Kinetik Übungsblatt 1

Übungen zur Vorlesung Physikalische Chemie I
Chemische Thermodynamik und Kinetik
1. Übung Kinetik
Fitnesstraining
1) Ein Protein A kann Monomere (A) und Dimere (A 2 ) bilden und in dimerer Form an
DNA (D) binden. Stellen Sie alle Differentialgleichungen für die Kinetik dieses
Mechanismus auf.
2) Zeigen Sie, dass für die Halbwertszeit (t 1/2 ) einer Reaktion erster Ordnung gilt:
t 1/ 2
= ln 2
k
wobei k die Geschwindigkeitskonstante der Reaktion ist.
Aufgaben:
1). Die Halbwertszeit von 14 C ist 5760 Jahre. Holz aus einem archäologischen Fund hat
72% der 14 C-Konzentration eines lebenden Baumes.
a) Wie gross ist die Geschwindigkeitskonstante (k) für den Zerfall von 14 C?
b) Wie alt ist das Holz?
2) A reagiert zu dem Produkt, P. Die Auftragung des Kehrwerts der Konzentration von
A gegen die Zeit ergibt eine Gerade. Bei einer Anfangskonzentration ([A] 0 ) von 1.0 x
10 -2 M wurde eine Halbwertszeit (t 1/2 ) von 20 Minuten gemessen.
a) Was ist die Reaktionsordnung?
b) Stellen sie den einfachsten kinetischen Mechanismus für die Reaktion auf.
c) Bestimmen sie die Geschwindigkeitskonstante für den Mechanismus in b).
d) Wie gross ist die Halbwertszeit der Reaktion bei einer [A] 0 von 3.0 x 10 -3 M?

3) Für eine Reaktion von A nach P wurde nach den angegebenen Zeiten folgende
Konzentrationen von A gemessen
Zeit(min) [A] (M)
0.50000 0.74082
1.00000 0.54881
2.00000 0.30119
3.00000 0.16530
4.00000 0.09072
5.00000 0.04979
6.00000 0.02732
7.00000 0.01500
a) Bestimmen sie die Reaktionsordnung
b) Bestimmen sie die Geschwindigkeitskonstante der Reaktion und die
Anfangskonzentration von A ([A] 0 ).
4) Bei bimolekularen biologischen Reaktionen ist oft ein Partner in grossem Überschuss
vorhanden und seine Konzentration ändert sich daher im Verlauf der Reaktion
praktisch nicht.
a) Nach welcher scheinbaren Reaktionsordnung laufen solche Reaktionen ab und
wie nennt man sie daher?
b) Wie würden sie experimentell prüfen, ob eine solche Reaktion vorliegt?
c) Für die Bindung von Azetylcholin an Azetylcholinesterase wurden folgende
apparenten Geschwindigkeitskonstanten (k app ) erster Ordnung in Abhängigkeit
der Azetylcholin Konzentration gemessen.
[Azetylcholin]/µM k app /s -1 .
10 7 x 10 4
50 3.5 x 10 5
100 7 x 10 5
200 1.4 x 10 6
Die Konzentration von Azetylcholinesterase ist dabei vernachlässigbar klein
gegenüber der Azetylcholinkonzentration. Bestimmen Sie die bimolekulare
Geschwindigkeitskonstante (k) für die Bindungsreaktion.