसिड-बेस कटैलिसीस के लिए जब गैर-उत्प्रेरक प्रतिक्रिया की दर कम होती है (क 0 = 0) को लघुगणक रूप में दर्शाया जा सकता है:

अम्लीय घोल के लिए:

क्षारीय समाधान के लिए:

समीकरण इंगित करते हैं कि, विशिष्ट एसिड-बेस कटैलिसीस के मामले में, दर स्थिरांक का लघुगणक माध्यम के पीएच पर रैखिक रूप से निर्भर करता है।

हाइड्रोजन आयनों की उत्प्रेरक क्रिया का तंत्र यह है कि एक प्रोटॉन का एक मध्यवर्ती यौगिक और मूल पदार्थ का एक अणु बनता है। इस प्रक्रिया के कारण, प्रारंभिक पदार्थ में मौजूद रासायनिक बंधन ढीले हो जाते हैं, सक्रियण ऊर्जा कम हो जाती है, और फिर BH + का प्रोटोनेटेड रूप प्रतिक्रिया उत्पाद और उत्प्रेरक में विघटित हो जाता है।

4. जटिल यौगिकों द्वारा उत्प्रेरित सजातीय उत्प्रेरक प्रतिक्रियाएं

औद्योगिक परिस्थितियों में कमी, हाइड्रोजनीकरण, ऑक्सीकरण, आइसोमेराइजेशन, पोलीमराइजेशन की प्रतिक्रियाएं उत्प्रेरक - जटिल यौगिकों (आवर्त सारणी Fe, Co, Ni, Ru, साथ ही Cu, Fg के समूह VIII के धातु आयनों) की उपस्थिति में की जाती हैं। , एचजी, सीआर, एमएन)। उत्प्रेरक क्रिया का सार इस तथ्य में निहित है कि धातु आयन इलेक्ट्रॉन दाताओं या स्वीकर्ता के रूप में कार्य करते हैं। केंद्रीय धातु आयन के चारों ओर समन्वित प्रतिक्रियाशील अणुओं के बीच रासायनिक संपर्क अणुओं के ध्रुवीकरण और व्यक्तिगत बांडों की ऊर्जा में कमी से सुगम होता है। केंद्रीय धातु आयन एक पुल है जो प्रतिक्रियाशील अणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण की सुविधा प्रदान करता है।

धातु आयन की उत्प्रेरक गतिविधि प्रतिक्रिया में प्रतिभागियों के साथ आयन की बाध्यकारी ऊर्जा पर निर्भर करती है। यदि बंधन ऊर्जा उच्च या निम्न है, तो धातु आयन कमजोर उत्प्रेरक गतिविधि प्रदर्शित करता है। पहले मामले में, धातु आयन प्रतिक्रिया करने वाले अणुओं से इतनी मजबूती से बंधे होते हैं कि वे प्रतिक्रिया से हटा दिए जाते हैं। दूसरे मामले में, प्रतिक्रिया करने वाले अणु समाधान में मौजूद अन्य लिगैंड को विस्थापित नहीं कर सकते हैं। समन्वय-संतृप्त संकुल प्राप्त होते हैं, जो सक्रिय उत्प्रेरक नहीं होते हैं।

जटिल उत्प्रेरकों की संरचना को विनियमित करने की व्यापक संभावनाओं के कारण, समूह VIII तत्वों के आयनों वाले एंजाइमों को शामिल करते हुए कई प्रतिक्रियाओं का अनुकरण करना संभव हो गया।

5. एंजाइमेटिक कटैलिसीस

एंजाइम सबसे आश्चर्यजनक उत्प्रेरक हैं। जीवों में कई प्रतिक्रियाएं उनके साथ जुड़ी होती हैं, और इसलिए उन्हें अक्सर जैविक उत्प्रेरक कहा जाता है। एंजाइमैटिक कटैलिसीस पारंपरिक कटैलिसीस की तुलना में अधिक जटिल घटना है। एंजाइमेटिक कटैलिसीस प्रक्रियाओं का उच्च संगठन एक जीवित जीव में बातचीत की ख़ासियत से निर्धारित होता है, जो एंजाइमों और सब्सट्रेट्स की आणविक संरचना के एक विशेष संयोजन से जुड़ा होता है, जिसे एंजाइमी प्रतिक्रियाओं में रिएक्टेंट्स कहा जाता है।

एंजाइम प्रोटीन होते हैं, अर्थात। पेप्टाइड बॉन्ड से जुड़े अमीनो एसिड से बने होते हैं। एंजाइम अणु में वैकल्पिक ध्रुवीय समूह COOH, NH 2 , NH, OH, SH, आदि के साथ-साथ हाइड्रोफोबिक समूह भी होते हैं। एक एंजाइम की प्राथमिक संरचना विभिन्न अमीनो एसिड के प्रत्यावर्तन के क्रम से निर्धारित होती है। थर्मल अराजक गति के परिणामस्वरूप, एंजाइम मैक्रोमोलेक्यूल झुकता है और ढीले कॉइल में कॉइल करता है। पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के अलग-अलग वर्गों के बीच अंतर-आणविक संपर्क होता है, जिससे हाइड्रोजन बांड बनते हैं। एंजाइम की द्वितीयक संरचना एक ढीले माध्यम के रूप में प्रकट होती है। प्रत्येक एंजाइम के लिए, माध्यमिक संरचना काफी निश्चित है। एंजाइम के सक्रिय उत्प्रेरक केंद्र में ऐसे समूह शामिल होते हैं जो सब्सट्रेट अणुओं को एक निश्चित स्थिति में उन्मुख करते हैं। सक्रिय केंद्र एक मैट्रिक्स की तरह है, जिसमें केवल एक निश्चित संरचना के अणु शामिल हो सकते हैं। एंजाइमैटिक कटैलिसीस के तंत्र में एंजाइम की सक्रिय साइटों की सब्सट्रेट के साथ एक एंजाइम-सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स बनाने के लिए बातचीत होती है, जो तब कई परिवर्तनों से गुजरती है, जिसके परिणामस्वरूप एक प्रतिक्रिया उत्पाद प्रकट होता है। मध्यवर्ती चरणों में से प्रत्येक को कम सक्रियण ऊर्जा की विशेषता है, जो प्रतिक्रिया की तीव्र प्रगति में योगदान देता है। यह एंजाइमों की उच्च गतिविधि की व्याख्या करता है।

एंजाइमों को वर्गों में विभाजित किया जाता है, जो इस बात पर निर्भर करता है कि वे किस प्रकार की प्रतिक्रिया उत्प्रेरित करते हैं: ऑक्सीडाइरेक्टेसेस (रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं), ट्रांसफरेज़ (रासायनिक समूहों के एक यौगिक से दूसरे में स्थानांतरण को उत्प्रेरित करते हैं), हाइड्रोलिसिस (हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं), लाइसिस (विभिन्न बांडों को तोड़ते हैं) , आइसोमेरेज़ (आइसोमेरिक परिवर्तन करना), लिगेज (संश्लेषण प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करना)। जैसा कि देखा जा सकता है, एंजाइम विशिष्टता और चयनात्मकता में भिन्न होते हैं। कुछ एक निश्चित प्रकार की प्रतिक्रियाओं के पूरे वर्ग को उत्प्रेरित करते हैं, कुछ केवल एक प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करते हैं।

कई एंजाइमों में धातु आयन (धातु एंजाइम) होते हैं। मेटलोएंजाइम में, धातु आयन केलेट कॉम्प्लेक्स बनाते हैं जो एंजाइम की सक्रिय संरचना प्रदान करते हैं। ऑक्सीकरण की एक चर डिग्री वाली धातुएं (Fe, Mn, Cu) रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में भाग लेती हैं, जिससे ऑक्सीकरण एजेंट को इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण होता है। कई दर्जनों कार्बनिक यौगिक ज्ञात हैं जो हाइड्रोजन और इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण का कार्य करते हैं। इनमें विटामिन के डेरिवेटिव होते हैं।

भारी धातु आयन (Ag + , Hg + , Pb 2+) एंजाइमों के सक्रिय समूहों को अवरुद्ध कर सकते हैं।

विभिन्न एंजाइमों की क्रिया का आकलन करने के लिए, आणविक गतिविधि की अवधारणा पेश की गई थी, जो प्रति मिनट एक एंजाइम अणु की क्रिया के तहत परिवर्तित होने वाले सब्सट्रेट अणुओं की संख्या से निर्धारित होती है। ज्ञात एंजाइमों में सबसे सक्रिय कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ है, जिसकी आणविक गतिविधि ~ 36 मिलियन अणु प्रति मिनट है।

एक एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया की दर एंजाइम की एकाग्रता के सीधे आनुपातिक होती है। कम सब्सट्रेट सांद्रता पर, सब्सट्रेट के संबंध में प्रतिक्रिया पहले क्रम की होती है। उच्च सांद्रता में, प्रतिक्रिया दर स्थिर रहती है और प्रतिक्रिया क्रम शून्य हो जाता है (एंजाइम पूरी तरह से सब्सट्रेट से संतृप्त होता है)। प्रतिक्रिया दर माध्यम के तापमान और अम्लता पर निर्भर करती है।

जीवन की सभी अभिव्यक्तियों में एंजाइमेटिक कटैलिसीस एक बड़ी भूमिका निभाता है, जहां हम जीवित प्राणियों के बारे में बात कर रहे हैं। शरीर की महत्वपूर्ण गतिविधि को बढ़ाने और चयापचय में सुधार करने के लिए, कई एंजाइम तैयार किए गए हैं जो दवाओं के रूप में उपयोग किए जाते हैं। पाचन एंजाइमों के अपर्याप्त उत्पादन से जुड़े जठरांत्र संबंधी मार्ग के कार्य के उल्लंघन के लिए एंजाइम की तैयारी का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। तो, गैस्ट्र्रिटिस के कुछ रूपों में पेप्सिन या पैनक्रिएटिन की तैयारी का उपयोग किया जाता है। एंजाइमों का उपयोग उन मामलों में भी सफलतापूर्वक किया जाता है जहां बड़ी मात्रा में प्रोटीन संरचनाओं को नष्ट करना आवश्यक होता है (जलने के लिए, शुद्ध घाव, फेफड़ों के प्युलुलेंट-सूजन संबंधी रोग, आदि)। इन मामलों में, प्रोटोलिटिक एंजाइम का उपयोग किया जाता है, जिससे प्रोटीन का तेजी से हाइड्रोलिसिस होता है और प्यूरुलेंट संचय के पुनर्जीवन की सुविधा होती है। कई संक्रामक रोगों के उपचार के लिए, लाइसोजाइम की तैयारी का उपयोग किया जाता है, जो कुछ रोगजनक बैक्टीरिया की झिल्ली को नष्ट कर देता है। रक्त के थक्कों (रक्त वाहिकाओं के अंदर रक्त के थक्के) को घोलने वाले एंजाइम बहुत महत्वपूर्ण होते हैं। यह रक्त में पाया जाने वाला प्लास्मिन है; अग्नाशयी एंजाइम - ट्रिप्सिन और काइमोट्रिप्सिन। उनके आधार पर, विभिन्न योजक के साथ, औषधीय एंजाइम की तैयारी बनाई गई है - स्ट्रेप्टोकिनेज, स्ट्रेप्टेस और अन्य दवा में उपयोग किए जाते हैं।

6. विषम उत्प्रेरण

इंटरफ़ेस पर विषम उत्प्रेरण किया जाता है। पहली बार देखी गई विषम उत्प्रेरक प्रतिक्रिया प्रीस्टली (1778) द्वारा सक्रिय मिट्टी पर एथिल अल्कोहल के निर्जलीकरण द्वारा की गई थी:

सी 2 एच 5 ओएच -- सी 2 एच 4 + एच 2 ओ

19वीं शताब्दी के पूर्वार्ध में, बड़ी संख्या में कार्य विषम उत्प्रेरण के लिए समर्पित थे। एक ठोस की उत्प्रेरक क्रिया की सैद्धांतिक व्याख्या के लिए कई कार्य समर्पित किए गए हैं। भविष्य में, सिद्धांत का विकास प्रायोगिक डेटा जमा करने, उत्प्रेरक तैयार करने के तरीकों को विकसित करने, नई उत्प्रेरक प्रक्रियाओं की खोज और अध्ययन करने, रासायनिक उद्योग में उत्प्रेरण की शुरुआत करने और विषम उत्प्रेरण के सिद्धांत को विकसित करने के मार्ग के साथ-साथ चला गया। . हालांकि, प्रयोगकर्ताओं की सफलता की तुलना में सिद्धांतकारों की सफलता बहुत अधिक मामूली थी। और यह कोई संयोग नहीं है।

यद्यपि उत्प्रेरक और गैर-उत्प्रेरक प्रक्रियाओं के बीच कोई मौलिक अंतर नहीं है, दोनों ही रासायनिक गतिकी के नियमों का पालन करते हैं, दोनों ही मामलों में प्रतिक्रिया करने वाले पदार्थों की प्रणाली कुछ विशेष सक्रिय अवस्था से गुजरती है, विषम उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं में विशिष्ट विशेषताएं देखी जाती हैं। सबसे पहले, एक ठोस शरीर दिखाई देता है, जिसके गुणों पर सभी घटनाएं अनिवार्य रूप से निर्भर करती हैं। इसलिए, यह आकस्मिक नहीं है कि विषम उत्प्रेरण के सिद्धांत में प्रगति ठोस के सिद्धांत के विकास के साथ अटूट रूप से जुड़ी हुई है। चूंकि प्रक्रिया सतह पर आगे बढ़ती है, उत्प्रेरक सतह की संरचना का ज्ञान कटैलिसीस के सिद्धांत के विकास के लिए निर्णायक है। इससे उत्प्रेरण के सिद्धांत के विकास और सोखना घटना के प्रयोगात्मक और सैद्धांतिक अध्ययन के विकास के बीच घनिष्ठ संबंध होता है। विषम प्रक्रियाओं की जटिलता और उनकी अंतर्निहित विशिष्टता इस तथ्य की ओर ले जाती है कि इस क्षेत्र में सैद्धांतिक शोध अभी तक पूरा नहीं हुआ है। अब तक, हम कई सैद्धांतिक अवधारणाओं के अस्तित्व के बारे में बात कर सकते हैं, जो पहले सन्निकटन में, कुछ प्रयोगात्मक तथ्यों को सामान्यीकृत करते हैं।

व्यवहार में, दो प्रकार के विषम उत्प्रेरण सबसे अधिक बार सामने आते हैं:

1) प्रक्रियाएं, जिनमें से उत्प्रेरक ठोस चरण में है, और अभिकारक तरल चरण में हैं;

2) प्रक्रियाएं, जिनमें से उत्प्रेरक ठोस चरण में है, और अभिकारक गैस चरण में हैं। प्रतिक्रिया, एक नियम के रूप में, होती है (और कुछ मल्टीस्टेज प्रक्रियाओं में शुरू होती है) चरण सीमा पर, यानी। एक ठोस शरीर की सतह पर - एक उत्प्रेरक।

विषम प्रक्रिया को पाँच चरणों में विभाजित किया जा सकता है:

1) उत्प्रेरक सतह (प्रसार) के लिए अभिकारकों का परिवहन;

2) उत्प्रेरक सतह पर अभिकारकों का अधिशोषण;

3) सतह पर प्रतिक्रिया;

4) उत्प्रेरक सतह की रिहाई के साथ प्रतिक्रिया उत्पादों का अवशोषण;

5) प्रतिक्रिया उत्पादों का आयतन (प्रसार) में परिवहन।

प्रक्रिया की स्थितियों और इसकी विशेषताओं के आधार पर, पांच चरणों में से कोई भी सबसे धीमा हो सकता है, और परिणामस्वरूप, उत्प्रेरक प्रक्रिया की दर उनमें से किसी के द्वारा सीमित की जा सकती है। उत्प्रेरक की गतिविधि के तुलनात्मक मूल्यांकन के लिए, निर्धारण कारक सतह पर प्रतिक्रिया दर है। इसलिए, उन मामलों में जहां उत्प्रेरक की गतिविधि का मूल्य प्राप्त करना महत्वपूर्ण है, वे प्रक्रिया को इस तरह से संचालित करने का प्रयास करते हैं कि दर दूसरे, तथाकथित गतिज चरण द्वारा निर्धारित की जाती है।

अधिशोषण और विशोषण के अपने नियम हैं। अधिशोषण अंतरापृष्ठ पर किसी पदार्थ की सांद्रता में स्वतःस्फूर्त परिवर्तन की प्रक्रिया है। वह पदार्थ जिसकी सतह पर अधिशोषण होता है, कहलाता है शोषक अधिशोषक कहलाता है सोखना विषम उत्प्रेरण में, अधिशोषक उत्प्रेरक है, और अधिशोषक अभिकारक (सब्सट्रेट) का अणु है। उत्प्रेरक पर सब्सट्रेट का सोखना सतह पर स्थित उत्प्रेरक के अणुओं (परमाणुओं) और सब्सट्रेट के अणुओं (भौतिक सोखना) के बीच उत्पन्न होने वाली बातचीत की ताकतों के कारण किया जा सकता है। उत्प्रेरक के अणुओं (परमाणुओं) और अभिकारक के अणुओं के बीच एक रासायनिक संपर्क (रासायनिक सोखना या रसायन विज्ञान) हो सकता है। सोखने के परिणामस्वरूप, सिस्टम का क्रम बढ़ता है, सिस्टम की ऊर्जा कम हो जाती है, और प्रतिक्रिया की सक्रियता ऊर्जा कम हो जाती है।

विषम प्रक्रियाओं के लिए, किसी द्रव या गैस के आंतरिक आयतन से ठोस सतह तक किसी पदार्थ की गति का विशेष महत्व है। मास ट्रांसफर प्रक्रियाएं प्रसार के नियमों का पालन करती हैं।

निष्कर्ष

तेल शोधन और पेट्रोकेमिस्ट्री में उत्प्रेरक और उत्प्रेरक प्रक्रियाओं के महत्व को कम करके आंका नहीं जा सकता है। आखिरकार, वे आधुनिक मानव समाज की जरूरतों को पूरा करने के सबसे महत्वपूर्ण क्षेत्रों में तकनीकी प्रगति के आधार हैं। मुद्दा यह है, सबसे पहले, विभिन्न क्षेत्रों के तेल में आमतौर पर गैसोलीन के अनुरूप केवल 5 से 20% हल्के-उबलते अंश होते हैं। ऑटोमोबाइल और हवाई परिवहन के आधुनिक विकास के साथ गैसोलीन की आवश्यकता बहुत अधिक है। इसी समय, तेल से सीधे आसुत मोटर ईंधन आमतौर पर खराब गुणवत्ता वाले होते हैं। अन्य आधुनिक प्रसंस्करण विधियों के संयोजन में उत्प्रेरक क्रैकिंग और सुधार के उपयोग से तेल के वजन के 75% तक अत्यधिक सक्रिय गैसोलीन की उपज बढ़ाना संभव हो जाता है। धातु उत्प्रेरक का उपयोग करके कोयले के उत्प्रेरक हाइड्रोजनीकरण द्वारा मोटर ईंधन भी प्राप्त किया जाता है।

धातु और ऑक्साइड उत्प्रेरक पर हाइड्रोकार्बन के आगे उत्प्रेरक प्रसंस्करण से उपभोक्ता वस्तुओं के उत्पादन में आवश्यक मध्यवर्ती उत्पाद प्राप्त करना संभव हो जाता है। उनसे प्राप्त अधिकांश मोनोमर्स और पॉलिमर हाइड्रोकार्बन और तेल, कोयला, शेल और प्राकृतिक गैस से प्राप्त उनके डेरिवेटिव के प्रसंस्करण के लिए उत्प्रेरक प्रक्रियाओं के उत्पाद हैं। औषधीय पदार्थों के लिए डिटर्जेंट, रंजक के उत्पादन में उत्प्रेरक प्रक्रियाएं महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।

मध्यवर्ती (और जैविक प्रौद्योगिकी के उत्पाद) देने वाला मुख्य कार्बनिक संश्लेषण मुख्य रूप से उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं पर आधारित है। आधुनिक समाज के जीवन में बहुत महत्व के रासायनिक उद्योग के ऐसे उत्पाद हैं जैसे सल्फ्यूरिक एसिड, अमोनिया और नाइट्रिक एसिड। राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था की लगभग सभी शाखाएँ इन पदार्थों या उनकी सहायता से प्राप्त अन्य रासायनिक यौगिकों का उपभोग करती हैं। इनके आधार पर करोड़ों टन खनिज उर्वरकों का उत्पादन होता है, जिसके बिना खेतों की उपज को बढ़ाना या बनाए रखना भी असंभव है। सैकड़ों रासायनिक, पेट्रोकेमिकल, भोजन, प्रकाश और अन्य उद्योग सल्फ्यूरिक, नाइट्रिक एसिड, अमोनिया और उनके डेरिवेटिव का उपयोग करते हैं। इन यौगिकों का उपयोग धातुकर्म और धातु उद्योग में भी किया जाता है।

इस बीच, अमोनिया से सल्फ्यूरिक एसिड, अमोनिया और नाइट्रिक एसिड का बड़े पैमाने पर उत्पादन केवल उपयुक्त उत्प्रेरक की खोज और उनके उपयोग के तरीकों के विकास के लिए संभव हो गया।

प्रयुक्त स्रोतों की सूची

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एंजाइम (एंजाइम) जैविक उत्प्रेरक हैं जिनका उपयोग लैक्टिक एसिड उत्पादों के उत्पादन में किया जाता है। एंजाइमों के नामकरण के लिए अंतर्राष्ट्रीय नियम। एंजाइम केवल गोलाकार प्रोटीन हो सकते हैं। प्रोटीन संरचना का स्तर। एंजाइमैटिक कटैलिसीस के कैनेटीक्स।

सार, जोड़ा गया 01/26/2009


जैविक उत्प्रेरक की अवधारणा, जीवित प्रणालियों में एंजाइमों की क्रिया और उनका वर्गीकरण। जैविक उत्प्रेरक की गतिविधि को प्रभावित करने वाले कारक। कोएंजाइम नामक पदार्थ। एंजाइमैटिक कटैलिसीस के कैनेटीक्स, माइकलिस-मेंटेन समीकरण।

प्रतिक्रिया दर को नियंत्रित करने के लिए सबसे आम तरीकों में से एक उत्प्रेरक का उपयोग है।

उत्प्रेरक- ये ऐसे पदार्थ हैं जो प्रतिक्रिया के मध्यवर्ती चरणों में सक्रिय रूप से भाग लेते हैं, समग्र प्रक्रिया की दर को बदलते हैं, लेकिन प्रतिक्रिया उत्पादों में अपरिवर्तित अवस्था में पाए जाते हैं।

उत्प्रेरकों की उपस्थिति में अभिक्रिया दर में परिवर्तन को कहते हैं कटैलिसीस, और प्रतिक्रियाएं स्वयं उत्प्रेरक प्रतिक्रियाएं.

उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं के वर्गीकरण के लिए दो दृष्टिकोण हैं।

1. चरण सीमा की उपस्थिति से, निम्न हैं:

– सजातीय उत्प्रेरणजब अभिकारक, उत्प्रेरक और प्रतिक्रिया उत्पाद एक प्रावस्था के आयतन में हों;

– विषम उत्प्रेरणजब प्रतिक्रिया उत्पादों के साथ उत्प्रेरक और अभिकारक विभिन्न चरणों में होते हैं; अक्सर उत्प्रेरक एक ठोस चरण बनाता है, जबकि अभिकारक और उत्पाद तरल चरण या गैस चरण में होते हैं।

2. प्रतिक्रिया दर में परिवर्तन की प्रकृति से, ऐसा होता है:

– सकारात्मक उत्प्रेरण, जिस पर उत्प्रेरक प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाता है;

– नकारात्मक कटैलिसीस (निषेध)), जिस पर उत्प्रेरक ( अवरोधक) प्रतिक्रिया दर को धीमा कर देता है;

– स्वत: उत्प्रेरणजब प्रतिक्रिया उत्पाद उत्प्रेरक की भूमिका निभाता है; उदाहरण के लिए, एस्टर के हाइड्रोलिसिस में

सीएच 3 कूश 3 + एच 2 ओ सीएच 3 सीओओएच + सीएच 3 ओएच

प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप बनने वाला एसिटिक एसिड हाइड्रोजन आयन से अलग हो जाता है, जो हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया के लिए उत्प्रेरक की भूमिका निभाने लगता है। इसलिए, सबसे पहले, धीरे-धीरे आगे बढ़ने वाली प्रतिक्रिया की दर समय के साथ बढ़ती जा रही है।

उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं के तंत्र की व्याख्या करने के लिए, यह प्रस्तावित किया गया था मध्यवर्ती सिद्धांत. इस सिद्धांत के अनुसार, सकारात्मक उत्प्रेरण के साथ, उत्प्रेरक ( प्रति) उच्च दर पर अभिकर्मकों में से एक के साथ एक मध्यवर्ती यौगिक बनाता है, जो दूसरे अभिकर्मक के साथ भी जल्दी से संपर्क करता है:

ए + बी डी(धीरे ​​से)

1) ए + के एके(तेज़)

2) एके + बी डी + के(तेज़)

चित्रा 4ए से पता चलता है कि गैर-उत्प्रेरक प्रक्रिया की सक्रियता ऊर्जा उत्प्रेरक रूपांतरण के पहले और दूसरे चरण की सक्रियता ऊर्जा से बहुत अधिक है। इस प्रकार, सकारात्मक उत्प्रेरण के साथ उत्प्रेरक की भूमिका प्रतिक्रिया की सक्रियता ऊर्जा को कम करना है।

प्रतिक्रिया पथ ए)

प्रतिक्रिया पथ बी) प्रतिक्रिया पथ ए)

चित्रा 4 उत्प्रेरक प्रतिक्रिया के ऊर्जा आरेख (ए) और

बाधित प्रतिक्रिया (बी)

निषेध प्रतिक्रियाओं में, अवरोधक ( मैं) उच्च गति पर एक मजबूत मध्यवर्ती यौगिक बनाता है ( ऐ), जो बहुत धीरे-धीरे प्रतिक्रिया उत्पाद में बदल जाता है:

ए + बी डी(धीरे ​​से)

1) ए + आई एआई(बहुत तेज)

2) एआई + बी डी + आई(इतना धीमा)

चित्रा 4बी से पता चलता है कि अवरोध के पहले चरण में निर्जन प्रक्रिया की तुलना में कम सक्रियण ऊर्जा होती है और यह बहुत तेज़ी से आगे बढ़ती है। इसी समय, निषेध के दूसरे चरण की सक्रियता ऊर्जा निर्जन प्रतिक्रिया की तुलना में बहुत अधिक है। इस प्रकार, बाधित प्रतिक्रियाओं में अवरोधक की भूमिका प्रतिक्रिया की सक्रियता ऊर्जा को बढ़ाना है।

ENZYMATIC . की विशेषताएं

कटैलिसीस

एंजाइमों(अक्षांश से। किण्व- स्टार्टर) - सभी जैविक प्रणालियों में मौजूद जैविक उत्प्रेरक। वे शरीर में पदार्थों के परिवर्तन को अंजाम देते हैं, जिससे इसमें चयापचय को निर्देशित और नियंत्रित किया जाता है। खाद्य और प्रकाश उद्योगों में एंजाइमों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। रासायनिक प्रकृति से, एंजाइम एक गोलाकार प्रोटीन अणु होते हैं।

एंजाइमेटिक कटैलिसीस (बायोकैटलिसिस)- यह विशेष प्रोटीन - एंजाइमों द्वारा जैविक प्रणालियों में रासायनिक प्रतिक्रियाओं का त्वरण है। एंजाइमैटिक कटैलिसीस उसी रासायनिक पैटर्न पर आधारित है जो रासायनिक उत्पादन में उपयोग किए जाने वाले पारंपरिक रासायनिक कटैलिसीस के रूप में है। हालांकि, एंजाइमैटिक कटैलिसीस की अपनी विशेषताएं हैं:

1. उच्च गतिविधिरासायनिक उत्प्रेरक की तुलना में (गति में 10 10 - 10 13 गुना वृद्धि)। ऐसा इसलिए है क्योंकि सभी चरणों में एंजाइमी प्रतिक्रियाओं में बहुत कम सक्रियण ऊर्जा होती है (चित्र 5)।

2. अधिकांश एंजाइम अलग होते हैं कार्रवाई की विशिष्टता, ताकि अभिकारक के परिवर्तन की लगभग हर प्रतिक्रिया ( सब्सट्रेट) उत्पाद में एक विशेष एंजाइम द्वारा किया जाता है। एंजाइम क्रिया की विशिष्टता के दो सिद्धांत हैं:

1) फिशर का सिद्धांत("की-लॉक" सिद्धांत): एंजाइम और सब्सट्रेट को स्थानिक संरचना के संदर्भ में एक दूसरे से संपर्क करना चाहिए जैसे कि इसके लॉक की कुंजी;

2) कोशलैंड का सिद्धांत("हाथ और दस्ताने" सिद्धांत): एंजाइम और सब्सट्रेट में अलग-अलग स्थानिक रूप नहीं हो सकते हैं, लेकिन जब संपर्क किया जाता है, तो उनके विन्यास इस तरह से बदल जाते हैं कि सख्त स्थानिक पत्राचार संभव हो जाता है।

3. एंजाइमों की प्रवृत्ति होती है निष्क्रियता घटना- एक निश्चित संख्या में सब्सट्रेट अणुओं के साथ बातचीत के बाद एंजाइम अणु का विनाश। एंजाइम की गतिविधि जितनी अधिक होती है, उतनी ही तेजी से नष्ट हो जाती है। निष्क्रियता की घटना को कोशलैंड के सिद्धांत द्वारा समझाया गया है। वास्तव में, एंजाइम जितना अधिक सक्रिय होता है, उतनी ही तीव्रता से यह सब्सट्रेट के साथ बातचीत करता है, जिस पर एंजाइम अणु महत्वपूर्ण स्थानिक विकृति से गुजरता है। इस तरह के बार-बार होने वाले विरूपण से सबसे कमजोर रासायनिक बंधों का टूटना होता है, अर्थात एंजाइम अणु का विनाश होता है।

4. प्रत्येक एंजाइम में एक प्रोटीन अणु होता है। एक-घटककेवल एक प्रोटीन अणु से बने होते हैं दो घटक- एक प्रोटीन अणु और उससे जुड़े एक गैर-प्रोटीन घटक से (एक अकार्बनिक आयन या एक कार्बनिक यौगिक का एक अणु - अक्सर एक विटामिन का अणु या उसके परिवर्तन का एक उत्पाद) - सहायक कारक. एक प्रोटीन और एक सहकारक के आणविक परिसर को कहा जाता है होलोएंजाइम, जिसमें उच्चतम उत्प्रेरक गतिविधि है। होलोनीजाइम की संरचना में प्रोटीन भाग कहलाता है फेरोन, और गैर-प्रोटीन भाग एगोन. एक सहसंयोजक से रहित प्रोटीन घटक कहलाता है अपोएंजाइम, और सहकारक को प्रोटीन अणु से अलग किया जाता है - कोएंजाइम. कोफ़ेक्टर के अलावा, प्रोटीन अणु में बहुत कम गतिविधि होती है, और उत्प्रेरक के रूप में कोएंजाइम आमतौर पर निष्क्रिय होता है।

5. अधिकांश एंजाइम विनियमित होते हैंअर्थात्, वे निम्न गतिविधि की स्थिति से उच्च गतिविधि की स्थिति में जाने में सक्षम हैं और इसके विपरीत। विनियमन का तंत्र एक जटिल प्रणाली है जिसके द्वारा शरीर अपने सभी कार्यों को नियंत्रित करता है।

6. एंजाइम बाहरी परिस्थितियों के प्रभाव के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं। वे तापमान और पीएच मानों की अपेक्षाकृत संकीर्ण सीमा में सक्रिय हैं।

एंजाइमी प्रतिक्रियाओं का तंत्र रासायनिक उत्प्रेरक द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं के तंत्र के समान है:

एस + ई ईएस पी + ई,

यानी सबसे पहले यह बहुत जल्दी बनता है एंजाइम-सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स ES, जो वापस सब्सट्रेट में अलग हो सकता है एसऔर एंजाइम इ, लेकिन यह भी धीरे-धीरे प्रतिक्रिया उत्पाद में बदल जाता है पी. एक स्थिर एंजाइम एकाग्रता पर, सब्सट्रेट रूपांतरण की प्रारंभिक दर की निर्भरता v0इसकी प्रारंभिक एकाग्रता से वर्णित है माइकलिस गतिज समीकरण-मेंटेन:

v0 = ,

कहाँ पे किमीऔर वीमैक्स- एंजाइम क्रिया के तंत्र को दर्शाने वाले गतिज पैरामीटर।

इन मापदंडों को निर्धारित करने की तकनीक उपयोग पर आधारित है लाइनवीवर-बर्क समीकरण, जो माइकलिस-मेंटेन समीकरण को बदलकर प्राप्त किया जाता है:

= +

चित्र 6 मापदंडों के निर्धारण के लिए कार्यप्रणाली को दर्शाता है किमीऔर वीमैक्स. वीमैक्स -किसी दिए गए एंजाइम सांद्रता पर अधिकतम प्रारंभिक प्रतिक्रिया दर है [ इ] (चित्र 7)। एंजाइम की मोलर गतिविधि(ए ई) संबंध द्वारा निर्धारित किया जाता है:

जो प्रति इकाई समय में एक एंजाइम अणु द्वारा परिवर्तित सब्सट्रेट अणुओं की संख्या को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया के लिए सीओ 2 + एच 2 ओ एच 2 सीओ 3, रक्त एंजाइम कार्बोनेट डिहाइड्रैटेज और ई \u003d 36 10 6 mol . द्वारा उत्प्रेरित सीओ 2/ (न्यूनतम mol E), यानी एक मिनट में 1 एंजाइम अणु 36 मिलियन अणुओं के परिवर्तन को उत्प्रेरित करता है सीओ 2.

चित्रा 7 सब्सट्रेट की प्रारंभिक एकाग्रता पर एंजाइमेटिक प्रतिक्रिया की प्रारंभिक दर की निर्भरता

पैरामीटर किमीउपलब्ध एंजाइम के आधे हिस्से को एक एंजाइम-सब्सट्रेट कॉम्प्लेक्स में बाँधने और अधिकतम दर का आधा प्राप्त करने के लिए आवश्यक सब्सट्रेट की मात्रा का अर्थ है (चित्र 7)। इसीलिए किमीकिसी दिए गए सब्सट्रेट के संबंध में एक निश्चित एंजाइम की कार्रवाई की विशिष्टता का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया के लिए

मोनोसैकराइड + एटीपीचीनी फॉस्फेट + एडीपी,

ग्लूकोज प्राप्त करने के लिए एंजाइम हेक्सोकाइनेज द्वारा उत्प्रेरित के एम= 8∙10 -6 mol/l, और एलोस के लिए के एम= 8∙10 -3 मोल/ली। इसलिए, एंजाइम ग्लूकोज के साथ अधिक अधिमानतः बातचीत करता है, क्योंकि इसे समान परिणाम प्राप्त करने के लिए आवंटित की तुलना में 1000 गुना कम की आवश्यकता होती है।

4. रासायनिक संतुलन

जब एक रासायनिक संतुलन अवस्था में पहुँच जाता है, तो पदार्थों के अणुओं की संख्या में परिवर्तन होना बंद हो जाता है और अपरिवर्तित बाहरी परिस्थितियों में समय के साथ स्थिर रहता है। रासायनिक संतुलन निम्नलिखित विशेषताओं की विशेषता है:

1) प्रत्यक्ष और विपरीत प्रतिक्रियाओं की दरों की समानता;

2) निरंतर बाहरी परिस्थितियों में घटकों की सांद्रता (आंशिक दबाव) की स्थिरता;

3) गतिशीलता, अर्थात्, छोटे विस्थापन के साथ अनायास ठीक होने की क्षमता;

4) आगे और पीछे दोनों प्रतिक्रियाओं द्वारा संतुलन प्राप्त किया जाता है।

एक रासायनिक प्रतिक्रिया के ऊर्जा आरेख पर विचार करें

ए + बी डी(आंकड़ा 8)। इस प्रतिक्रिया के लिए:

चित्र 8 प्रतिवर्ती रासायनिक अभिक्रिया का ऊर्जा आरेख

नतीजतन, किसी दिए गए तापमान पर, आगे और पीछे की प्रतिक्रियाओं में अच्छी तरह से परिभाषित दर स्थिरांक होते हैं। इसलिए, प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाओं में, गतिज वक्रों का रूप चित्र 9 . में दिखाया गया है लेकिन. चित्र से देखा जा सकता है कि समय पर पहुँचने के बाद टी पीघटकों की सांद्रता अपरिवर्तित रहती है।

कानून के अनुसार परसामूहिक कार्रवाई

चित्र 9 . से बीयह देखा जा सकता है कि संतुलन समय पर पहुंचने के बाद टीपीगति की समानता प्राप्त होती है। फिर

कहाँ पे कश्मीर= - रासायनिक संतुलन स्थिरांक घटकों के संतुलन सांद्रता से निर्धारित होता है।

चित्र 9 काइनेटिक वक्र (ए) और समय पर आगे और रिवर्स प्रतिक्रियाओं की दरों की निर्भरता (बी) एक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया के लिए

सामान्य तौर पर, प्रतिक्रिया के लिए

एमए +एनबी क्यूडी +एफई

संतुलन स्थिरांक द्वारा दिया जाता है

इस प्रकार से, कश्मीरकिसी दिए गए तापमान पर प्रतिक्रिया प्रणाली की एक पैरामीटर विशेषता है, जो रासायनिक संतुलन की स्थिति में घटकों की सांद्रता के अनुपात को निर्धारित करती है।

यदि प्रतिक्रिया गैस चरण में आगे बढ़ती है, तो सांद्रता के बजाय सिस्टम घटकों के आंशिक दबाव का उपयोग किया जाता है। उपरोक्त संतुलन प्रतिक्रिया के लिए, संतुलन अवस्था में घटकों के आंशिक दबाव से निर्धारित संतुलन स्थिरांक, के रूप में पाया जाता है

आदर्श गैसों के लिए पी मैं =सी मैं आरटी. इसीलिए

जहां - प्रतिक्रिया के दौरान घटकों के मोल की संख्या में परिवर्तन है।

मूल्यों कश्मीरऔर केपीतापमान और प्रतिक्रिया प्रणालियों के घटकों की प्रकृति पर निर्भर करता है।

प्रत्यक्ष और विपरीत प्रतिक्रियाओं के लिए अरहेनियस समीकरणों से यह निम्नानुसार है:

एलएन कश्मीर समर्थक= एलएन एक समर्थकऔर ln कश्मीर= एलएन एक अरे

तब से

एलएन कश्मीर पी= एलएन

कहाँ पे प्रोप्रत्यक्ष प्रतिक्रिया का ऊष्मीय प्रभाव है।

यह परिणामी समीकरण से इस प्रकार है कि निर्भरता केपीएक सीधी रेखा का रूप है और इसके लिए (चित्र 10), जहाँ से इस प्रकार है .

निर्धारण के लिए एच पीआरविश्लेषणात्मक विधि मूल्य का पता लगाएं केपीदो अलग-अलग तापमानों पर और सूत्र के अनुसार गणना करें

एच पीआर

चित्र 10 प्रत्यक्ष एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया के थर्मल प्रभाव का निर्धारण ( प्रो >0)

अंतिम व्यंजक को समाकल समीकरण कहते हैं एक रासायनिक प्रतिक्रिया के आइसोबार. यह दो अलग-अलग तापमानों पर संतुलन स्थिरांक से संबंधित है और संतुलन प्रणाली का वर्णन करता है जिसमें तापमान में परिवर्तन के रूप में कुल दबाव स्थिर रहता है।

यदि तापमान में परिवर्तन होने पर सिस्टम का आयतन स्थिर रहता है, उदाहरण के लिए, समाधान में प्रतिक्रियाओं में, तो मापदंडों के बीच संबंध के माध्यम से व्यक्त किया जाता है एक रासायनिक प्रतिक्रिया के आइसोकोर

यू प्रो .

रासायनिक ऊष्मप्रवैगिकी के दृष्टिकोण से रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दिशा पर चर्चा करते हुए, यह नोट किया गया था कि प्रणाली इस स्थिति के तहत रासायनिक संतुलन की स्थिति में है। जी= 0. इस स्थिति के आधार पर समीकरण रासायनिक प्रतिक्रिया इज़ोटेर्म्स, जो आपको संकेत निर्धारित करने की अनुमति देता है ΔGऔर, तदनुसार, प्रतिक्रिया प्रणाली के घटकों को मनमाने अनुपात में मिलाने की स्थिति के तहत रासायनिक प्रतिक्रिया की दिशा:

जी= आर टी(एलएन-एलएन केपी)

कहाँ पे देहातऔर पी बी- उन्हें मिलाकर प्राप्त घटकों का मनमाना आंशिक दबाव।

एक ऐसी प्रणाली के लिए भी इसी तरह का संबंध प्रस्तावित किया गया था जिसके घटक समाधान में हैं।

उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया के लिए

एमए + एनबी क्यूडी + एफई,

जिसका संतुलन तरल चरण में स्थापित होता है, रासायनिक प्रतिक्रिया इज़ोटेर्म के समीकरण का निम्न रूप होता है:

जी= आर टी(एलएन-एलएन कश्मीर)

समाधान में घटकों के दाढ़ अंश कहाँ हैं, जो पदार्थों की मनमानी मात्रा को मिलाकर प्राप्त किया जाता है ए, बी, डीऔर इ.

बैलेंस शिफ्ट।संतुलन की स्थिति में एक प्रणाली के तापमान, एकाग्रता, दबाव में परिवर्तन इसे संतुलन से बाहर कर देता है। लेकिन एक निश्चित समय के बाद, सिस्टम में फिर से एक नया संतुलन राज्य स्थापित होता है, जिसके पैरामीटर पहले से ही प्रारंभिक अवस्था से भिन्न होते हैं। बदलती परिस्थितियों में एक संतुलन अवस्था से दूसरी संतुलन अवस्था में एक प्रणाली के इस तरह के संक्रमण को संतुलन में बदलाव कहा जाता है। इसका उपयोग उन प्रणालियों के लिए लक्ष्य उत्पाद की उपज बढ़ाने के लिए किया जाता है जिनमें छोटे संतुलन स्थिरांक होते हैं। इसके अलावा, संतुलन शिफ्ट विधि समानांतर अवांछनीय प्रक्रियाओं को दबा सकती है।

लेकिन साथ ही, दो कारकों को ध्यान में रखना आवश्यक है जो संतुलन की स्थिति को प्रभावित नहीं करते हैं। सबसे पहले, एक उत्प्रेरक को एक संतुलन प्रणाली में शामिल करने से संतुलन में बदलाव नहीं होता है। उत्प्रेरक एक साथ आगे और पीछे की प्रतिक्रियाओं की सक्रियता ऊर्जा को कम करता है, जिससे दोनों प्रतिक्रियाओं की दर में समान सीमा तक वृद्धि होती है। उत्प्रेरक के उपयोग के परिणामस्वरूप, कम समय में संतुलन की स्थिति प्राप्त होती है। दूसरा, विषम संतुलन प्रणालियों में, अघुलनशील और गैर-वाष्पशील ठोस पदार्थों की सांद्रता और आंशिक दबाव संतुलन स्थिरांक की अभिव्यक्ति में शामिल नहीं होते हैं। उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया के लिए FeO + CO Fe + CO 2संतुलन स्थिरांक के रूप में परिभाषित किया गया है केपी= .

तापमान का प्रभाव।समीकरण आइसोकोर्सऔर आइसोबार्सतापमान परिवर्तन के साथ संतुलन बदलाव की दिशा की भविष्यवाणी करना संभव बनाता है। उदाहरण के लिए, यदि सिस्टम संतुलन में है और आगे की प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक है (डीएच पीआर <0), то при повышении температуры (टी 2> टी 1) असमानता के पी, 2 के पी, 1. इससे पता चलता है कि नई संतुलन अवस्था में, प्रतिक्रिया उत्पादों का आंशिक दबाव कम होगा, अर्थात प्रतिक्रिया बाईं ओर शिफ्ट हो जाएगी।

तापमान में वृद्धि एक एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया की दिशा में संतुलन को बदल देती है, और तापमान में कमी - एक एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया की दिशा में।

इस प्रकार, उत्पादों की उच्चतम उपज प्राप्त की जाती है:

कम तापमान पर एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं के लिए;

उच्च तापमान पर एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाओं के लिए।

एकाग्रता का प्रभाव (आंशिक दबाव)।समीकरण समतापीसंतुलन प्रणाली के किसी भी घटक की एकाग्रता में परिवर्तन होने पर संतुलन बदलाव की दिशा की भविष्यवाणी करने की अनुमति देता है। सिस्टम को संतुलन में रहने दें। फिर जी=0 और इज़ोटेर्म समीकरण में घटकों की सांद्रता संतुलन मूल्यों के अनुरूप है और = कश्मीर. यदि प्रतिक्रिया उत्पादों का हिस्सा सिस्टम से हटा दिया जाता है, तो मापदंडों के अनुपात के साथ एक गैर-संतुलन स्थिति उत्पन्न होती है कश्मीरऔर तदनुसार, जी< 0. प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया की स्वतःस्फूर्त घटना के लिए अंतिम असमानता एक थर्मोडायनामिक स्थिति है। नतीजतन, प्रारंभिक अभिकर्मकों के हिस्से को प्रतिक्रिया उत्पादों में परिवर्तित करके - संतुलन को दाईं ओर स्थानांतरित करके एक नया संतुलन राज्य प्राप्त किया जाता है।

प्रारंभिक अभिकर्मकों की एकाग्रता (आंशिक दबाव) में वृद्धि उत्पादों के निर्माण की ओर संतुलन को बदल देती है, और उनकी एकाग्रता (आंशिक दबाव) में कमी - उत्पादों के मूल रूप में रिवर्स परिवर्तन की ओर। उत्पादों की सांद्रता (आंशिक दबाव) में वृद्धि से संतुलन रिवर्स प्रतिक्रिया की दिशा में बदल जाता है, और प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया की दिशा में उनकी एकाग्रता (आंशिक दबाव) में कमी आती है।

इसलिए, प्रतिक्रिया उत्पाद की उपज बढ़ाने के लिए, प्रारंभिक अभिकर्मकों की सांद्रता (आंशिक दबाव) को बढ़ाना या उत्पादों की एकाग्रता (आंशिक दबाव) को धीरे-धीरे प्रतिक्रिया प्रणाली से हटाकर कम करना आवश्यक है।

कुल सिस्टम दबाव का प्रभाव. मान लीजिए एक संतुलन गैस-चरण प्रणाली दी गई है एमए एनबी, जिसके लिए एनएम, अर्थात्, प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया अणुओं की संख्या में वृद्धि के साथ आगे बढ़ती है।

डाल्टन के नियम के अनुसार, देहात = पीय एऔर पी बी = पीय बी, कहाँ पे आर- सिस्टम में कुल दबाव; आर ए, आर बीघटकों के आंशिक दबाव हैं; वाई ए, वाई बीगैस चरण में घटकों के दाढ़ अंश हैं। तब इज़ोटेर्म समीकरण निम्नलिखित रूप लेता है

यदि दबाव में पी 1प्रणाली संतुलन में है, तब

.

दबाव को p 2 तक बढ़ाने से सिस्टम संतुलन से बाहर हो जाता है। इसलिये ( पी-टी) 0, तब सिस्टम मापदंडों का निम्नलिखित संबंध उत्पन्न होता है

और जी> 0.

रिवर्स रिएक्शन होने के लिए यह थर्मोडायनामिक स्थिति है। नतीजतन, बढ़ते दबाव के साथ, उत्पाद के विपरीत परिवर्तन के परिणामस्वरूप एक नया संतुलन राज्य उत्पन्न होगा मेंमूल कनेक्शन के लिए लेकिन, जिसके परिणामस्वरूप सिस्टम में अणुओं की कुल संख्या में कमी आई है।

प्राप्त परिणामों को सारांशित करते हुए, निम्नलिखित निष्कर्ष निकाले जा सकते हैं:

सिस्टम के कुल दबाव में वृद्धि से संतुलन प्रतिक्रिया की दिशा में बदल जाता है जो अणुओं की संख्या में कमी के साथ होता है;

निकाय के कुल दाब में कमी से साम्यावस्था में उस अभिक्रिया की ओर परिवर्तन होता है जो अणुओं की संख्या में वृद्धि के साथ आगे बढ़ती है।

संतुलन परिवर्तन की दिशा पर सभी कारकों के प्रभाव के पैटर्न का सामान्यीकरण एक नियम की ओर जाता है जिसे कहा जाता है ले चेटेलियर का सिद्धांत:

यदि एक संतुलन प्रणाली पर एक बाहरी प्रभाव डाला जाता है (तापमान, एकाग्रता या घटकों के आंशिक दबाव, कुल दबाव में परिवर्तन), तो यह इस तरह से प्रतिक्रिया करेगा कि इस प्रभाव का प्रभाव कमजोर हो।

फोटोकेमिकल प्रतिक्रियाएं

प्रकाश के प्रभाव में होने वाली रासायनिक अभिक्रिया कहलाती है प्रकाश-रासायनिक अभिक्रियाएँ. सबसे महत्वपूर्ण फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं में सूर्य से पराबैंगनी विकिरण की क्रिया के तहत आणविक ऑक्सीजन से ओजोन का निर्माण शामिल है:

ओ 2 + एच ओ

ओ + ओ 2 ओ 3 + ओ

परिणामी ओजोन लगभग 3 250-260 mmk की सीमा में पराबैंगनी किरणों को अवशोषित करता है, जिसका जीवित जीवों पर हानिकारक प्रभाव पड़ता है। एक अन्य महत्वपूर्ण प्रकाश रासायनिक प्रतिक्रिया प्रकाश संश्लेषण है, जिसके परिणामस्वरूप पौधों द्वारा वातावरण से कार्बन डाइऑक्साइड का अवशोषण और ऑक्सीजन की रिहाई होती है। सिल्वर ब्रोमाइड का फोटोकैमिकल अपघटन फोटोग्राफिक प्रक्रिया के केंद्र में होता है।

फोटॉन (विकिरण क्वांटम) ऊर्जा ( इ) संबंध द्वारा निर्धारित किया जाता है

ई = एच

कहाँ पे एच- प्लैंक स्थिरांक (h 6.626 10 J∙s); - विकिरण आवृत्ति, एस। दृश्य प्रकाश, अवरक्त और पराबैंगनी किरणों की तरंग दैर्ध्य 100 एनएम से 1000 एनएम तक होती है, और उनकी ऊर्जा 120 kJ / mol से 1200 kJ / mol तक होती है। एक अणु में एक परमाणु के एक एकल इलेक्ट्रॉन द्वारा विकिरण क्वांटम को अवशोषित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप यह इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा स्तर तक जाता है। नतीजतन, विकिरण के रूप में ऊर्जा को अवशोषित करने के तीन अलग-अलग परिणाम होते हैं:

1. एक परमाणु या अणु उत्तेजित अवस्था में चला जाता है:

ए + एच ए *

एम + एच एम *

2. किसी अणु का परमाणुओं के निर्माण के साथ वियोजन या मुक्त कण:

एबी + एच ए + बी

3. शिक्षा सरलया आणविक आयनएक इलेक्ट्रॉन को हटाकर:

ए + एच ए + +

एबी + एच एबी + +

ये सभी प्रक्रियाएं निम्नलिखित कानूनों के अधीन हैं।

1. फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाएं केवल घटना विकिरण के उस हिस्से के कारण हो सकती हैं जो प्रतिक्रिया प्रणाली द्वारा अवशोषित होती है ( ग्रोथस-ड्रेपर का नियम).

2. प्रत्येक अवशोषित विकिरण क्वांटम केवल एक अणु के परिवर्तन का कारण बनता है ( आइंस्टीन-स्टार्क कानून).

3. एक प्रकाश रासायनिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप बनने वाले उत्पाद की मात्रा अवशोषित विकिरण की तीव्रता और जोखिम समय के समानुपाती होती है ( वैंट हॉफ का नियम).

अंतिम नियम को गणितीय रूप में दर्शाया जा सकता है:

एम = केटी,

कहाँ पे एमप्रकाश-रासायनिक रूप से परिवर्तित पदार्थ का द्रव्यमान है, g; अवशोषित विकिरण की शक्ति है, अर्थात। ऊर्जा की मात्रा जो प्रति इकाई समय में एक इकाई क्षेत्र के माध्यम से चमकदार प्रवाह को स्थानांतरित करती है, जे / एस; टी- विकिरण समय, एस .; क- प्रतिक्रिया दर स्थिर, जी / जे।

पहले और दूसरे नियमों के प्रायोगिक सत्यापन के दौरान, कभी-कभी एक स्पष्ट विसंगति देखी जाती है। पहले तो, अवशोषित क्वांटा की संख्या पदार्थ के प्रतिक्रियाशील अणुओं की संख्या के बराबर नहीं होती है, अर्थात। मानो आइंस्टीन-स्टार्क कानून का उल्लंघन किया गया हो। इसलिए, फोटोकैमिकल प्रक्रियाओं को चिह्नित करने के लिए, अवधारणा आंशिक प्राप्ति, जो वास्तव में प्रतिक्रियाशील अणुओं की संख्या और अवशोषित क्वांटा की संख्या के अनुपात के बराबर है। मान 10 -3 से 10 6 की सीमा में भिन्न होता है। पर<1 поглощенная световая энергия частично расходуется на побочные процессы, такие как передача энергии на другие молекулы и самопроизвольное протекание обратного процесса. При >सिस्टम में 1 लीक श्रृंखला अभिक्रिया. इस मामले में, अवशोषित विकिरण क्वांटम एक सक्रिय कण की उपस्थिति का कारण बनता है, जो बाद में माध्यमिक परिवर्तनों की एक श्रृंखला बनाता है।

दूसरे, कुछ पदार्थ दृश्य या पराबैंगनी क्षेत्र में प्रकाश को अवशोषित नहीं करते हैं, हालांकि, वे विकिरणित होने पर परिवर्तन से गुजरने में सक्षम होते हैं। इस प्रकार, जैसा कि यह था, ग्रोटगस के कानून का उल्लंघन किया गया है। यह पता चला कि इस मामले में विकिरण की मात्रा विशेष पदार्थों द्वारा अवशोषित होती है - फोटोसेंसिटाइज़र, जो अवशोषित ऊर्जा को दूसरे पदार्थ में स्थानांतरित करता है, जिसके परिणामस्वरूप रासायनिक परिवर्तन होता है। इसलिए, ग्रोथस कानून का उल्लंघन केवल स्पष्ट है। उदाहरण के लिए, आणविक हाइड्रोजन 253.7 एनएम की तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश को अवशोषित नहीं करता है। हालाँकि, जब पारा वाष्प और हाइड्रोजन का मिश्रण विकिरणित होता है, तो हाइड्रोजन अणुओं के परमाणुओं में पृथक्करण की प्रक्रिया देखी जाती है:

एचजी + एच एचजी *

एचजी * + एच 2 एचजी + एच + एच

एक समान प्रकाश संवेदी प्रक्रिया है प्रकाश संश्लेषण- कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) और पानी से कार्बोहाइड्रेट का संश्लेषण, ऑक्सीजन की रिहाई के साथ। क्लोरोफिल अणु इस प्रकाश रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए एक संवेदी के रूप में कार्य करता है। इसके अलावा, क्लोरोफिल बीप्रकाश विकिरण की ऊर्जा को कैप्चर और एकत्र करता है। प्रकाश-उत्तेजना के बाद, यह अतिरिक्त ऊर्जा को क्लोरोफिल अणु में स्थानांतरित करता है लेकिन, जो तब प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में प्रत्यक्ष भाग लेता है।

प्रकाश संश्लेषण की कुल प्रक्रिया प्रतिक्रिया द्वारा व्यक्त की जाती है:

6CO 2 + 6H 2 O सी 6 एच 12 ओ 6 + 6 एच 2 ओ, जी 0 \u003d 2861.9 केजे / मोल

प्रकाश संश्लेषण एक जटिल रेडॉक्स प्रक्रिया है जो एंजाइमी के साथ फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाओं को जोड़ती है। प्रकाश संश्लेषण की क्रियाविधि में दो अवस्थाओं को प्रतिष्ठित किया जाता है - रोशनीऔर गहरा नीला. प्रकाश चरण में स्वयं फोटोकैमिकल प्रतिक्रियाएं और उनके साथ युग्मित एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाएं शामिल होती हैं, जो पानी के ऑक्सीकरण को पूरा करती हैं और निकोटिनमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड फॉस्फेट को कम करती हैं ( एनएडीपीएच 2) और एडीनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड ( एटीपी) अंधेरे चरण में एनएडीपीएच 2और एटीपीअणु को पुनर्स्थापित करें सीओ 2इससे पहले सीएच 2 ओऔर फिर एक मोनोसैकेराइड युग्मित एंजाइमी प्रतिक्रियाओं के एक चक्र में बनता है जो विकिरण क्वांटम की भागीदारी के बिना होता है।

समाधान गुण

सामान्य जानकारी

समाधानबुलाया सजातीय(एकल-चरण) प्रणालियाँ जिसमें सॉल्वैंट्स, विलेय और उनकी बातचीत के उत्पाद शामिल हैं, जिनकी सांद्रता एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न हो सकती है।

वे ठोस, तरल और गैसीय हो सकते हैं। जैविक वस्तुओं में प्रक्रियाएं और कृषि के प्रसंस्करण उद्योग में तकनीकी प्रक्रियाएं जलीय घोल में आगे बढ़ती हैं। इसलिए, भविष्य में, हम खुद को विभिन्न पदार्थों के केवल जलीय घोलों पर विचार करने तक ही सीमित रखते हैं।

विघटन के दौरान, विलायक के आयतन में घुले हुए पदार्थ के अणुओं या आयनों का एक समान वितरण होता है। हालाँकि, विघटन को एक पदार्थ के दूसरे में प्रसार की विशुद्ध रूप से भौतिक प्रक्रिया के रूप में नहीं माना जा सकता है। जब कुछ पदार्थ पानी में घुल जाते हैं तो यह महत्वपूर्ण मात्रा में ऊष्मा के निकलने से प्रकट होता है ( H2SO4, NaOHऔर दूसरे)। यह स्थापित किया गया है कि विलायक अणुओं और अणुओं या भंग पदार्थ के आयनों के बीच रासायनिक बातचीत संभव है, कुछ के टूटने और अन्य रासायनिक बंधनों के गठन के साथ। इससे विलेय के साथ विलायक की अन्योन्य क्रिया के उत्पादों का निर्माण होता है, जिन्हें कहा जाता है सॉल्वेट करता है,और जलीय घोल में हाइड्रेट. अंतःक्रियात्मक प्रक्रिया को ही कहा जाता है समाधानया जलयोजन।

समाधान वर्तमान में माना जाता है शारीरिक-रासायनिक प्रणालीउनके गुणों में यांत्रिक मिश्रण और रासायनिक यौगिकों के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा करना, और उनके विशिष्ट भौतिक और रासायनिक पैटर्न हैं।

किसी भी विलयन की मुख्य विशेषता उसकी होती है एकाग्रता. एक नियम के रूप में, विलायक समाधान का घटक है, जो अपेक्षाकृत बड़ी मात्रा में निहित है और इसकी चरण स्थिति निर्धारित करता है। विलयनों के भौतिक-रासायनिक गुण उनकी सांद्रता पर निर्भर करते हैं। ऐसी कई निर्भरताएँ हैं। उन सभी को इस धारणा पर प्राप्त किया गया था कि समाधान है उत्तम. उत्तमएक समाधान कहा जाता है जिसमें:

1) भंग पदार्थ की सांद्रता बहुत कम है - मोल अंश 0.005 से कम है;

2) विलेय गैर-वाष्पशील है, अर्थात इसके अणु तरल चरण को गैस चरण में नहीं छोड़ सकते हैं;

3) विलयन के कणों के बीच परस्पर क्रिया का कोई बल नहीं होता, अर्थात् मिश्रण की ऊष्मा शून्य होती है ( एच पी= 0) और सिस्टम के आयतन में कोई बदलाव नहीं हुआ है ( वीपी = 0);

कैटामलिस-उत्प्रेरक (एस) की कार्रवाई के तहत एक रासायनिक प्रतिक्रिया के संभावित थर्मोडायनामिक रूप से अनुमत दिशाओं में से एक का चयनात्मक त्वरण, जो बार-बार प्रतिक्रिया प्रतिभागियों के साथ एक मध्यवर्ती रासायनिक बातचीत में प्रवेश करता है और मध्यवर्ती रासायनिक इंटरैक्शन के प्रत्येक चक्र के बाद इसकी रासायनिक संरचना को पुनर्स्थापित करता है। शब्द "उत्प्रेरण" 1835 में स्वीडिश वैज्ञानिक जोंस जैकब बर्ज़ेलियस द्वारा पेश किया गया था।

कटैलिसीस की घटना प्रकृति में व्यापक है (जीवित जीवों में होने वाली अधिकांश प्रक्रियाएं उत्प्रेरक हैं) और व्यापक रूप से प्रौद्योगिकी (तेल शोधन और पेट्रोकेमिस्ट्री में, सल्फ्यूरिक एसिड, अमोनिया, नाइट्रिक एसिड, आदि के उत्पादन में) का उपयोग किया जाता है। सभी औद्योगिक प्रतिक्रियाओं में से अधिकांश उत्प्रेरक हैं।

उत्प्रेरकवे पदार्थ जो रासायनिक अभिक्रिया की दर को परिवर्तित करते हैं, कहलाते हैं।

कुछ उत्प्रेरक प्रतिक्रिया को बहुत तेज करते हैं - सकारात्मक कटैलिसीस, या सिर्फ कटैलिसीस, अन्य धीमा - नकारात्मक कटैलिसीस। सकारात्मक कटैलिसीस के उदाहरण हैं सल्फ्यूरिक एसिड का उत्पादन, प्लैटिनम उत्प्रेरक का उपयोग करके अमोनिया का नाइट्रिक एसिड में ऑक्सीकरण, आदि।

प्रतिक्रिया दर पर प्रभाव के अनुसार, कटैलिसीस को सकारात्मक (प्रतिक्रिया दर बढ़ जाती है) और नकारात्मक (प्रतिक्रिया दर घट जाती है) में विभाजित किया जाता है। बाद के मामले में, एक निषेध प्रक्रिया होती है, जिसे "नकारात्मक उत्प्रेरण" नहीं माना जा सकता है, क्योंकि प्रतिक्रिया के दौरान अवरोधक का सेवन किया जाता है।

कटैलिसीस सजातीय और विषम (संपर्क) हो सकता है। सजातीय उत्प्रेरण में, उत्प्रेरक अभिकारकों के समान चरण में होता है, जबकि विषम उत्प्रेरक चरण में भिन्न होते हैं।

सजातीय कटैलिसीस।

एक उदाहरणसजातीय उत्प्रेरण आयोडीन आयनों की उपस्थिति में हाइड्रोजन पेरोक्साइड का अपघटन है। प्रतिक्रिया दो चरणों में आगे बढ़ती है:

एच 2 O2+मैं> H2O+आईओ, H2O2+io> H2O + O2+ मैं

सजातीय कटैलिसीस में, उत्प्रेरक की क्रिया इस तथ्य के कारण होती है कि यह मध्यवर्ती यौगिकों को बनाने के लिए अभिकारकों के साथ बातचीत करता है, जिससे सक्रियण ऊर्जा में कमी आती है।

विषम उत्प्रेरण।

विषम उत्प्रेरण में, प्रक्रिया का त्वरण आमतौर पर एक ठोस शरीर की सतह पर होता है - एक उत्प्रेरक, इसलिए उत्प्रेरक की गतिविधि इसकी सतह के आकार और गुणों पर निर्भर करती है। व्यवहार में, उत्प्रेरक आमतौर पर एक ठोस झरझरा समर्थन पर समर्थित होता है।

विषम उत्प्रेरण का तंत्र सजातीय उत्प्रेरण की तुलना में अधिक जटिल है। विषम उत्प्रेरण के तंत्र में पाँच चरण शामिल हैं, जो सभी प्रतिवर्ती हैं।

• 1. ठोस की सतह पर अभिकारकों का प्रसार
• 2. प्रतिक्रिया करने वाले अणुओं के एक ठोस पदार्थ की सतह के सक्रिय स्थलों पर भौतिक सोखना और फिर उनका रासायनिक सोखना
• 3. प्रतिक्रियाशील अणुओं के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया
• 4. उत्प्रेरक सतह से उत्पादों का विशोषण
• 5. उत्प्रेरक सतह से सामान्य प्रवाह में उत्पाद का प्रसार

विषम उत्प्रेरण का एक उदाहरण सल्फ्यूरिक एसिड (संपर्क विधि) के उत्पादन में वी 2 ओ 5 उत्प्रेरक पर एसओ 2 से एसओ 3 का ऑक्सीकरण है।

अधिकांश उत्प्रेरक प्रतिक्रियाएं झरझरा उत्प्रेरकों पर की जाती हैं, जिनमें से आंतरिक सतह में विभिन्न आकार और लंबाई के छिद्र और चैनल होते हैं। ये छिद्र अलग या एक दूसरे से जुड़े हो सकते हैं। उत्प्रेरक के छिद्रों में गैसों की गति की दर और प्रकृति का निर्धारण करने वाला मुख्य कारक छिद्र का आकार है। अणुओं की मुक्त गति की गति 1000 m/s तक पहुँच सकती है, और छिद्रों में गति की मंदी गैस के अणुओं और छिद्रों की दीवारों के बीच टकराव से जुड़ी होती है।

अधिकांश उत्प्रेरक प्रतिक्रियाएं गैर-चयनात्मक होती हैं, जो विश्लेषण की गतिज विधियों पर ज्ञात सीमाएं लगाती हैं।

अधिकांश उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं में कई अलग-अलग प्रकार के परमाणु और अणु शामिल होते हैं। प्रतिक्रिया के तंत्र और इन परमाणुओं और अणुओं के बीच और उनके और सतह के बीच अभिनय करने वाले बलों की प्रकृति का निर्धारण करना, निश्चित रूप से एक कठिन काम है, लेकिन इसे एक प्रकार के परमाणुओं या अणुओं के सोखना व्यवहार का अध्ययन करके सरल बनाया जा सकता है। . इस तरह के अध्ययनों से पता चला है कि जब कुछ अणुओं पर कुछ अणुओं का अधिशोषण होता है, तो अणु में बंधन टूट जाता है और अधिशोषक के साथ दो बंधन दिखाई देते हैं; इस मामले में, अधिशोषित अणु दो अधिशोषित परमाणुओं में बदल जाता है। यह प्रक्रिया एक सतही रासायनिक प्रतिक्रिया है, और गठित सोखने वाले परमाणुओं को रसायनयुक्त परमाणु कहा जाता है। यदि ऐसी प्रतिक्रिया पर्याप्त रूप से कम तापमान पर नहीं होती है और अधिशोषित अणु दो अधिशोषित परमाणुओं में विघटित नहीं होते हैं, तो ऐसे अणुओं को भौतिक रूप से अधिशोषित कहा जाता है।

हाल के वर्षों में कार्बनिक रसायन विज्ञान के सबसे तेजी से विकासशील क्षेत्रों में से एक संक्रमण धातुओं द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रियाएं हैं। इस तरह की प्रक्रियाओं का व्यापक रूप से हेट्रोसायक्लिक यौगिकों के संश्लेषण और उनके कार्यात्मककरण दोनों के लिए उपयोग किया जाता है। संक्रमण धातुओं द्वारा उत्प्रेरित प्रक्रियाओं के उपयोग ने न केवल पूरी तरह से नए तरीकों के विकास में योगदान दिया, बल्कि प्रसिद्ध लोगों को बेहतर बनाने, चयनात्मकता बढ़ाने और कई प्रक्रियाओं के कार्यान्वयन में आसानी को भी संभव बनाया। पैलेडियम विभिन्न प्रकार की प्रतिक्रियाओं में सबसे महत्वपूर्ण और व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले उत्प्रेरकों में से एक है। निकेल का उपयोग उत्प्रेरक के रूप में भी किया जाता है, लेकिन निकल द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं की सीमा बहुत कम होती है।

सामान्य तौर पर, हेट्रोसायक्लिक यौगिक कार्बोसाइक्लिक के समान पैलेडियम-उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करते हैं। साइकिलिंग सल्फर और नाइट्रोजन परमाणु शायद ही कभी ऐसी (सजातीय) पैलेडियम-उत्प्रेरित प्रक्रियाओं में हस्तक्षेप करते हैं, हालांकि सल्फर- और नाइट्रोजन युक्त अणु विषम हाइड्रोजनीकरण उत्प्रेरक (चारकोल पर धातु पैलेडियम) के लिए जहरीले होने के लिए जाने जाते हैं।

पैलेडियम द्वारा उत्प्रेरित प्रक्रियाएं आमतौर पर 1-5 mol का उपयोग करके की जाती हैं। % उत्प्रेरक, और पैलेडियम सक्रिय मध्यवर्ती कम सांद्रता में बनते हैं। ऐसी प्रक्रियाएं चरणों का एक क्रम है, जिनमें से प्रत्येक एक ऑर्गोपैलेडियम यौगिक की भागीदारी से जुड़ा है। ऑर्गोपैलेडियम इंटरमीडिएट की भागीदारी के साथ प्रक्रियाओं का तंत्र आयनिक की तुलना में अधिक समन्वित है, और ऐसी प्रतिक्रियाओं की तुलना उन प्रक्रियाओं के साथ करना अस्वीकार्य है जो पहली नज़र में, "शास्त्रीय" कार्बनिक रसायन विज्ञान में करीब हैं। घुमावदार तीरों का उपयोग ऐसी प्रक्रियाओं को याद रखने की सुविधा के लिए किया जा सकता है, जैसा कि साइक्लोडडिशन प्रतिक्रियाओं पर विचार करते समय उपयोग किया जाता है, और यह पैलेडियम-उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं का "स्पष्टीकरण" है जिसका उपयोग उनकी आगे की चर्चा में किया जाएगा।

2012-2019। विषमचक्रीय यौगिकों का रसायन। हेटरोसायक्लिक केमिस्ट्री।
मुख्य विषम चक्र के निर्धारण के लिए नियम: यदि चक्रों में अलग-अलग विषम परमाणु होते हैं, तो उच्च क्रम संख्या वाले विषमकोण वाला चक्र मुख्य होता है।

प्रसिद्ध अंग्रेजी वैज्ञानिकों द्वारा लिखित शैक्षिक प्रकाशन, विभिन्न वर्गों के हेट्रोसायक्लिक यौगिकों और उनके व्यक्तिगत प्रतिनिधियों के संश्लेषण के लिए प्रतिक्रियाशीलता और विधियों के बारे में बुनियादी सैद्धांतिक विचारों की रूपरेखा तैयार करता है; ठोस अवस्था रसायन विज्ञान, जैविक प्रक्रियाओं और अर्धचालक पॉलिमर के रसायन विज्ञान में हेट्रोसायक्लिक यौगिकों की भूमिका को दिखाया गया है। कार्बनिक रसायन विज्ञान के इस महत्वपूर्ण क्षेत्र में नवीनतम उपलब्धियों के कवरेज पर विशेष ध्यान दिया जाता है, जिसका औषधीय रसायन विज्ञान, औषध विज्ञान और जैव रसायन में बहुत महत्व है। प्रस्तुत सामग्री की पूर्णता और चौड़ाई के अनुसार, इसे संदर्भ और विश्वकोश प्रकाशन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।