ऑटोकैटलिसिस

एकल रासायनिक प्रतिक्रिया को स्वउत्प्रेरक कहा जाता है यदि प्रतिक्रिया उत्पादों में से एक उसी या युग्मित प्रतिक्रिया के लिए उत्प्रेरक भी हो। इस प्रकार की प्रतिक्रिया को स्वउत्प्रेरक प्रतिक्रिया कहा जाता है।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं के एक 'सेट' को सामूहिक रूप से स्वउत्प्रेरक कहा जा सकता है यदि उन प्रतिक्रियाओं की एक संख्या प्रतिक्रिया उत्पादों के रूप में उत्पन्न होती है, अन्य प्रतिक्रियाओं के लिए पर्याप्त उत्प्रेरक इस प्रकार होते है कि रासायनिक प्रतिक्रियाओं का पूरी प्रणाली आत्मनिर्भर है जिसका इनपुट ऊर्जा और खाद्य अणु के लिए दिया गया है ( स्वउत्प्रेरक सेट देखें)।

रासायनिक प्रतिक्रियाएं

Main articles: रासायनिक प्रक्रिया and रासायनिक गतिकी

दो अभिकारकों और उनके उत्पादों की रासायनिक अभिक्रिया को इस प्रकार लिखा जा सकता है:

$\alpha A+\beta B\rightleftharpoons \sigma S+\tau T$

जहां ग्रीक अक्षर स्टोइकोमेट्रिक गुणांक हैं और बड़े लैटिन अक्षर रासायनिक प्रजातियों का प्रतिनिधित्व करते हैं। रासायनिक प्रतिक्रिया आगे और पीछे दोनों दिशाओं में आगे बढ़ती है। यह समीकरण किसी भी संख्या में अभिकारकों, उत्पादों और प्रतिक्रियाओं के लिए आसानी से सामान्यीकृत होता है।

रासायनिक संतुलन

रासायनिक संतुलन में आगे और पीछे की प्रतिक्रिया दर इस प्रकार होती है कि प्रत्येक रासायनिक प्रजाति को उसी दर से बनाया जा रहा है जिस दर पर इसे नष्ट किया जाता है। दूसरे शब्दों में, अग्र अभिक्रिया की दर प्रतिवर्ती अभिक्रिया की दर के बराबर होती है।

$k_{+}[A]^{\alpha }[B]^{\beta }=k_{-}[S]^{\sigma }[T]^{\tau }\,$

यहाँ, कोष्ठक प्रति लीटर मोल में रासायनिक प्रजातियों की सांद्रता का संकेत देते हैं, और k+ और k− दर स्थिरांक हैं।

संतुलन से दूर

संतुलन से दूर, आगे और पीछे की प्रतिक्रिया दर अब संतुलित नहीं है और अभिकारकों और उत्पादों की एकाग्रता अब स्थिर नहीं है। हर आगे की प्रतिक्रिया के लिए $\alpha$ A के अणु नष्ट हो जाते हैं। प्रत्येक विपरीत प्रतिक्रिया के लिए $\alpha$ A के अणु बनते हैं। प्रारंभिक प्रतिक्रिया चरण की स्थिति में प्रत्येक दिशा में प्रतिक्रिया क्रम आणविकता के बराबर होता है, जिससे A के मोलों की संख्या में परिवर्तन की दर तब हो

${d \over dt}[A]=-\alpha k_{+}[A]^{\alpha }[B]^{\beta }+\alpha k_{-}[S]^{\sigma }[T]^{\tau }\,$

${d \over dt}[B]=-\beta k_{+}[A]^{\alpha }[B]^{\beta }+\beta k_{-}[S]^{\sigma }[T]^{\tau }\,$

${d \over dt}[S]=\sigma k_{+}[A]^{\alpha }[B]^{\beta }-\sigma k_{-}[S]^{\sigma }[T]^{\tau }\,$

${d \over dt}[T]=\tau k_{+}[A]^{\alpha }[B]^{\beta }-\tau k_{-}[S]^{\sigma }[T]^{\tau }\,$

समीकरणों की इस प्रणाली में एक स्थिर स्थिर बिंदु (गणित) होता है जब आगे की दरें और विपरीत दरें समान होती हैं (जब ${d \over dt}=0$ हर प्रजाति के लिए)। इसका अर्थ यह है कि प्रणाली संतुलन की स्थिति में विकसित होती है, और यह एकमात्र ऐसी स्थिति है जिसके लिए वह विकसित होती है।

स्वत: उत्प्रेरक अभिक्रियाएं

File:Sigmoid curve for an autocatalytical reaction.jpg

स्वउत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं में उत्पाद एकाग्रता की सिग्मॉइड भिन्नता

स्वउत्प्रेरक प्रतिक्रियाएं वे हैं जिनमें कम से कम एक उत्पाद एक अभिकारक है। संभवतः सबसे सरल स्वउत्प्रेरक प्रतिक्रिया लिखी जा सकती है

$A+B\rightleftharpoons 2B$

दर समीकरणों के साथ (प्राथमिक प्रतिक्रिया के लिए)

${d \over dt}[A]=-k_{+}[A][B]+k_{-}[B]^{2}\,$