• 締切済み
  • すぐに回答を!

速度式について以下の問題を教えていただきたいです。

他に相談できる人がおらず困り果ててしまっています。 どうかご教授よろしくお願いします。 化合物XHは水溶液中で反応 XH → Y + H2O 速度定数 Kobs に従って分解する。Kobsは見かけ上の速度定数である。 この反応について実測された反応像度式は、 d[Y]/dt = Kobs * [XH]/[H+] である。この反応について以下の反応機構が提案されている。 (1) XH → X- + H+  速度定数 K1 X- + H+ → XH  速度定数 K-1 (2) X- → Y + OH-  速度定数 K2 (3) H+ + OH- → H2O 速度定数 K3  本反応機構について、次の1または2の仮定のもとに反応速度式を考える。 1.反応(1)は速やかに平衡が成立し、反応ステップ(2)が律速であると仮定する。  (a)ステップ(1)の平衡定数KをK1とK-1を用いて表せ。 (b)反応速度式をK1、K-1、K2、[XH]、および[H+]を用いて表せ。    またKobsをK1、K-1およびK2を用いて表せ。 2.反応中間体X-の濃度に定常状態の近似が成り立つと仮定する。  反応速度式をK1、K-1、K2、[XH]、および[H+]を用いて表せ。

共感・応援の気持ちを伝えよう!

  • 回答数1
  • 閲覧数1480
  • ありがとう数0

みんなの回答

  • 回答No.1
  • gohtraw
  • ベストアンサー率54% (1630/2966)

1-a XH → X- + H+ の反応速度はK1・[XH] であり、 その逆反応である X- + H+ → XH の反応速度は K-1・[X-][H+] です。(1)のステップで平衡が成立しているということは、上記の 二つの反応速度が等しくなって見かけ上定常状態になるということ です。よって K1・[XH]=K-1・[X-][H+] ・・・(あ) 一方、この平衡の平衡定数は[X-][H+]/[XH] で与えられるので (あ)を変形して [X-][H+]/[XH]=K1/K-1 ・・・(い) 1-b 反応速度式は律速段階によって決まるのでYの生成速度は K2・[X-] であり、これに上記(い)から導かれる [X-]=K1・[XH]/K-1・[H+] を代入して d[Y]/dt=K2・K1・[XH]/K-1・[H+]  これを d[Y]/dt = Kobs * [XH]/[H+] と比較すると Kobs=K1・K2/K-1 2 反応中間体X-の濃度に定常状態の近似が成り立つということは、 d[X-]/dt=0ということ。これを式にすると K1・[XH]-K-1・[X-][H+]-K2・[X-]=0 K1・[XH]-[X-](K-1・[H+]+K2)=0 [X-]=K1・[XH]/(K-1・[H+]+K2) Yの生成速度はK2・[X-]なので、 d[Y]/dt=K2・K1・[XH]/(K-1・[H+]+K2)

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

関連するQ&A

  • 反応速度論

    反応速度論について聞きたいんですが。 『A+B⇔C→D という化学反応でk1 , k1' , k2 をそれぞれA+B⇔Cの正反応の速度定数、A+B⇄Cの逆反応の速度定数、C→Dの速度定数とします。 このとき各A、C、D、について濃度が時間とともにどのように変化するかしきで表しなさい。A、Bの最初の濃度は0でなく、C、Dの最初の濃度は0とする。またA+B⇄Cは平衡であると仮定してよい。』 1. d[A]/dt = -k1[A][B] + k1'[C] 2. d[C]/dt = k1[A][B] - k1'[C] - k2[C] 3. d[D/dt] = k2[C] 4. [C]/([A][B]) = k1/k1' (平衡であると仮定したため) この4個の式が成り立ちますよね。 で、平衡状態の元ではC→Dは一次の反応なので [C] = [C]o e^(-k2t) となります。それで4の式より [C] = k1/k1' [A]o[B]o e^(-k2t) となりますよね。 Cの濃度変化は求められたのですがA、Dについてがよくわかりません。 1の式はどのように解いたらいいのでしょうか? Aの濃度変化がわかれば質量保存から [D] = [A]o - ([A]+[C]) で出せますよね? どなたかわかる方ヒントなどください。よろしくお願いします。

  • 速度式について

    A⇔B⇔Cの平衡反応がある。 A→Bでは反応速度定数はk1、B→Aではk1' B→Cではk2、C→Bではk2'となっている。 ここで、各反応における反応速度式をもとめるのですが、 単純に、 A→Bでは、Va-b=k1[A] B→Aでは、Vb-a=k1'[B] B→Cでは、Vb-c=k2[B] C→Bでは、Vc-b=k2'[C] でいいんでしょうか? 回答よろしくお願いします

  • 平衡定数と速度定数で困っています

    ある平衡反応において、平衡定数をK、正反応(左辺から右辺)の速度定数をk1、逆反応(右辺から左辺)の速度定数をk2とおきます。 ここで、平衡状態の時K=k1/k2が成り立つそうなのですが、理由がイマイチわかりません。 どなたかこのバカに理由をご教授ください。お願いします。

  • 反応速度論について

    平衡で、A→Bの時の速度定数をK1、B→Aの時の速度定数をk2、Aの初濃度をr、時間tにおけるBの濃度をxとした時の 速度式の積分型の求め方が分かりません。 t=∞のとき、AとBの濃度はr/2とすれば良いのですか?? xeqを使わないで(今出ている文字だけで)解きたいのですがどうすれば良いでしょうか。

  • 速度定数

    CH3COOC2H5+H2O→CH3COOH+C2H5OH この式の反応速度vは、速度定数をkとすると、 v=k{CH3COOC2H5}{H2O}で表される。 とあったのですが反応の次数が2であるというのは反応式から判断していいのでしょうか????

  • 二次反応速度式についての質問です。

    二次反応速度式についての質問です。 こんばんは。 二次反応速度式なんですけど、 A+A→B という反応式があった場合、私は -(d[A]/dt)=2k[A]^2 だと思ったのですが、教科書では -(d[A]/dt)=k[A]^2 となっており、2がありませんでした。 本当は2kだけれども2kをkとあらわしているだけかなと思いました。 その証拠に、別の反応では反応式の矢印の上に速度定数が記述してあってこれと似たような反応のときには2が付いていました。 しかし、自分の大学の授業ノートを見返してみると、反応式の矢印の上に速度定数が記述してあり、その速度定数をそのまま使ったにも関わらず2が付いていませんでした。 先生の書き間違いか私の写し間違いでしょうか。

  • 生化学-酵素反応速度論の問題について

    生化学-酵素反応速度論の問題について 以下の問題がわかりません。 〈問1〉 全反応(総括反応) X+Y→2Pにおいて、反応機構は中間体 I を含む下記の三つ素反応で示されるものとする。物質X、Y、I、Pの濃度をそれぞれ[X]、[Y]、[I]、[P]として、下記の(1)~(3)に答えよ。 X→k1→I I→k-1→X I+Y→k2→2P (1)生成物Pの微分型速度式(d[P]/dt)を示せ。 (2)中間体Iの微分型速度式(d[I]/dt)を示せ。 (3)上記の中間体Iの濃度は時間変化しないものと仮定してPの微分型速度式(d[P]/dt)を示せ。 〈問2〉 以下の式(1)に従う酵素反応がある。その反応の定常状態において、ES'の濃度は一定である。 E+S←Ks→ES→k1→ES'→k2→E+P …(1) 律速段階はES'から反応産物Pが生成する段階であり、Xは基質から遊離される部分、ES'は基質の残りの部分が 酵素に結合した複合体を表している。なお、基質Sは大過剰であり、酵素反応中において一定であるものとする。 以下の(1)~(4)に答えよ。 (1)d[ES']/dtを記述し、定常状態におけるES'複合体の濃度を、速度定数と[ES]で表せ。 (2)全酵素濃度Etは、Et=[E]+[ES]+[ES']で表される。Etを[ES]、速度定数、解離定数Ks、基質濃度[S]で表せ。 (3)式(1)の反応速度は、v=k1[ES]で表される。反応速度vを、Et、[S]、Ksと速度定数で表せ。また、実験的に求められるKmを速度定数とKsで、Vmaxを速度定数とEtで表せ。 (4)キモトリプシンの加水分解反応は式(1)に従う。エステルであるp-nitrophenyl acetateをキモトリプシンの基質にしたとき、式(1)のXに該当する物質の構造式を示せ。また、ES'に相当する複合体では基質の残りの部分がどのように酵素に結合しているのかを述べよ。 上記2問がわかりません。 解に導く順序やヒントを示していただければ幸いです。全解答を示していただけたらさらに幸いです。 ちなみに、問1のk1、k-1、k2は右辺から左辺に反応が移項する際の速度定数です。 また、問2の式(1)のKsは可逆反応における解離定数を表しています。 よろしく御願いします。

  • 可逆反応の速度式

    可逆反応 A⇔B (A→Bの速度定数をK1 B→Aの速度定数K-1)とするときの速度式について、dA/dt = -k1A+k2B、 dB/dt =k1A-k2Bまでは式を立てれるのですが、この式を積分した式の導き出し方がわかりません。 具体的には、第93回薬剤師国家試験 問21の問題の解き方がいまいちよく分かりません。 どうか宜しくお願いします。

  • 化学平衡に関する問題

    A⇒B (速度定数K1) A←B  (速度定数K-1) A+B⇒C (速度定数K2) の時、 (1)Aの濃度の時間変化を表す式は d[A]/dt=-K1[A]+(k-1)[B]-K2[A][B]となる。この時のB,Cに関する濃度の時間との関係を示せ (解答)d[B]/dt=K1[A]-(k-1)[B]-K2[A][B] d[C]/dt=K2[A][B] あってますか?? (2)Bがごく微量、一定濃度で存在する時、Bの濃度をAの濃度の関数として表せ。 (解答) [B]=k1[A] でしょうか?全く分りません (3)(2)の時Aが減少する速度とCが生成する速度をそれぞれAの濃度の関数として示せ。 また、Cの生成反応が1次になるのはどのような場合か。 全く分りません。Cの生成反応が1次になるのはどのような場合か=Sn1かE1反応でCができる時というのは答えになりませんよね? (4)AがCH3CHOのときBとCを構造式で表せ Bは CH3=CH(OH) CはAとBが脱水縮合したものですか?? お願いします

  • 加水分解の速度

    エステルは塩基または酸水溶液のいずれによっても加水分解されると言う風に説明されていますが、その反応速度違いはどうなのでしょうか? 反応機構の違いはわかっているのですが… 実際に速度定数がどれくらい違うかまで、わからないのでしょうか… また、反応のどの部分に速度を決める部分があるのですか? 素人なのでどう書いていいのかよくわからないのですが、ドバイスをいただければ幸いです。