Catalyse acide

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Deux types de catalyse acide sont reconnus, la catalyse acide spécifique et la catalyse acide générale.

Catalyse spécifiquemodifier

Dans la catalyse acide spécifique, le solvant protoné est le catalyseur. La vitesse de réaction est proportionnelle à la concentration des molécules de solvant protonées SH+. Le catalyseur acide lui-même (AH) ne contribue à l’accélération de la vitesse qu’en décalant l’équilibre chimique entre le solvant S et l’AH en faveur de l’espèce SH+. Ce type de catalyse est courant pour les acides forts dans les solvants polaires, tels que l’eau.

S+AH ⟶SH++A – {\displaystyle{\ce{S+AH- >SH++A-}}}

{\ displaystyle {\ce{S+AH-SH++A-}}}

Par example, dans une solution tampon aqueuse, la vitesse de réaction des réactifs R dépend du pH du système mais pas des concentrations des différents acides.

taux = -d d t = k {\displaystyle {\text{rate}} = -{\frac{{\text{d}}} {{\text{d}} t}} = k{\ce { }}}

{\ displaystyle {\text {rate}} = - {\frac{{\text{d}}} {{\text{d}} t}} = k{\ce { }}}

Ce type de cinétique chimique est observé lorsque le réactif R1 est en équilibre rapide avec son acide conjugué R1H+ qui réagit lentement avec R2 au produit de la réaction ; par example, dans la réaction aldol catalysée par l’acide.

Catalyse généralemodifier

En catalyse acide générale, toutes les espèces capables de donner des protons contribuent à l’accélération de la vitesse de réaction. Les acides les plus forts sont les plus efficaces. Les réactions dans lesquelles le transfert de protons détermine la vitesse présentent une catalyse acide générale, par exemple des réactions de couplage au diazonium.

taux = – d d t = k 1 + k 2 + k 3+. . . {\displaystyle {\text{rate}} = – {\frac{{\text{d}}} {{\text{d}} t}} = k_{1}{\ce{}} +k_{2}{\ce{}} +k_{3} {\ce{}} +…}

{\displaystyle {\text{rate}}= -{\frac{{\text{d}}} {{\text{d}} t}} = k_{1}{\ce{}} +k_{2}{\ce{}} +k_{3}{\ce{}}+...}

En maintenant le pH à un niveau constant mais en modifiant la concentration du tampon, un changement de vitesse signale une catalyse acide générale. Un taux constant est la preuve d’un catalyseur acide spécifique. Lorsque les réactions sont menées dans des milieux apolaires, ce type de catalyse est important car l’acide n’est souvent pas ionisé.

Les enzymes catalysent les réactions par catalyse générale-acide et générale-base.