FQ-Engel

19.4 Catálisis 493
k 2 [C] 0
Velocidad (M s –1 )
Pendiente = k 2[C] 0
K m
En la Ecuación (19.48), el subíndice de la velocidad indica que esta expresión se aplica en
los primeros momentos o velocidad de reacción incial. Consideramos a continuación dos
casos límite de la Ecuación (19.48).
19.4.1 Caso 1: [C] 0
K m
, el denominador de la Ecuación
(19.49) se puede aproximar por [S] 0
, resultando la siguiente expresión para la velocidad
de reacción:
R = k [ C]
= R
0 2 0
(19.51)
En otras palabras, la velocidad de reacción alcanzará el valor límite en el que la velocidad
llega a ser de orden cero en la concentración de substrato. En este límite, la velocidad de
reacción sólo puede reforzarse aumentando la cantidad de catalizador. En la Figura 19.4 se
proporciona una ilustración de la variación de la velocidad de reacción con la concentración
de substrato inicial predicha por las Ecuaciones (19.49) y (19.50).
19.4.2 Caso 2: [C] 0
>> [S] 0
En el límite [C] 0
>> [S] 0
, la Ecuación (19.48) se convierte en
R
R
0
0
k [ S] [ C]
=
[ S]
+
2 0 0
0
K m
k [ S] [ C]
=
[ C]
+
2 0 0
0
K m
(19.52)
Aesta concentración límite, la velocidad de reacción es de primer orden en [S] 0
, pero puede
ser de orden cero o uno en [C] 0
dependiendo del tamaño de [C] 0
relativo a K m
. En los estudios
de catálisis, este límite generalmente se evita por la complicación que supone mirar
las constantes de velocidad de las distintas etapas de la reacción, que se evalúan con
mayor facilidad en el Caso I previamente discutido. Además, los buenos catalizadores pueden
ser costosos; por tanto, emplear exceso de catalizador en una reacción no es efectivo
en cuanto al costo.
19.4.3 Cinética enzimática de Michaelis-Menten
Las enzimas son proteínas que sirven como catalizadores en una amplia variedad de reacciones
químicas. Las enzimas se caracterizan por su reacción específica y han desarrollado
máx