PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein,

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1 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Allgemeine Reaktion

2 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Reaktionslaufzahl Bei einem Reaktionsschritt werden zwei Moleküle A und ein Molekül B in ein Molekül C umgesetzt Reaktionslaufzahl ist Zahl der Reaktionsschritte (in mol) pro Volumen

3 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Beispiel G (kJ/mol)

4 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Beispiel Abhängigkeit des gesamten chemischen Potentials von der Reaktionslaufzahl:

5 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Beispiel Abhängigkeit des gesamten chemischen Potentials von der Reaktionslaufzahl ( in M):

6 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Beispiel G( ) G start (kJ/mol)

7 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Aktivität In realen Systemen muß die Reaktionsrate nicht strikt proportional zu den Konzentration der beteiligten Edukte sein Reaktionsrate vorwärts = Reaktionsrate rückwärts = Aktivitätskoeffizienten: Aktivität: Ersetze in allen Gleichungen Konzentration durch Aktivität

8 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Chemisches Gleichgewicht für Gase für ideale Gase: Konzentrationen proportional zu Partialdrücken

9 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Chemisches Gleichgewicht für Gase

10 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Beispiel für Gasreaktion Reaktionslaufzahl sei jetzt die absolute Zahl der Reaktionsschritte in mol

11 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Beispiel für Gasreaktion

12 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Beispiel G (kJ/mol)

13 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Beispiel Abhängigkeit des gesamten chemischen Potentials von der Reaktionslaufzahl:

14 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Beispiel G( ) G start (kJ/mol)

15 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Fugazität In realen System kann die Reaktionsrate nicht mehr strikt proportional zu den Partialdrücken der beteiligten Edukte sein Reaktionsrate vorwärts ~ Reaktionsrate rückwärts ~ Fugaziätskoeffizienten: Fugazität: Ersetze in allen Gleichungen Partialdruck durch Fugazität

16 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Reaktionen mit Festphase A B C Reaktionsrate vorwärts = k + c B Reaktionsrate rückwärts = k c C Alle Details werden in Reaktionsratenkonstanten gepackt Reaktion findet an Grenzfläche Flüssigkeit/ Festkörper statt Lokale Konzentration der Festkörpermoleküle an Festkörperoberfläche zeitlich konstant Per definitionem wird Aktivität eines Festkörpers gleich 1 gesetzt

17 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Löslichkeitsprodukt A B C Spezialfall: Auflösung eines Festkörpers Löslichkeitsprodukt Beispiel:

18 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Dissoziationskonstante Spezialfall: Dissoziation von Wasser Dissoziationskonstante pH-Wert:pOH-Wert:

19 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Säuredissoziation Dissoziationskonstante pK s -Wert:

20 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Säuredissoziation (starke Säure) Beispiel: Wie stark ist Dissoziation von c 0 M HCl-Lösung? starke Säure = vollständige Dissoziation pH-Wert:

21 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Säuredissoziation (schwache Säure) Protolysegrad

22 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Säuredissoziation (schwache Säure) (Annahme: >> 10 -7 M) pH-Wert:

23 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Puffersysteme Mischung aus schwacher Säure und konjugierter Base; marginale Änderung des pH bei Zugabe von Säuren/Basen Konzentration Base c B, Konzentration Säure c S Henderson-Hasselbach-Gleichung

24 PC II für Biochemiker Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Prof. Dr. J. Enderlein, http://www.joerg-enderlein.de Puffersysteme: Zugabe von Säure/Base 1 M Acetat + 1 M Essigsäure pH