Cinetica Enzimatica

Cinética Química
Profra. Silvia E. Castillo Blum

EL AREA DE LA CINETICA QUIMICA La química se puede dividir en forma arbitraria en el estudio de estructuras, equilibrios y velocidades de reacción. La estructura está descrita en forma precisa por la mecánica cuántica, los fenómenos de equilibrios por la mecánica estadística y la termodinámica y, el estudio de las velocidades de reacción es elárea de la cinética.

La cinética se puede subdividir en la cinética física que estudia los fenómenos físicos tales como la difusión y la viscosidad y la cinética química, que estudia las velocidades de las reacciones químicas (que incluye tanto cambios de enlaces covalentes como no covalentes). En los cursos de termodinámica se aprendió que las propiedades de estado dependen solamente de losestados inicial y final de un sistema, consecuentemente la termodinámica no puede proporcionar ninguna información respecto a los estados por los que pasa un sistema.

Estos estados intermedios constituyen el área de estudio de la cinética química. Las propiedades de un sistema en equilibrio no cambian con el tiempo, por lo que el tiempo no es una variable termodinámica. Un sistema sinconstricciones y que no se encuentra en equilibrio cambia espontáneamente con el tiempo, de forma que los estudios tanto teóricos como experimentales de estos cambios incluyen al tiempo como una variable. La presencia del tiempo como un factor en la cinética química añade tanto interés como dificultad a esta área de la química.

A pesar de que el tiempo como un concepto físico o filosófico es unacantidad extremadamente etéreo, en la cinética química adoptamos una noción bastante primitiva del tiempo, como una cuarta dimensión lineal (las primeras tres son espaciales), cuyo valor inicial (t = 0) se puede fijar experimentalmente. El experimentador lo puede fijar por ejemplo, al mezclar dos soluciones y persiste como variable hasta que el experimentador deja de observar la reacción, o hasta el“tiempo infinito” , que es el tiempo en que la reacción se ha llevado prácticamente completa.

Usos de la cinética química. ¿Qué sucede entre los estados inicial (reactivos) y final (productos)? Una respuesta a esta pregunta constituye una descripción del mecanismo de reacción. El estudio de los mecanismos de reacción es una aplicación importante de la cinética química. La cinética también se puedeaplicar a la optimización de las condiciones de un proceso, por ejemplo en la síntesis en química orgánica, en reacciones analíticas y en la manufactura química. Adicionalmente, otro uso práctico de la cinética es la determinación y control de la estabilidad de los productos comerciales, farmacéuticos, pinturas.

EL ESTUDIO DE LOS MECANISMOS DE REACCION.
Definición de mecanismo de reacción.Considere la siguiente reacción hipotética en un solo paso: AB + C → A + BC Los componentes del lado izquierdo son los reactivos, los del lado derecho corresponden al estado final o productos. Por experiencia, muchas veces los reactivos no se transforman inmediatamente en productos;

esto es, los reactivos presentan cierta estabilidad. Esta resistencia a que sucedan las reacciones químicas sedebe a la energía necesaria para pasar de reactivos a productos. Podemos imaginar que el sistema reactivo sigue una trayectoria y que pasa a través de un máximo que se encuentra en algún lado entre los estados inicial y final.

Esta posición de máxima energía se conoce como estado de transición de la reacción, la diferencia de energía entre el estado de transición y el estado inicial es labarrera de energía de la reacción. Una reacción de un solo paso tiene un solo estado de transición y tal proceso se llama una reacción elemental.

Muchas de las reacciones químicas (globales) consisten de dos o más reacciones elementales, cuya combinación es una reacción compleja. En el siguiente diagrama se muestra una reacción compleja compuesta por dos reacciones elementales. La especie...