Enzymer är organiska katalysatorer som dramatiskt ökar hastigheten på kemiska reaktioner. Utan enzymers hjälp skulle de flesta metaboliska reaktioner helt enkelt vara för långsamma för att liv ska kunna upprätthållas. Enzymer sänker aktiveringsenergin – den mängd energi som krävs för att initiera en reaktion.
Reaktionshastigheten bestäms genom en analys där substratet (de molekyler som reagerar) eller produkterna mäts vid en given temperatur över tid. Genom att bestämma reaktionshastigheten vid olika temperaturer får du de data som behövs för att beräkna aktiveringsenergin (Ea). Med hjälp av Arrhenius-ekvationen ln k = -Ea/RT + ln A kan du sedan fastställa detta värde.
Börja med att formulera data från enzymanalysen i tabellform. En grafisk utritning av data visar att hastigheten ökar exponentiellt när temperaturen stiger, eftersom mer värmeenergi tillförs reaktionen. Den mätbara enheten – en minskning av substratet eller en ökning av produkten – registreras som (mol/liter)/tid (s).
Beräkna varje temperatur (T) i grader Kelvin. Data från enzymanalys mäts oftast i grader Celsius, men för att kunna använda Arrhenius-ekvationen måste T anges i Kelvin. Omvandlingsformeln är: °C + 273 = K.
Bestäm den naturliga logaritmen (ln) av reaktionshastigheten för varje experimentell temperatur. Detta görs enklast med en miniräknare som har naturlig logaritm: skriv in talet och tryck på ln-tangenten. Har din räknare naturlig logaritm som sekundär funktion kan du behöva trycka på 2nd/shift-tangenten först, därefter ln, sedan talet och slutligen likhetstecknet.
Plotta de naturliga logaritmerna för reaktionshastigheten (y-axeln) mot 1/T i Kelvin (x-axeln). Förändringen i reaktionshastighet med hänsyn till temperaturen är exponentiell, men den naturliga logaritmen omvandlar värdena till en linjär graf – vilket gör analysen mycket enklare.
Bestäm ekvationen för linjen på formen y = mx + b. Denna ekvation motsvarar Arrhenius-ekvationen när den skrivs som ln k = -(Ea/R)(1/T) + ln A. Linjens lutning representerar den negativa kvoten mellan aktiveringsenergin (Ea) och gaskonstanten (R). Gaskonstantens värde är 8,314472 J·mol⁻¹·K⁻¹.
Beräkna aktiveringsenergin genom att multiplicera lutningen (m) med gaskonstanten (R) för att få värdet Ea. Observera att lutningen representerar ett negativt värde för Ea, och att aktiveringsenergin därför bör registreras som absolutvärde, det vill säga positivt värde, för att få fram Ea.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online