1. Kartka papieru przyjmie wszystko
Powyższego powiedzonka nauczył mnie trener biegania, kiedy mówił, że na kartce papieru można zapisać każdy, kosmiczny rodzaj treningu – pytanie tylko czy ja dam radę to pobiec i się nie skontuzjować? A co to ma do chemii?
A załóżmy sobie taką reakcję :
2C + 3H2O ⟶ C2H5OH + O2
Spytasz pewnie – co w tym fascynującego? Normalna reakcja, wszystko jest zbilansowane i się zgadza. Ale czy na pewno? Zakładam, że z podstawówki/gimnazjum pamiętasz, że C2H5OH to etanol, a więc po prostu imprezowy napój, z którym zapoznasz się na osiemnastkach.
Czy jak węgiel polejesz wodą to powstanie wódka? Nie sądzę, chociaż spróbować możesz.
Gall Anonim
2. Pierwsza perspektywa − czy reakcja w ogóle zachodzi ?
To jest właśnie pierwsze pytanie, które można zadać sobie, gdy opisujemy jakąś reakcję. Czy ta reakcja zachodzi? Można także nieco inaczej sformułować to pytanie[1], ale o tym później. Inne pytania, które są z tym tematem powiązane, mogą brzmieć następująco :
⮚ jak dużo produktów powstanie ?
⮚ ile muszę użyć substratu, aby powstała mi żądana ilość produktu ?
⮚ jaka jest wydajność reakcji ?
Ten temat to będzie tak zwana statyka chemiczna.
3. Druga perspektywa − jak szybko zachodzi reakcja ?
Czasem może być jednak tak, że pomimo że reakcja będzie zachodziła zgodnie z naszym życzeniem, ale nastąpi zupełnie inna blokada! Będzie to blokada czasowa. To tak jakby ktoś powiedział, że da nam milion złotych, ale za 95 lat. Czyli niby fajnie, ale jednak w praktyce nic nam to nie daje, bo z tego nie skorzystamy, jest to dla nas za długo.
Dlatego zawsze na reakcję chemiczną trzeba patrzeć z dwóch perspektyw :
⮚ czy reakcja w ogóle zachodzi w zauważalnym (praktycznym) tempie ?
⮚ jak szybko zachodzi ta reakcja ?
⮚ czy mamy jakiś wpływ na szybkość reakcji, czy da się ją przyspieszyć lub zwolnić[2] ?
I tym właśnie zajmie się kinetyka chemiczna.
4. Kinetyka chemiczna i przełożenie na prawdziwie życie
▷ Prawidłowy start rakiety zależy od szybkości spalania paliwa (reakcji paliwa z tlenem). Jeśli nastąpi ono za szybko, to rakieta może wybuchnąć, a jeśli za wolno to nie oderwie się od ziemi.
▷ Projektowanie syntezy leków musi uwzględniać szybkość reakcji. Co z tego, że nasza synteza przebiega ze świetną wydajnością, a sama cząsteczka leku jest mega trwała, skoro jego tworzenie przebiega niezwykle wolno ?
▷ Szereg procesów zachodzących w naszym organizmie jest kontrolowane przez zmianę szybkości reakcji z użyciem enzymów (na przykład poprzez zmianę temperatury, vide gorączka).
▷ Jak szybko będzie się rozkładał lek ? Będzie tutaj bardzo przydatny parametr o nazwie czas półtrwania (który już znamy, widzieliśmy go tutaj). Jest to pomocne dla lekarzy, którzy będą ustalali dawkowanie danego leku.
[1] Można też zastanawiać się, w którą stronę jest przesunięty stan równowagi, czyli czy reakcja biegnie bardziej w prawo, czy może bardziej w lewo.
[2] Być może Twoje pierwsze odczucie to : ,,po co zwalniać reakcje„? Ale nie wszystkie reakcje są dla nas ,,korzystne”. Przykładowo w chorobie Parkinsona w skrócie chodzi o to, że mamy za mało dopaminy. Dlatego jedną ze strategii leczenia jest podanie inhibitora MAO−B, czyli enzymu, który rozkłada dopaminę, dzięki czemu jest jej więcej (bo mniej się rozkłada).
