Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Химиялық реакция, оның өнімі сонымен бірге катализатор болып табылады.
Chemical reaction whose product is also its catalyst
Химияда, егер реакцияның өнімдерінің бірі сол реакцияның катализаторы болса, онда бұл реакция автокатализдік деп аталады. Автокатализдің көптеген түрлері белгілі. Егер реакциялардың бірнешеуі басқа реакциялар үшін жеткілікті мөлшерде катализаторларды өнім ретінде шығарса, онда химиялық реакциялар жиынтығы "жинақты автокатализдік" деп аталуы мүмкін, бұл жағдайда энергия мен қоректік молекулалардың енгізілуімен реакциялар жиынтығы өзін-өзі қамтамасыз етеді (автокатализдік жиынтыққа қараңыз).
In chemistry, a chemical reaction is said to be autocatalytic if one of the reaction products is also a catalyst for the same reaction. Many forms of autocatalysis are recognized. A set of chemical reactions can be said to be "collectively autocatalytic" if a number of those reactions produce, as reaction products, catalysts for enough of the other reactions that the entire set of chemical reactions is self sustaining given an input of energy and food molecules (see autocatalytic set).
Мысалдар
Эстерлердің қышқылмен катализделетін гидролизі карбоксил қышқылдарын тудырады, олар да сол реакцияны катализдейді. Шындығында, гамма-валеролактонның гамма-гидроксивален қышқылына гидролизінің үдеуі 1890 жылы автокатализ концепциясының енгізілуіне әкелді. Көмірсутектердің ауамен немесе оттегімен тотығуы автоокистенудің негізі болып табылады. Көптеген радикалдық реакциялар сияқты, жылдамдықтан уақытқа дейінгі графикте автокатализге тән сигмоидтық мінез-құлық байқалады. Органикалық қосылыстардың галогенмен көптеген реакциялары автокатализдік радикалдық механизмдерді қамтиды. Мысалы, ацетофенонның броммен реакциясынан фенацил бромид алынады. Белоусов-Жаботинский реакциясы сияқты осцилляциялық реакциялар автокатализді қамтитын күрделі мысалдар болып табылады. Мұндай реакцияларда кейбір аралық өнімдердің концентрациясы, сондай-ақ өнімдердің түзілу жылдамдығы осцилляциялайды. Басқа да маңызды мысалдарға Лотка-Вольтерра теңдеулері (тоңдаушы-жеңілдік модель үшін) және Брусселятор моделі жатады. Автокатализ қатты денелерге қатысты реакцияларға да қолданылады. Кристалл өсуі автокатализдің айқын мысалын көрсетеді: өсу жылдамдығы өсіп келе жатқан кристалдың беттік ауданына байланысты. Электрохимиялық жабын тәсілін қолдана отырып, ерітіндіден металл қабықшаларының өсуі автокатализдік болып табылады. Жабын жылдамдығы белгілі бір мөлшерде жиналғаннан кейін, яғни ядро пайда болғаннан кейін үдемелі болады.
Acid catalyzed hydrolysis of esters produces carboxylic acids that also catalyze the same reaction. Indeed, the observation of an accelerating hydrolysis of gamma valerolactone to gamma hydroxyvaleric acid led to the introduction of the concept of autocatalysis in 1890. The oxidation of hydrocarbons by air or oxygen is the basis of autoxidation. Like many radical reactions, the rate vs time plot shows a sigmoidal behavior, characteristic of autocatalysis. Many reactions of organic compounds with halogen involve autocatalytic radical mechanisms. For example the reaction of acetophenone with bromine to give phenacyl bromide. Oscillating reactions such as the Belousov–Zhabotinsky reaction are more complicated examples that involve autocatalysis. In such reactions the concentrations of some intermediates oscillate, as does the rate of formation of products. Other notable examples are the Lotka–Volterra equations for the predator prey model, and the Brusselator model. Autocatalysis applies also to reactions involving solids. Crystal growth provide dramatic examples of autocatalysis: the growth rate depends on the surface area of the growing crystal. The growth of metal films from solution using the technique of electroless plating is autocatalytic. The rate of plating accelerates after some deposition has occurred, i. e., nucleation.
Өмірдің пайда болуындағы ықтимал рөлі
Автокатализдің ерте мысалы – формалоза реакциясы, онда формальдегид және сілті қанттар мен оған қатысты полиолдарды жасайды. Автокатализге тән ерекшелік – бұл реакцияның жылдамдығы бастапқыда өте баяу, бірақ уақыт өте үдеп отырады. Мұндай реакциялар көбінесе өмірдің пайда болуымен байланысты қарастырылады. Мысал ретінде аминоаденозин триацидтік эфирдің (AATE) қатысуымен аминоаденозин мен пентафторфенил эфирінің реакциясын келтіруге болады. Бұл тәжірибе автокатализаторлардың мұрагерлікке ие организмдер тобында бәсекелестікке түсуі мүмкін екенін көрсетті, бұл табиғи іріктеудің қарапайым түрі ретінде түсіндірілуі мүмкін, сондай-ақ қоршаған ортаның белгілі бір өзгерістері (мысалы, сәулелену) осы өзін-өзі көбейтетін молекулалардың (мутацияның аналогы) химиялық құрылымын өзгертіп, олардың реакцияға қабілетін күшейтуге немесе оған кедергі келтіруге мүмкіндік береді, осылайша олардың көбейіп, популяцияда таралуына әсер етеді.
An early example of autocatalysis is the formose reaction, in which formaldehyde and base produce sugars and related polyols. Characteristic of autocatalysis, this reaction rate is extremely slow initially but accelerates with time. This kind of reaction has often been cited as being relevant to the origin of life. Illustrative is the reaction amino adenosine and pentafluorophenyl ester in the presence of amino adenosine triacid ester (AATE). This experiment demonstrated that autocatalysts could exhibit competition within a population of entities with heredity, which could be interpreted as a rudimentary form of natural selection, and that certain environmental changes (such as irradiation) could alter the chemical structure of some of these self replicating molecules (an analog for mutation) in such ways that could either boost or interfere with its ability to react, thus boosting or interfering with its ability to replicate and spread in the population.