Die Steuerung der Geschwindigkeit biochemischer Reaktionen

Zusammenfassung

Thermische Eigenschaften von Stoffen, Bildungs- und Reaktionswärmen gestatten mit Hilfe der 3 Hauptsätze Urteile über Ausmaß und Möglichkeiten chemischer Reaktionen; über die Bedingungen ihrer Verwirklichung sagen sie nichts aus. Denn es hängt von zahlreichen Milieueigenschaften ab, ob sich ein energetisch zugelassener Vorgang mit genügender Geschwindigkeit vollzieht, so daß man praktisch von seinem Zustandekommen sprechen kann. Die Kinetik befaßt sich mit den Gesetzmäßigkeiten, denen die Reaktionsgeschwindigkeit gehorcht. Ihr allgemeines Ergebnis ist, daß jede Reaktion durch aktive Moleküle des beteiligten Stoffes vermittelt wird. Zur Aktivierung ist die Aufnahme von Energie notwendig. Entstehen Atome im angeregten Zustand, dann kann die Energieübernahme nur quantenmäßig, etwa durch Photonen des Inhalts h · v, erfolgen. Bei der Aktivierung durch Wärme genügt die kinetische Energie eines Moleküls, welches beim Zusammenstoß mit einem anderen eine bestimmte Stoßenergie überträgt. Sie muß mindestens in Höhe der Aktivierungsenergie zugeführt werden, um jene Schranke zu überwinden, die dem spontanen Ablauf der Reaktion entgegensteht. Weil nun dieser hindernde Energieberg für verschiedene Systeme sehr verschieden hoch ist, wird auch die Zahl der unter allen Zusammenstößen der Moleküle erfolgreichen Stöße sehr verschieden hoch sein, so daß nur ein kleiner Bruchteil von ihnen zur Auslösung der Reaktion führt. Für die Wärme ergibt sich dieser Bruchteil aus der bei gegebener Temperatur gültigen relativen Verteilungskurve der molekularen Geschwindigkeiten. Der verschiedene Anteil der wirksamen Stöße bedingt verschiedene numerische Werte der Reaktionsgeschwindigkeiten, die in den individuellen Geschwindigkeitskonstanten zum Ausdruck kommen.

… sie stießen aufeinandertreffend zusammen und die einen prallten voneinander ab, wo es sich gerade so träfe, die anderen verflöchten sich miteinander infolge des passenden Verhältnisses ihrer Formen, Größe, Lage und Anordnung und „blieben zusammen“, und so komme die Entstehung der zusammengesetzten Körper zustande. Leukipp (Aus Aristoteles: Über den Himmel)