Autokatalyyttinen reaktio

Autokatalyyttinen reaktio eli itseäänkatalysoiva reaktio on kemiallinen reaktio, jossa ainakin yksi reaktiotuote katalysoi eli edistää reaktiota. Tällöin reaktionopeus kasvaa kun reaktio etenee. Esterin happokatalysoitu hydrolyysireaktio on esimerkki autokatalyysireaktiosta.

Yksinkertaisin autokatalyysireaktio on 

(1)A + B \ce{->[k]} 2B

Tässä reaktion kertaluku A:n suhteen on 1, mutta lisäksi B katalysoi reaktiota. Kun lopputuotetta B muodostuu, reaktionopeus kasvaa ja alkeisreaktion 1. kertaluvun kinetiikka poikkeaa integroidun nopeuslain kuvaamasta lineaarisuudesta. Tällöin reaktion nopeuslaki on ilmaistavissa (stoikiometriset kertoimet ovat 1):

(2)

Reaktiossa lähtöaine A:n konsentraation muutos täytyy vastata lopputuotteen B määrää (vrt. bimolekulaarinen reaktio), joten

(3)

Reaktionopeus on nyt kirjoitettavissa

(4)

(5)

Integroidun yhtälön vasen puoli on ratkaistavissa osamurtomenetelmällä ja saadaan]

(6) ja

(7)

Autokatalyysireaktio edellyttää, että reaktion alussa lopputuotetta on hiukan läsnä. Tällöin reaktion edetessä  kasvaa aluksi hitaasti, so. induktiovaihe. Tämän jälkeen alkaa autokatalyyttinen vaihe, jolloin  kasvaa yhä nopeammin. Tätä jatkuu kunnes 
 on suurimmillaan konsentraatio vs. aika -kuvaajalla. Reaktion loppuvaiheessa  lähestyy asymptoottisesti arvoa .

Autokatalyysireaktioita 
Esimerkki autokatalyysistä on tinan muuttuminen 13,2 °C asteessa ja sitä alemmissa lämpötiloissa vähitellen hopeanvärisestä tinasta harmaaksi jauheeksi (tinarutto) tai permanganaatti-ionin reaktio oksaalihapon kanssa.

Katso myös

Reaktiokinetiikka
Alkeisreaktio
Kemiallinen oskillaatio
Autoprotolyysi
Glykolyysi

Lähteet 

Kemialliset reaktiot