Змістовий модуль 2. Кінетика хімічних реакцій та каталіз.

Конкретні цілі:

• Трактувати найважливіші поняття та закони хімічної кінетики

• Аналізувати вплив чинників на швидкість хімічних процесів

• Класифікувати типи хімічних процесів за кінетичною ознакою

• Пояснювати методику визначення константи швидкості хімічної реакції

• Інтерпретувати вплив каталізаторів на швидкість хімічних процесів та пояснювати механізм їх дії

• Трактувати особливості ферментативного каталізу

Тема 9. Хімічна кінетика та класифікація реакцій за кінетичною ознакою.

Хімічна кінетика та її значення для фармацевтичної науки і практики. Швидкість реакції та методи її визначення. Залежність швидкості реакції від різноманітних факторів. Молекулярність і порядок реакції. Рівняння кінетики реакції першого, другого та нульового порядку. Складні реакції (паралельні, послідовні, оборотні, спряжені). Ланцюгові реакції (М.М. Семенов). Окремі стадії ланцюгової реакції. Прості та розгалужені ланцюгові реакції. Фотохімічні реакції. Закони фотохімії. Квантовий вихід реакції. Методи визначення порядку реакції.

Більшість з хімічних реакцій є багатостадійними, складними. Як називаються реакції, з яких одна відбувається лише одночасно з другою? *супряжені; послідовні; паралельні; ланцюгові; фотохімічні.

Яка з приведених реакцій відноситься до реакцій псевдо першого порядку? *гідролізу сахарози етерифікації омилення нейтралізації горіння

Як зміниться швидкість простої реакції 2A => B + C при зменшенні початкової концентрації у 2 рази? * Зменшиться у 4 рази Зменшиться у 2 рази Залишиться незмінною Збільшиться у 4 рази Збільшиться у 2 рази

Чи співпадають чисельні значення молекулярності і кінетичного порядку реакції: * лише для елементарних реакцій; лише для ферментативних реакцій співпадають завжди; лише для складних реакцій; ніколи не співпадають?

Хімічна кінетика, яка має велике значення для фармації, досліджує швидкість реакцій та механізм їх перебігу. Для математичного опису швидкості реакції використовується поняття “порядок реакції”. Який порядок має реакція гідролізу сахарози? * псевдоперший нульовий; другий; третій; дробний.

Фармацевтичний синтез потребує вивчення кінетики складних реакційно. Якщо продукт першої стадії є вихідною речовиною другої стадії, то така реакція має назву * Послідовна Оборотна Спряжена другого порядку Паралельна

Більшість хімічних реакцій протікають в декілька стадій. Як називаються реакції, в яких багаторазово повторюється цикл елементарних актів з участю активних частинок. *Ланцюгові Спряжені Послідовні Паралельні Фотохімічні

В методі визначення строку придатності лікарського препарату роблять припущення, що реакція розкладу лікарської речовини є реакцією: * Першого порядку; Другого порядку; Нульового порядку; Третього порядку; Дробного порядку.

В основі фотохімічних реакцій лежить перший закон фотохімії І. Гротгуса. Згідно цього закону, хімічні перетворення в системі викликає лише те випромінювання, яке нею: *Поглинається Відбивається Пропускається Поглинається і відбивається Відбивається і пропускається Відбивається і розсіюється

В якому випадку співпадають порядок і молекулярність хімічних реакцій: * Тільки для простих одностадійних реакцій Співпадають завжди Неспівпадають ніколи Тільки для складних багатостадійних реакцій Для ферментативних реакцій.

Важливою кінетичною характеристикою хімічної реакції є період напівперетворення реагуючих речовин Його величина для реакції розкладу обчислюється за рівнянням: * t_1/2 = ln2/K t_1/2 = 1/KC₀ t_1/2 = 3/2KC₀ t_1/2 = 0 t_1/2 = C₀/2K

Важливу роль у хімії та біології відіграють різноманітні складні реакції. Такі складні реакції, які є сукупністю перетворень, що відбуваються через загальну проміжну стадію, причому здійснення однієї з них сприяє перебігу іншої реакції, називаються: *Спряженими Послідовними Паралельними Оборотними Ланцюговими

Визначити порядок реакції, якщо експериментальне дослідження невідомої хімічної реакції вказує на лінійну залежність величини, оберненої квадратові концентрації реагентів від часу: * третього порядку; нульового порядку; другого порядку; першого порядку; неможливо визначити?

Вкажіть метод, в якому для визначення порядку реакції використовується рівняння, вигляду lgV=lgк+пlgс *метод Вант-Гоффа; метод підбору кінетичного рівняння; графічний метод; метод підстановки; метод періоду напівперетворення?

Вкажіть порядок і молекулярність реакції гідролізу сахарози C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O = C₆H₁₂O₆ (фруктоза) + C₆H₁₂O₆ (глюкоза): Мономолекулярна, першого порядку *Бімолекулярна, псевдопершого порядку Бімолекулярна, другого порядку Мономолекулярна, другого порядку Бімолекулярна, третього порядку

Вкажіть розмірність константи швидкості реакції нульового порядку: * моль/ (л∙с) Безрозмірна с-1 л/(моль∙с) л²/(моль²∙с).

Дайте відповідь на питання медичної сестри: що таке період напіввиведення ліків? Час, протягом якого ліки розподіляються в організмі *Час, за який концентрація ліків у плазмі знижується на 50% Час, за який відбувається максимальне досягнення концентрації ліків у плазмі Час, за який вся доза, що була введена, повністю виводиться з організму Час, протягом якого ліки потрапляють до системного кровотіку

Дослідження залежності швидкості реакцій від різних факторів дозволяє інтенсифікувати технологічні процеси фармацевтичних виробництв, визначати строки придатності лікарських препаратів тощо. Який з факторів не впливає на константу швидкості хімічної реакції? *концентрація реагуючих речовин; Температура; Природа реагуючих речовин; Природа розчинника; Ступінь дисперсності твердої речовини.

За механізмом яких складних реакцій відбуваються процеси гідролізу глікогену,гідролізу крохмалю *Послідовних Паралельних Супряжених Зворотніх Ланцюгових

За якою величиною порівнюють швидкості хімічних реакцій однакових порядків: *За величиною константи швидкості хімічної реакції; За величиною швидкості хімічної реакції; За часом закінчення реакції; За зміною концентрацій реагуючих речовин; За зміною концентрацій продуктів реакції

Що називається молекулярністю реакції? *Число частинок, які беруть участь у елементарному акті хімічної реакції Сума стехіометричних коефіцієнтів учасників реакції Число частинок, які вступають в дану хімічну реакцію Порядок реакції Кількість молекул продуктів реакції

Швидкість хімічної реакції не залежить від концентрації реагуючих речовин. Який порядок даної реакції? Другий *Нульовий Перший Третій Дробний

Швидкість реакції Fe₂O₃(т) + 3H₂ —> 2Fe + H₂O, при V = const і збільшенні кількості H₂ в 2 рази, зросте у: 16 разів 2 рази 4 рази 6 разів *8 разів

Швидкість реакції не зміюється в ході реакції для: *Реакції нульового порядку; Реакції першого порядку; Реакції другого порядку; Реакції третього порядку; Реакції дробного порядку;.

Швидкість утворення йодоводню в газовій фазі при високій температурі відповідно реакції H₂ + I₂ = 2НІ прямо пропорційна концентрації водню і йоду і за механізмом і порядком відповідає кінетичній реакції * Бімолекулярна другого порядку Мономолекулярна нульового порядку Мономолекулярна першого порядку Бімолекулярна першого порядку Дробного порядку

Кінетичне рівняння реакції першого порядку має вигляд: *V = K∙ C V = K∙ C² V = K∙ C³ V = K V = K ∙C1∙ C2

Кінетичні методи використовують для визначення стабільності лікарських форм. Період напівперетворення якої з реакцій виражається рівнянням T_1/2=ln2/K *Першого порядку Другого порядку Третього порядку Нульового порядку Дробного порядку

Кінетичні методи використовуються для визначення стабільності лікарських препаратів. Визначте порядок реакції, якщо константа швидкості п має розмірність с^-1: Третій *Перший Дрібний Другий Нульовий

Константа швидкості гіпотетичної реакції вимірюється в с^–1. Яким буде загальний порядок реакції? *Перший; Нульовий; Другий; Третій; Дробний.

Константа швидкості хімічної реакції має розмірність л/моль·хв. Вкажіть порядок реакції *Другий Перший Третій Нульовий Дробовий

Молекулярність та порядок хімічної реакції – кінетичні величини, значення яких, як правило, лежить в межах: * 1-3, 0-3 відповідно 0-3, 0-3 відповідно 1-3, 1-3 відповідно 2-3, 1-3 відповідно 2-3, 2-3 відпвідно

Період напівперетворення деякої реакції А-В обернено пропорційно залежить від початкової концентрації речовини А. Якого порядку дана реакція? Нульового Дробного Першого *Другого Третього

Період напівперетворення реакцій І порядку: *не залежить від початкової концентрації реагенту Залежить від початкової концентрації реагенту Залежить від початкової концентрації реагенту лише для гетерогенних систем Залежить від початкової концентрації реагенту лише для біосистем Залежить від початкової концентрації реагенту лише для конденсованих систем

Період піврозпаду речовини τ_1/2 є важливою кінетичною характеристикою, за допомогою якої визначається порядок реакції перетворення лікарської речовини. Величина τ_1/2 в реакціях першого порядку: *Не залежить від початкової концентрації реактантів Обернено пропорційна початковій концентрації реактантів Обернено пропорційна квадрату початкової концентрації реактантів Пропорційна початковій концентрації реактантів Пропорційна квадрату початкової концентрації реактантів

Під час зберігання відбувається розклад лікарського препарату. Вкажіть, яким кінетичним рівнянням слід скористатися для розрахунку константи швидкості реакції розкладу: К = (C₀²-C²)/ (2C₀²*C²) t К = l / (C₀ - С)* t К = (1/(C₁-C₂))*ln((C₁*C₂)/( C₂*C₁) *К = l / t * ln(C₀ - С) К = (l / t) * ((C₀-C)/( C₀*C)

Порядок реакції – це важлива кінетична характеристика. Термін зберігання лікарської форми встановлюється відповідно кінетичного рівняння *першого порядку другого порядку третього порядку дробного порядку зворотної реакції

Під час фармацевтичного синтезу застосовують прості та складні реакції. Вкажіть порядок простої реакції виду 2А+В=3D *3 2 1 0 0,5

Розмірність константи швидкості реакції якого порядку не залежить від способу вираження концентрації? * Першого Другого Третього Нульового Дробного

Швидкість хімічних реакцій залежить від температури. Яке рівняння виражає цю залежність? *Арреніуса Гиббса — Гельмгольца Нернста Шишковського Штаудінгера

У скільки разів зростає швидкість елементарної реакції 2А + В = 2С, якщо концентрація реагентів збільшується вдвічі? * У 8 разів; У 4 рази; У 2 рази; У 6 разів; У 16 разів.

У скільки разів треба збільшити тиск, щоб швидкість реакції утворення NO₂ з реакції 2NO + О₂ = 2NO₂ зросла в 1000 разів? *В 10 разів В 22,4 рази Швидкість реакції не залежить від тиску. В 500 разів. В 100 разів.

У спряжених реакціях типа A + B → D, A + C → E одна з реакцій відбувається лише разом з іншою. Речовина А, яка бере участь в обох реакціях, носить назву: *Актор Акцептор Індуктор Активатор Інгібітор

Який порядок реакції розкладу лікарського препарату? *1 2 3 0 дробний

Усі біохімічні перетворення відбуваються за складним механізмом. Як називаються реакції, в яких утворення кінцевого продукту з вихідних речовин відбувається через декілька проміжних стадій. *Послідовні Паралельні Спряжені Ланцюгові Оборотні

Тема 10. Залежність швидкості реакції від температури. Теорії активних співударів та перехідного стану.

Залежність константи реакції від температури. Правило Вант-Гоффа. Теорія активних співударів. Енергія активації. Рівняння Арреніуса. Використання правила Вант-Гоффа та рівняння Арреніуса для прискореного визначення строків придатності ліків. Зв'язок між швидкістю реакції та енергією активації. Стеричний фактор. Поняття про теорію перехідного стану.

Які дані необхідно використати для визначення енергії активації? Порядок реакції Теплова енергія реакції Зміна енергії системи Внутрішня енергія системи *Константи швидкості реакції при двох температурах

Чому із зростанням температури швидкість реакції збільшується? *Збільшується частка молекул, що мають енергію, рівну або вищу ніж енергія активації; Зменшується енергія активації; Збільшується енергія активації; Збільшується; частка молекул, що мають енергію, меншу, ніж енергія активації; Енергія активації не змінюється .

Який з факторів у вузькому інтервалі температур відіграє головну роль у збільшенні швидкості реакції при підвищенні температури? *Зростає частка активних молекул; Зростає загальне число зіткнень молекул; Зростає енергія активації; Зменшується енергія активації; Зростає швидкість руху молекул.

Швидкість хімічної реакції зростає у 27 разів при зростанні температури на 30К. Чому дорівнює температурний коефіцієнт цієї реакції? *3; 2; 6; 9; 4.

Для точного обчислення константи швидкості за величиною енергії активації, застосовується стеричний фактор, який враховує: Температуру реакційної суміші *Взаємну орієнтацію реагуючих молекул Концентрацію реагуючих речовин Будову молекул взаємодіючих сполук Хімічні властивості взаємодіючих сполук

Енергія активації – це … Надлишкова, порівняно з середньою енергією взаимодії між молекулами *Енергія, яка необхідна до переходу речовини в стан активованого комплексу Енергія, яку необхідно затратити для зміни вихідних речовин. Різниця між енергіями вихідних речовин і продуктів реакції. Енергія, яка необхідна для випарування речовин.

За величинами константи швидкості можна робити висновки щодо перебігу процесів синтезу тих чи інших лікарських препаратів. Від якого з факторів залежить константа швидкості реакції? *температура; тиск; об’єм концентрація; природа реагуючих речовин.

Знання енергетичних характеристик хімічних процесів має велике практичне значення у хіміко-фармацевтичному виробництві, оскільки дозволяє правильно керувати ними. Мінімальну енергію, яку повинні мати молекули, щоби їх зіткнення призвело до елементарного акту взаємодії, називають: *Енергією активації Внутрішньою енергією Вільною енергією Потенційною енергією Ентальпією

Температурний коефіцієнт швидкості реакції дорівнює 3. У скільки разів зміниться швидкість цієї реакції внаслідок зміни температури на 30°С? У 9 разів *У 27 разів У 45 разів У18 разів У 36 разів

Температурний коефіцієнт швидкості реакції дорівнює 2. У скільки разів зміниться швидкість цієї реакції при зміні температури на 40°С? У 4 рази *У 16 разів У 32 рази У 8 разів У 24 рази

Температурний коефіцієнт швидкості хімічної реакції рівний 4. У скільки раз зросте швидкість цієї реакції, якщо температуру підвищити на 30 С? * В 64 рази В 32 рази В 128 раз В 16 раз У 8 раз

У фармацевтичній практиці длявстановлення терміну придатності лікарських засобів широко використовують метод "прискореного старіння".Вкажіть, яке рівняння лежить в основі цього методу: *К = Аехр(-Еа/RТ) К2/К1 = γ ^{(Е n)} lnК = lnА - (Еа/RТ) lnК2 - lnК1 = (Еа/R)*((1/Т2)-(1/Т1)) V = КСn

Умови експериментального визначення строків придатності лікарських засобів прискоренним методом відрізняється від стандартних * Підвищенною температурою Підвищенним тиском Зниженням температури Зниженням тиску Числом фаз

Тема 11. Каталіз, ферментативний каталіз, використання каталізаторів.

Каталіз. Роль вітчизняних учених в розвитку вчення про каталіз. Гомогенний каталіз, його механізм. Енергія активації каталітичних реакцій. Кислотно-основний каталіз. Гетерогенний каталіз. Ферментативний каталіз. Мультиплетна теорія гетерогенного каталізу (А.А.Баландін). Теорія активних ансамблів (М.І. Кобозев). Інгібітори. Застосування каталізаторів у фармацевтичній промисловості.

Більшість хімічних реакцій проходять у відкритих системах. Чи залежить величина ентальпії хімічної реакції від наявності в системі каталізатора? * Не залежить Залежить Залежить у гомогенних системах Залежить у гетерогенних системах Залежить у біохімічних системах

Яке з наступних тверджень є вірним? *Каталізатор бере участь в реакції, проте не витрачається в реакції; Каталізатор не бере участі в реакції; Каталізатор є одним з продуктів реакції; Каталізатор не є одним з продуктів реакції; Каталізатор бере участь в реакції і витрачається в ній.

Яка з нижченаведених особливостей не є характерною для каталізаторів? * Каталізатор підвищення концентрації реагуючих речовин на поверхні поділу фаз, що зумовлює його каталітичну активність. Каталізатор не впливає на загальну стехіометрію реакції, він бере хімічну участь у процесі, витрачається на одній стадії і регенерується на іншій. Каталізатор зменшує енергію активації реакції, завдяки чому збільшується її швидкість. Каталізатор не впливає на константу рівноваги, він тільки скорочує час досягнення рівноваги, однаково збільшуючи швидкість прямої та зворотної реакції. Каталізатор характеризується селективністю, тобто прискорює лише одну з кількох термодинамічно можливих реакцій.

Ферменти (біологічні каталізатори) застосовують як фармакологічні препарати. Який механізм дії ферментів в біохімічних реакціях? *Знижують енергію активації реакції Підвищують енергію активації Інгібують процес реакції Змінюють константу швидкості реакції Змінюють порядок реакції

Ферменти широко використовуються у фармації в якості лікарських препаратів. Яка основна відмінність ферментів від небіологічних каталізаторів? Висока гомогенність Мала універсальність Висока універсальність Висока дисперсність *Висока специфічність дії та селективність

Каталізаторами біохімічних процесів є білки. До якого типу гомогенного каталізу відносять процеси з їх участю? *Ферментативний Кислотно—основний Окисно—відновний Координаційний Гомогенний

Каталізатори широко використовуються в технології виробництва лікарських речовин. Чим можна пояснити той факт, що в присутності каталізатора швидкість реакції збільшується? Зростає швидкість руху молекул Зменшується число зіткнень молекул Зростає загальне число зіткнень молекул Зростає енергія активації *Зменшується енергія активації

На використанні твердих каталізаторів ґрунтується поширений у фармації гетерогенний каталіз. Одним із його видів є мікрогетерогенний каталіз, при якому часточки твердого каталізатору мають розмір: *1•10^-9-2•10^-7 м 1•10^-4-1•10^-3 м 1•10^-5-2•10^-4 м 1•10^-6-2•10^-5 м 1•10^-7-1•10^-6 м

Правильне застосування каталізаторів значно підвищує ефективність промислового виробництва хімічних продуктів і лікарських препаратів. Речовини, які не володіють каталітичними властивостями, проте посилюють дію каталізаторів, називаються: *Промотори Каталітичні отрути Інгібітори Ферменти Ензими