Compare a Equação de Arrhenius Com a Equação de Eyring

1. Questões discursivas:

1.4. Compare a equação de Arrhenius com a equação de Eyring.

Anteriormente a eq. de Arrhenius era amplamente usada para determinar energias para a barreira de reação. A equação de Arrhenius deriva de observações empíricas e ignora quaisquer considerações mecanicistas, como se um ou mais intermediários reativos estão envolvidos na conversão de um reagente em um produto. Portanto, um maior desenvolvimento foi necessário para entender os dois parâmetros associados a esta lei, o fator pré-exponencial (A) e a energia de ativação (Ea). TST, que levou à equação de Eyring, aborda com sucesso esses dois problemas; entretanto, passaram-se 46 anos entre a publicação da eq. de Arrhenius, em 1889, e a equação de Eyring derivada do TST, em 1935. Nesse período, muitos cientistas e pesquisadores contribuíram significativamente para o desenvolvimento da teoria.

1.5. Comente sobre as limitações da TST.

O TST forneceu aos pesquisadores uma base conceitual para a compreensão de como as reações químicas ocorrem. Embora a teoria seja amplamente aplicável, ela tem limitações. Por exemplo, quando aplicada a cada etapa elementar de uma reação de várias etapas, a teoria assume que cada intermediário tem vida longa o suficiente para alcançar uma distribuição de energias de Boltzmann antes de continuar para a próxima etapa. Quando os intermediários têm vida muito curta, o TST falha. Em tais casos, o momento da trajetória de reação dos reagentes para o intermediário pode levar adiante para afetar a seletividade do produto (um exemplo de tal reação é a decomposição térmica de diazaobiciclopentanos, apresentada por Anslyn e Dougherty ).

A teoria do estado de transição também se baseia na suposição de que os núcleos atômicos se comportam de acordo com a mecânica clássica. Supõe-se que, a menos que átomos ou moléculas colidam com energia suficiente para formar a estrutura de transição, a reação não ocorre. No entanto, de acordo com a mecânica quântica, para qualquer barreira com uma quantidade finita de energia, existe a possibilidade de que as partículas ainda possam fazer um túnel através da barreira. Com relação às reações químicas, isso significa que há uma chance de que as moléculas reajam, mesmo que não colidam com energia suficiente para atravessar a barreira de energia. Embora esse efeito seja desprezível para reações com grandes energias de ativação, ele se torna um fenômeno importante para reações com barreiras de energia relativamente baixas, uma vez que a probabilidade de tunelamento aumenta com a diminuição da altura da barreira. 46 A teoria do estado de transição falha para algumas reações em alta temperatura. A teoria assume que o sistema de reação passará pelo ponto de sela de menor energia na superfície de energia potencial. Embora esta descrição seja consistente para reações que ocorrem em temperaturas relativamente baixas, em altas temperaturas, as moléculas povoam os modos vibracionais de energia mais alta; seu movimento se torna mais complexo e as colisões podem levar a estados de transição muito distantes do ponto de sela de menor energia. Este desvio da teoria do estado de transição é observado mesmo na simples reação de troca entre o hidrogênio diatômico e um radical hidrogênio. Dadas essas limitações, várias alternativas para a teoria do estado de transição foram propostas como por ex.: TST variacional microcanônico, TST variacional canônico e TST variacional canônico melhorado, TST não adiabático e TST semiclássico.

 

1.7. Comente os dois principais mecanismos da catálise (exemplifique).

A primeira é a formação de um composto intermediário, onde o catalisador reage com um dos reagentes formando um composto intermediário que é recuperado depois, já o segundo mecanismo é a adsorção, o catalisador vai segurar uma molécula de reagente, deixando-a favorável para reação com o choque do outro reagente

1.8. Comente as conclusões de Michaelis-Menten a respeito da cinética enzimática.

A enzima cria primeiro um complexo enzima-substrato com o substrato, e a partir desse complexo pode seguir dois caminhos, voltar o substrato ou então formar o produto.

1. Explique os mecanismos através dos quais as enzimas são capazes de acelerar as reações químicas.

R: Diminuindo a energia de ativação. Temperatura, pH e concentração dos reagentes nas medidas ideias da enzima.

1.10. Comente sobre as limitações (fatores que interferem) dos processos enzimáticos.

R: Temperatura: Reação controlada por enzimas desnatura a altas temperaturas, pois há interferência nas interações que mantém as estruturas secundárias e terciárias.

pH: Mudanças do pH ideal para a enzima alteram a velocidade da reação (menor). Mudanças bruscas de pH podem causar desnaturação, alterar o padrão de cargas de um determinado sítio ativo ou catalítico, ou alterar a conformação geral da proteína.

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