自催化反应
自催化是指一個化學反應所生成之產物為該反應之催化劑。
若一組化學反應中一部分反應的產物足以催化其他反應，使得整組化學反應可自我供應能量和『食物分子』，則此組反應可稱作集體自催化（collectively autocatalytic）（參見autocatalytic set）
自催化反應速率方程
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二級自催化反應速率方程 是
![{\displaystyle \ v=k[A][B]}](/media/api/rest_v1/media/math/render/svg/1cd00ff30c5a48a1e072baf4c7c5a3736044f5a7)
A和B的濃度隨時間依據下式變化
與
![{\displaystyle [A]={\frac {[A]_{0}+[B]_{0}}{1+{\frac {[B]_{0}}{[A]_{0}}}e^{([A]_{0}+[B]_{0})kt}}}}](/media/api/rest_v1/media/math/render/svg/441bd0aee36b9fc56db162b05fd2e398be4c1d4d)
![{\displaystyle [B]={\frac {[A]_{0}+[B]_{0}}{1+{\frac {[A]_{0}}{[B]_{0}}}e^{-([A]_{0}+[B]_{0})kt}}}}](/media/api/rest_v1/media/math/render/svg/7b5b30238c201994af2b92d366d4c3776b769a4f)
典型的自催化反應等式圖形是雙彎曲函數：反應起初進行地很慢，因為幾乎沒有催化劑存在。反應速率隨著反應進行使催化劑量增加而加快，之後隨著濃度減少而減慢。若實驗的反應物或產物濃度遵守雙彎曲曲線，則此反應可能是自催化。
例如： 5 C2O42－(aq) + 2 MnO4－(aq)+16 H+(aq) →10 CO2(g) + 2 Mn2+(aq)+ 8 H2O(l)
其反應式右側的生成物Mn2+為該反應的催化劑，反應會隨著Mn2+濃度的增加，逐漸加快。
自然發生假說
[编辑]1995年史都華考夫曼提出生命最初起源形式是自催化化學網狀系統。[1]
英國動物行為學家理察·道金斯在他2004年著作《祖先的故事》寫道自催化是無生源論的可能解釋。書中引用朱利叶斯·里贝克與同事在加州斯克里普斯研究所完成的實驗。該實驗中他們以自催化氨基腺苷三酸酯（autocatalyst amino adenosine triacid ester （AATE））合成氨基腺苷（amino adenosine）與五氟苯酯（pentafluorophenyl ester），其中一個來自實驗的系統包含了多種能自行催化自身合成的AATE。此實驗證明了自催化可能可以造成族群內以遺傳進行競爭，可解釋為早期形式的天擇
自催化反應實例
[编辑]- Tin pest
- Reaction of Permanganate with Oxalic Acid （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 以上反應的機轉[2]
- Vinegar syndrome
- 血紅蛋白結合氧
- 阿司匹林自發降解為水楊酸和乙酸，使得久置於密封容器內的阿司匹林散發輕微的醋氣味。
- , 缺少（添加）催化劑，苯乙酮經溴的α-溴化
參與生命過程
[编辑]二位研究者，Robert Ulanowicz [3]與 Stuart Kauffman [4]提出自催化反應在生命演化中扮演重要角色，且繼續構成生命結構的基本元素。
參見
[编辑]- ^ Stuart Kauffman. At Home in the Universe: The Search for the Laws of Self-Organization and Complexity. Oxford University Press. 1995. ISBN 0195095995.
- ^ Kovacs KA, Grof P, Burai L, Riedel M. Revising the Mechanism of the Permanganate/Oxalate Reaction. J. Phys. Chem. A. 2004, 108: 11026. doi:10.1021/jp047061u.
- ^ Ecology, the Ascendent Perspective”, Robert Ulanowicz, Columbia Univ. Press 1997
- ^ Investigations, Stuart Kauffman, Oxford University Press
相關條目
[编辑]自催化反應與級數創建(Autocatalytic reactions and order creation)