Нулевой порядок

8 заданий

Постоянная скорость

Печень выводит алкоголь из крови с почти постоянной скоростью — около 0,15 промилле в час, сколько бы его ни было. Это нулевой порядок: скорость не зависит от концентрации,

\[-\frac{dc}{dt} = k \quad\Rightarrow\quad c = c_0 - kt.\]

График \(c(t)\) — прямая, реагент кончается за время \(c_0/k\), а период полупревращения \(t_{1/2} = c_0/(2k)\) пропорционален начальной концентрации.

Почему скорость не зависит от концентрации? Работает «узкое место»: все ферменты печени заняты, все активные центры катализатора покрыты молекулами. Добавь реагента — работников больше не станет.

Количественно это описывает уравнение Михаэлиса — Ментен для ферментов: \(v = \dfrac{V_\text{max}[\ce{S}]}{K_M + [\ce{S}]}\). При \([\ce{S}] \gg K_M\) скорость равна \(V_\text{max}\) — нулевой порядок; при \([\ce{S}] \ll K_M\) она пропорциональна \([\ce{S}]\) — первый порядок. Один и тот же процесс в разных условиях «выглядит» разными порядками (подробнее — в теме 8).

Признаки и границы нулевого порядка

Нулевой порядок узнают по трём признакам: прямая \(c(t)\); постоянная скорость; период полупревращения растёт пропорционально \(c_0\).

errorНулевой порядок не бесконечен

Когда реагента становится мало, поверхность катализатора или фермент перестают быть насыщенными, и скорость начинает падать — порядок переходит в первый. Поэтому прямая \(c(t)\) у реальных реакций не упирается в ноль под углом, а плавно изгибается в конце.

infoИз истории

Нулевой порядок выведения алкоголя установил в 1920–1930-х годах шведский врач Эрик Видмарк: концентрация в крови убывает линейно со временем. Его формулы до сих пор используют судебные медики, чтобы по анализу оценить, сколько было выпито и когда.

push_pinГлавное

При нулевом порядке скорость постоянна: \(c = c_0 - kt\), реагент исчерпывается за \(c_0/k\), период полупревращения \(c_0/(2k)\) пропорционален начальной концентрации. Так идут реакции на насыщенной поверхности катализатора и ферментативные при избытке субстрата. Когда реагента становится мало, порядок меняется.

Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.