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自催化

1920
  • Alfred J. Lotka
化学家在实验室利用玻璃器皿和化学反应研究自催化。.

(图片仅供参考)

自催化是一种化学反应,其中一种反应产物同时也是同一反应或偶联反应的催化剂。这形成了一个正反馈回路,导致反应速率加快。反应速率最初较慢,但随着产物(催化剂)浓度的增加而加快,通常形成S形动力学曲线。

在形式为 A + B → 2B 的简单自催化反应中,产物 B 会催化自身的形成。这种反应的速率规律通常总体上是二阶的,例如 [latex]\frac{d[B]}{dt} = k[A][B][/latex]。标准的一阶或二阶反应在开始时速率最高,随着反应物的消耗而降低,而自催化反应则不同,其速率最初受限于产物/催化剂[B]的低浓度。随着[B]的增加,反应速率加快,达到最大值,然后随着反应物[A]的消耗而再次减慢。这种行为是许多复杂系统的特征,包括生物复制和种群动力学。.

自催化作用是理解远离热力学平衡的系统的一个关键概念。它是创造时间或空间模式的先决条件,例如在中间产物浓度周期性波动的振荡反应(如别洛乌索夫-扎博金斯基反应)或可产生静止空间模式(图灵模式)的反应扩散系统中看到的模式。这些现象挑战了反应顺利达到平衡的简单概念,是自组织和复杂结构出现理论的基础,包括生命起源理论,在生命起源理论中,像 RNA 这样的自我复制分子可能是通过自催化循环出现的。.

UNESCO Nomenclature: 2202
- 物理化学

类型

抽象系统

中断

次金融

用法

小众/专业

前体

  • 化学动力学的基本原理
  • 观察化学中的周期性现象(Liesegang环)
  • 阿尔弗雷德-洛特卡的化学振荡理论研究
  • 鲍里斯-别洛乌索夫发现 BZ 反应

应用程序

  • 生命起源模型(RNA世界假说)
  • 振荡化学反应,如 Belousov-Zhabotinsky 反应
  • 一些塑料的解聚
  • 从白锡到灰锡的 ‘锡害虫 ’相变
  • 一些生物过程,如血液凝固

专利:

NA

潜在创新理念

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相关内容: 自催化、正反馈、西格玛曲线、反应动力学、振荡反应、别洛乌索夫-扎博金斯基、自我复制、生命起源、非平衡热力学、图灵模式。.

历史背景

自催化

1918
1919-05-29
1920
1920
1921
1924
1924
1917
1918
1920
1920
1921
1922
1924
1925

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

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