Examen de Fisicoquímica II UB 2017 · Seminari Bloc III - Desembre 2017

Pregunta 1 (6 punts). Degradació d'un antiinflamatori

S'ha analitzat la cinètica de degradació d'un antiinflamatori en solució en funció de la temperatura i el pH, obtenint-se les dades següents:

$T/\text{K}$ · 323 · 333 · 343

$k_{\text{obs}}/\text{h}^{-1}$ medi àcid · 0,150 · 0,185 · 0,241

$k_{\text{obs}}/\text{h}^{-1}$ medi bàsic · 1,69 · 1,77 · 1,90

a.

Calculeu l'energia d'activació del procés i el temps de validesa ($t_{90}$) del principi actiu en medi àcid a 25 °C.

b.

Justifiqueu en quin dels dos ambients (àcid o bàsic) el compost presenta una estabilitat química superior.

Medi àcid

Medi bàsic

Pregunta 2 (4 punts). Mecanisme de reacció i equació de velocitat

Trobeu l'expressió per a la llei de velocitat associada a la reacció global a partir de la seqüència de passos elementals següent:

$$2\text{ AB} \underset{k_{-1}}{\overset{k_1}{\rightleftharpoons}} \text{B}^* \quad \text{(equilibri ràpid)}$$$$\text{B}^* \xrightarrow{k_2} \text{C} \quad \text{(etapa lenta)}$$

Indiqueu detalladament els fonaments de l'aproximació teòrica emprada per a la resolució.

Pregunta 3 (4 punts). Anàlisi d'inhibició enzimàtica

En una investigació sobre la cinètica d'inhibició d'un enzim es van obtenir les següents rectes de dobles recíprocs (Lineweaver-Burk):

Assaig sense inhibidor ($[\mathrm{I}] = 0$): $y = 1{,}219x + 5{,}83$ ($r = 0{,}998$)

Assaig amb inhibidor ($[\mathrm{I}] = 0{,}40\text{ mM}$): $y = 2{,}090x + 10{,}1$ ($r = 0{,}999$)

On $y = 1/v_0\ (\mathrm{mM}^{-1}\cdot\mathrm{s})$ i $x = 1/[\mathrm{S}_0]\ (\mathrm{mM}^{-1})$.

Calculeu el valor de la constant de Michaelis ($K_m$) de l'enzim i deduïu de manera justificada si l'efector actua com a inhibidor competitiu o no competitiu.

1.

2.

3.

Test (4 punts). Qüestions de cinètica i catàlisi

Indiqueu per a cadascuna de les afirmacions següents si és vertadera (V) o falsa (F). Baremació: resposta correcta = +0,50 punts; incorrecta = -0,25 punts; en blanc = 0 punts.

a. En una reacció d'ordre 2, el temps de semivida és inversament proporcional a la concentració inicial de reactiu.

b. Si la reacció $\mathrm{H}_2\,(\mathrm{g}) + \mathrm{Br}_2\,(\mathrm{g}) \rightarrow 2\,\mathrm{HBr}\,(\mathrm{g})$ té una equació de velocitat $v = k[\mathrm{H}_2][\mathrm{Br}_2]^{1/2}$, serà d'ordre 2.

Test (4 punts). Qüestions de cinètica i catàlisi

Indiqueu per a cadascuna de les afirmacions següents si és vertadera (V) o falsa (F). Baremació: resposta correcta = +0,50 punts; incorrecta = -0,25 punts; en blanc = 0 punts.

c. Si a la reacció $\mathrm{A} \rightleftharpoons \mathrm{B}$ es parteix de $100\text{ mM}$ de $\mathrm{A}$, i en el moment de l'equilibri la concentració de $\mathrm{A}$ és de $20\text{ mM}$, la relació entre les constants directa i inversa és $k_1 = 4k_{-1}$.

Test (4 punts). Qüestions de cinètica i catàlisi

Indiqueu per a cadascuna de les afirmacions següents si és vertadera (V) o falsa (F). Baremació: resposta correcta = +0,50 punts; incorrecta = -0,25 punts; en blanc = 0 punts.

d. La teoria de les col·lisions introdueix el factor estèric en el càlcul de la constant de velocitat d'una reacció.

e. En una reacció entre espècies iòniques de signe contrari, un augment de la força iònica dóna lloc a una disminució de la constant de velocitat.

Test (4 punts). Qüestions de cinètica i catàlisi

Indiqueu per a cadascuna de les afirmacions següents si és vertadera (V) o falsa (F). Baremació: resposta correcta = +0,50 punts; incorrecta = -0,25 punts; en blanc = 0 punts.

f. La constant de Michaelis coincideix amb la concentració de substrat on la velocitat de reacció és màxima.

g. En presència d'un catalitzador, la constant de velocitat de la reacció augmenta, mentre que la constant d'equilibri no es modifica.

h. La velocitat d'una reacció fotoquímica no depèn de la longitud d'ona de la llum incident.