KINETYKA REAKCJI - zadania dodatkowe

Zadanie 1. Obliczyć czas potrzebny do zmniejszenia stężenia substratu:

1. z 0,15 M do 0,03 M przy stałej szybkości reakcji k = 0,209 1/min.

2. z 0,5 M do 0,15 M przy stałej szybkości reakcji k = 0,115 min^-1.

3. z 0,1 M do 0,04 M przy stałej szybkości reakcji k = 0,009 s^-1.

4. z 0,25 M do 0,05 M przy stałej szybkości reakcji k = 0,027 min^-1.

t - czas reakcji ?

k = stała szybkość reakcji 0,027 min^-1

a - stężenie początkowe 0,25 M

(a-x) - stężenie końcowe w danym momencie 0,05 M

zamieniamy k na t miejscami

Zadanie 2.

1. Ile razy wzrosła szybkość pewnej reakcji, jeśli jej temperaturowy współczynnik wynosi γ=5, a temperatura wzrosła o 8^oC?

γ = 5

∆T = 8

2. Ile razy wzrosła szybkość pewnej reakcji, jeśli jej temperaturowy współczynnik wynosi γ=6, a temperatura wzrosła o 5^oC?

3. Temperaturowy współczynnik pewnej reakcji wynosi γ=3. O ile stopni należy podnieść temperaturę, aby szybkość reakcji wzrosła 10 razy?

γ = 3 Temperaturowy współczynnik pewnej reakcji

∆T = ? Różnica temperatury

4. Temperaturowy współczynnik pewnej reakcji wynosi γ=5. O ile stopni należy podnieść temperaturę, aby szybkość reakcji wzrosła 10 razy?

5. Temperaturowy współczynnik pewnej reakcji wynosi γ=2. O ile stopni należy podnieść temperaturę, aby szybkość reakcji wzrosła 3 razy?

6. Temperaturowy współczynnik pewnej reakcji wynosi γ=4. O ile stopni należy podnieść temperaturę, aby szybkość reakcji wzrosła 3 razy?

Zadanie 3. Po 5 min reakcji przereagowała połowa substratu o początkowym stężeniu 4 . 10.⁵ mol·dm^-3. Szybkość maksymalna reakcji wynosiła 2,04 *10^-5 M·min^-1. Obliczyć K_M oraz stężenie produktu po 10 min.

1. t = 5 min / połowa substratu / po 10 min

2. [S] = 4* 10^-5 mol * dm ^-3.

3. V max = 2,04 *10^-5 M·min^-1

4. k = ? Stała szybkości reakcji

5. v = ? Szybkość początkowa reakcji

6. K_M = ? Stała Michaelisa.

[S]₅ = a-x = 50% [S] = 0,5 * 4* 10^-5 mol * dm ^-3 = 2* 10^-5 mol * dm ^-3

Stężenie produktu po 10 min?

1. t = 10 min

2. [S] = stężenie substratu 4* 10^-5 mol * dm ^-3.

3. k = stała szybkość reakcji 0, 139 min-¹

4. ( a - x) stężenie substratu po 10 min

5. x = ? Stężenie produktu po 10 min

Odp. Stężenie substratu po 10 min wynosi 1*10^-5 mol/dm^-3.

Odp. Po 10 min powstało 3*10^-5 mol.*dm^-3 produktu.

a) Po 5 min reakcji przereagowała połowa substratu o początkowym stężeniu 3 ⋅ 10^-5 mol⋅dm^-3. Szybkość maksymalna reakcji wynosiła 4,02 ⋅ 10^-5 M⋅min^-1. Obliczyć K_M oraz stężenie produktu po 10 min.

b) Po 3 min reakcji przereagowała połowa substratu o początkowym stężeniu 4 ⋅ 10^-3 mol⋅dm^-3. Szybkość maksymalna reakcji wynosiła 12 ⋅ 10^-3 M⋅min^-1. Obliczyć K_M oraz stężenie produktu po 9 min.

Zadanie 4. Stała Michaelisa w reakcji hydrolizy peptydu wynosi 4 . 10^-3 M. Przy stężeniu początkowym substratu 8 . 10^-5 M, po 2 minutach zhydrolizowało 10% peptydu. Obliczyć stałą szybkości reakcji oraz szybkość maksymalną V _max

K_M = 4*10^-3 M

[S₀] = 8*10^-5

[S₁] = (a-x) zhydrolizowało 10% peptydu to pozostało 90%. 90% z 8 = 0,9 * 8 * 10^-5 = 7,02 * 10^-5

V max = ?

k = ?

v = ?

1. Stała Michaelisa w reakcji hydrolizy peptydu wynosi 2 ⋅ 10^-3 M. Przy stężeniu początkowym substratu 4 ⋅ 10^-5 M, po 2 minutach zhydrolizowało 20% peptydu. Obliczyć stałą szybkości reakcji oraz szybkość maksymalną V_max.

2. Stała Michaelisa w reakcji hydrolizy peptydu wynosi 12 ⋅ 10^-5 M. Przy stężeniu początkowym substratu 3 ⋅ 10^-5 M, po 2 minutach zhydrolizowało 15% peptydu. Obliczyć stałą szybkości reakcji oraz szybkość maksymalną V_max.

Zadanie 5. Określić rząd reakcji oraz obliczyć stałą szybkości reakcji denaturacji białka o stężeniu 15 mg/cm³, jeśli uzyskano następujące wyniki:

Czas ogrzewania [min]	Stężenie białka natywnego [mg/cm^3](a-x)	Stężenie białka zdenaturowanego [x]	log(a/(a-x))	1/(a-x)
0 2 4 6 8 10	15,0 14,0 13,0 12,0 11,0 10,0	0 15-14=1 2 3 4 5	0 0,03 0,06 0,09 0,13 0,17	0,067 0,071 0,076 0,083 0,091 0,1

W mianowniku podstawiamy a-x, czyli ilość substratu, tj. 14 mg/cm³ po 2 min. log(15/14)= 0,03, zatem k=0,035 min^-1

Ile białka natywnego pozostanie w roztworze po 15 min ogrzewania?

Odp. po 15 min zostało 8,9 mg/cm³ białka natywnego.

Odp. po 15 minutach białka denaturowanego powstanie 6,1 mg/cm³

Zadanie 6.

Określić rząd reakcji oraz obliczyć stałą szybkości reakcji hydrolizy skrobi, jeśli uzyskano następujące stężenie produktu:

Czas ogrzewania [min]	Stężenie produktu [mg/cm^3]		(a-x) 3		log(a/(a-x)) i		1/(a-x)
0 10 20 30 45 60 90	0 0,6 1,2 1,8 2,4 3,0 3,0		3 3-0,6=2,4 1,8 1,2 0,6 0 0		0 0,097 0,221 0,397 0,699		0,33 0,42 0,56 0,83 0,42
120		0

Ile skrobi pozostanie w roztworze po 120 min ogrzewania?

Jeśli po 60 min i po 90 min powstało 0 to po 120 min ogrzewania zostanie 0 mg/cm³ skrobi.

Zadanie 7.

Oznaczono szybkości początkowe v₀ dla reakcji enzymatycznej przy różnych stężeniach substratu:

Początkowe stężenie substratu [µM]	Szybkość początkowa v0 [mg⋅s^-^1]	1 [S]	1 [V0]
3 6 9 12 15	3,9 6,7 8,9 10,8 12,1	0,33 0,17 0,11 0,08 0,07	0,26 0,15 0,11 0,09 0,08

Wartość szybkości maksymalnej V_max = 24,0 mg⋅s^-1. Obliczyć K_M oraz podać dla jakiego stężenia substratu szybkość reakcji osiągnie wartość maksymalną.

Zadanie 8. W wyniku działania dwóch różnych enzymów na substrat o zmiennym stężeniu określono szybkości początkowe:

Początkowe stężenie substratu [μM]	enzym A	enzym B		e - A	e - B
		v0 [μ M⋅min^-1]	v0 [μ M⋅min^-1]	1 [S]	1 [V0]		1 [V0]
5,8 10,2 15,6 25,0	8,7 11,1 12,5 13,7	5,3 7,4 9,3 11,1	0,17 0,09 0,06 0,04	0,11 0,09 0,08 0,07	0,18 0,14 0,10 0,09

1. Określić stałe kinetyczne K_M i V_max metodą podwójnych odwrotności.

2. Który z enzymów wykazuje większe powinowactwo do substratu? - eB

3. Określić rodzaj inhibicji - kompetycyjna.

4. Podać w jaki sposób można cofnąć działanie inhibitora - dodając substratu.

Zadanie 10.

1. 
   Stała Michaelisa w reakcji hydrolizy peptydu wynosi 3 ⋅ 10^-3 M. Przy stężeniu początkowym substratu 6 ⋅ 10^-5 M, po 5 minutach zhydrolizowało 30% peptydu. Obliczyć stałą szybkości reakcji oraz szybkość maksymalną V_max oraz stężenie produktu po 10 min.

K_M = 3 ⋅ 10^-3 M.

[S]₀ = 6 ⋅ 10^-5 M

t = 5 min

k = ? 0,071 min^-1

v = ?

v_max = ? 15,198*10^-5 M

Po 5 minutach zhydrolizowało 30% peptydu to pozostało 70%

[P]₅ = 70% = 0,7 * 6* 10^-5 M = 4,2* 10^-5 M.

v = k *(a-x) = 0,071 * 4,2 *10^-3 = 0,298*10^-5 M*min^-1

2. Po 5 min reakcji przereagowała połowa substratu o początkowym stężeniu 3 ⋅ 10^-5 mol⋅dm^-3. Szybkość maksymalna reakcji wynosiła 2,02 ⋅ 10^-5 M⋅min^-1. Obliczyć K_M oraz stężenie produktu po 10 min.

t = 5 min.

[S]₀ = 3 ⋅ 10^-5 mol⋅dm^-3

V_max = 2,02 ⋅ 10^-5 M⋅min^-1.

K_M = ?

[S]₅ = [S]₅ = a-x = 50% [S]₅ = 0,5 * 3* 10^-5 mol*dm^-3 = 1,5* 10^-5 mol*dm^-3.

3. Po 3 min reakcji przereagowało 15% substratu o początkowym stężeniu 4 ⋅ 10^-3 mol⋅dm^-3. Szybkość maksymalna reakcji wynosiła 8 ⋅ 10^-3 M⋅min^-1. Obliczyć K_M oraz stężenie produktu po 8 min.

t = 3 min.

[S]₀ = 4*10^-3 mol⋅dm^-3

[S]₁₅ = ? a-x = 15% [S] = 0,15% * 4* 10^-3 mol * dm ^-3 = 6* 10^-3 mol * dm ^-3

V _max = 8 ⋅ 10^-3 M⋅min^-1

K_M = ?

v= ? V=k*(a-x)=

[S]₈ = ?

6

---