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自催化反应

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自催化是指一个化学反应所生成之产物为该反应之催化剂

若一组化学反应中一部分反应的产物足以催化其他反应,使得整组化学反应可自我供应能量和‘食物分子’,则此组反应可称作集体自催化(collectively autocatalytic)(参见en:autocatalytic set

自催化反应速率方程

自催化反应中产物浓度的双弯曲函数变化
自催化反应中产物浓度的双弯曲函数变化

二级自催化反应速率方程

A和B的浓度随时间依据下式变化

典型的自催化反应等式图形是双弯曲函数:反应起初进行地很慢,因为几乎没有催化剂存在。反应速率随着反应进行使催化剂量增加而加快,之后随着浓度减少而减慢。若实验的反应物或产物浓度遵守双弯曲曲线,则此反应可能是自催化。

例如: 5 C2O42-(aq) + 2 MnO4(aq)+16 H+(aq) →10 CO2(g) + 2 Mn2+(aq)+ 8 H2O(l)

其反应式右侧的生成物Mn2+为该反应的催化剂,反应会随着Mn2+浓度的增加,逐渐加快。

自然发生假说

1995年史都华考夫曼提出生命最初起源形式是自催化化学网状系统。[1]

英国 动物行为学理察·道金斯在他2004年著作《祖先的故事》写道自催化是无生源论的可能解释。书中引用Julius Rebek与同事在加州斯克利普斯研究所完成的实验。该实验中他们以自催化氨基腺苷三酸酯(autocatalyst amino adenosine triacid ester (AATE))合成氨基腺苷(amino adenosine)与五氟苯酯(pentafluorophenyl ester),其中一个来自实验的系统包含了多种能自行催化自身合成的AATE。此实验证明了自催化可能可以造成族群内以遗传进行竞争,可解释为早期形式的天择

自催化反应实例

参与生命过程

二位研究者,Robert Ulanowicz [3]与 Stuart Kauffman [4]提出自催化反应在生命演化中扮演重要角色,且继续构成生命结构的基本元素。

参见

  1. ^ Stuart Kauffman. At Home in the Universe: The Search for the Laws of Self-Organization and Complexity. Oxford University Press. 1995. ISBN 0195095995. 
  2. ^ Kovacs KA, Grof P, Burai L, Riedel M. Revising the Mechanism of the Permanganate/Oxalate Reaction. J. Phys. Chem. A. 2004, 108: 11026. doi:10.1021/jp047061u. 
  3. ^ Ecology, the Ascendent Perspective”, Robert Ulanowicz, Columbia Univ. Press 1997
  4. ^ Investigations, Stuart Kauffman, Oxford University Press

相关条目

自催化反应与级数创建(en:Autocatalytic reactions and order creation)

外部链接

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