:-Definitionen: Redoxreaktion: Oxidation Abgabe von Elektronen, Erhöhung der Oxidationszahl Reduktion Aufnahme von Elektronen, Erniedrigung der Oxidationszahl Elektronenabgabe Oxidation, Reduktionsmittel Elektronenaufnahme Reduktion, Oxidationsmittel Oxidationsmittel: Elektronenakzeptor, wird selbst reduziert Reduktionsmittel Elektronendonator, wird selbst oxidiert Oxidationskraft zieht Elektronen stark an Reduktionskraft gibt Elektronen leicht ab Oxidierte Form durch Ox. aus red. Form entstandenes Produkt (POSITIVER GELADEN) Reduzierte Form durch Red. aus ox. Form entstandenes Produkt (NEGATIVER GELADEN) Dehydrierung Spezialfall der Oxidation, wobei H abgespalten wird Hydrierung Addition von H, oft mit Katalysator Elektromotorische Kraft Die Spannung zwischen den beiden Elektroden einer elektrochemischen Zelle entspricht der elektromotorischen Kraft (EMK). ΔG = -zF ΔE ΔE=elektromotorische Kraft Normalpotenzial Metallelektrode unter Standardbedingungen (1013 hPa, 25°C) in einer 1 molaren Metallsalzlösung und Bestimmung der Normaldifferenz zur Normalwasserstoffelektrode E0-Werte sind charakteristische Konstanten für Redoxpaar und Maß für Ox./Red.kraft Spannungsreihe Für alle Redoxpaare lassen sich Normalpotenziale bestimmen aufgeschrieben in der Elektrochemischen Spannungsreihe (oben Redoxpaar mit größter Red.kraft besonders neg. Spannung, unten Redoxpaar mit größter Ox.kraft besonders positive Spannung VON OX FORM ZUR REDUZIERTER, ALSO REDUKTION) Elektrodenpotenzial Stehen zwei Elektroden im Kontakt mit einem Elektrolyten, lässt sich zwischen ihnen eine elektrische Spannung messen. Das Elektrodenpotential (Symbol: E) gibt an, welche elektrische Spannung eine Elektrode liefern kann oder welche Spannung benötigt wird, um – beispielsweise bei einer Elektrolyse – einen bestimmten Zustand aufrecht zu erhalten. Oxidationszahlen bestimmen können Element/Molekül alleine 0 Einfache Ionen Ladung Fluor -1 Sauerstoff -2 (außer bei Peroxiden, da -1) Wasserstoff +1 (außer mit Metallen, da -1, also Hydriden) Komplexe Ionen Oxidationszahlen müssen sich ergänzen Metalle immer positive oder 0 Redoxgleichungen aufstellen/ergänzen 1. Formeln der Edukte und Produkte aufschreiben und Oxidationsstufen angeben 2. Änderungen der Oxidationsstufen Reduktion und Oxidation entnehmen und Teilreaktionen getrennt notieren, eventuell Faktoren um Anzahl der wandernden Elektronen auszugleichen 3. Gesamtreaktion bilden 4. Weiter Bestandteile ergänzen, die zum Ladungsausgleich oder für Gesamt-Bilanz erforderlich sind (z.B. H20, H+, OH-) Nernst-Gleichung Aufbau/Funktion einfacher elektrochemischer Zellen (Daniell-Element, Normalwasserstoffelektrode) Beispiel Zink und Kupfer (Daniell-Element): Zinkblech in ZnSO4-Lösung und Kupferblech in CuSO4-Lösung, räumlich voneinander getrennt, aber über „Salzbrücke“ verbunden. Elektroden sind über Kabel und Spannungsmesser verbunden. Unter Abgabe von Zn2+ werden an der Anode Elektronen frei wandern über Kabel zur Kathode (Kupferelektrode), wo sich Cu2+-Ionen unter Aufnahme der Elektronen abscheiden. Salzbrücke wichtig, da äußerer Ladungstransport durch Ionenwanderung ausgeglichen wird. elektrochemische Zelle (Daniell-Element), der fließende Strom kann Arbeit verrichten Normalwasserstoffelektrode: Die Bezugshalbzelle für die Elektronenpotenziale ist die Normalwasserstoffelektrode. Sie besteht aus einer Platinelektrode (sehr edles Metall), dass bei 25°C in eine Säurelösung mit c=1 mol/l (pH=0) eingetaucht wird und von Wasserstoffgas bei 1013 hPa Druck umspült wird. Die Redoxteilreaktion an der Paltinoberfläche ist: 2 H3O+ + 2e- H2 + 2 H2O Bringt man nun eine andere Halbzelle mit dieser in Kontakt, dann gibt es zweierlei möglichen Elektronenfluss. 1. Von Halbzelle zur Normalwaserstoffelektrode negatives Vorzeichen 2. Von Normalwasserstoffelektrode zur Halbzelle positives Vorzeichen Für Vergleiche werden die Metallelektroden unter Standardbedingungen in eine 1 Molare Metallsalzlösung getaucht. Die E0-Werte sind charakteristisch für jedes Redoxpaar. Spannungsreihe Vorhersage von Redoxreaktionen Geordnet nach positivsten und negativsten Spannungswert Von unedel zu edel sinkt die Reduktionskraft und steigt die Oxidationskraft (neg. Spannung pos. Spannung) ΔE=Ekathode- Eanode Anode: gibt Elektronen ab Kathode: nimmt Elektronen auf Biologisch relevante Redox-Systeme kennen (Chinhydron-System, Cystein-Cystin-Reaktion) Die Normalpotenziale sind pH-Wert-abhängig, z.B. ist die Reduktionskraft des Wasserstoffs bei pH=7 stärker als in saurem Milieu. Chinhydron-Elektrode: Redoxpaar Hydrochinon/Chinon als Hydochinon bezeichnet Taucht eine inerte Platinelektrode in eine Messlösung, in der Chinon und Hydrochinon in gleicher Konzentration enthalten sind, ist das Potenzial der Halbzelle nur noch vom pH-Wert der Messlösung abhängig. Aus der Potenzialdifferenz kann so der pH-Wer errechnet werden. Wichtig bei Atmungskette und kommt in allen bekannten Lebewesen vor Komplexchemie: Komplex Ein Komplex (oder Koordinationsverbindung) ist eine Struktur, bei der ein Zentralatom (meist ein Metallion), das in seiner Elektronenkonfiguration Lücken aufweist, von einem oder mehreren Molekülen oder Ionen (den Liganden) umgeben ist, die jeweils mindestens ein freies Elektronenpaar für die Bindung zur Verfügung stellen. Die entstehende Bindung ist eine koordinative Bindung, bei der beide Bindungselektronen vom Liganden stammen. Koordinationszahl Zähnigkeit Liganden sind abhängig von der Anzahl ihrer Donator-Atome unterschiedlich zähnig, z.B. gitb es einzähnige wie den Ammoniak, aber auch mehrzähnige sog. Chelatoren, die Chelatkomplexe mit dem Zentralion bilden, wie z.B. Ethylendiamin (1,2-Diaminoethan) Zentralion Atom, dass in seiner Elektronenhülle Lücken aufweist, v.a. Metalle Lewis-Säuren (Elektronenakzeptoren) Spurenelement Für den Organismus essenzielle chemische Element, die in lebenden Organismen nur in Spurenanteilen vorkommen. Ligand Bezeichnet ein Atom/Molekül, das über eine koordinative Bindung an ein Zentralion koordiniert Lewis-Basen (Elektronendonatoren) Eigenschaften und Unterschiede von Bindungen (ionisch, koordinativ, kovalent, metallisch) Koordinative: Beide Elektronen von einem Partner Lewis-Säure und Lewis-Base Ionische: Beruht auf elektrostatische Anziehungskräfte unterschiedlich geladener Teilchen (Salze, Inoengitter) Kovalente: Atombindung, Atome binden mindestens ein gemeinsames bindendes Elektronenpaar aus Edelgaskonf. Metallische: Auftreten von frei beweglichen delokalisierten Elektronen (Elektronenwolke) im Metallgitter Verursacht durch Anziehungskräfte zwischen Metallion und delok. Elektronen Einfache Komplexe BENENNEN Zur systematischen Benennung von Komplexsalzen gibt man zuerst das Kation (+) (gleichgültig ob komplex oder nicht) und dann das Anion (-) an. Die Nennung der Bestandteile einer Koordinationseinheit geschieht in folgender Reihenfolge: 1. Die Anzahl der Liganden wird durch vorangestellte griechische Zahlwörter angegeben: mono, di, tri, tetra, penta, hexa, hepta, octa usw. 2. Art der Liganden: Die verschiedenen Liganden werden ohne Berücksichtigung ihrer Anzahl und ihrer Ladung in alphabetischer Reihenfolge genannt. Anionische Liganden erhalten die Endung -o an ihren Anionennamen (Bsp: Chlorido). Die Namen neutraler oder kationischer Liganden werden nicht verändert. Ausnahmen von dieser Regel sind die Namen von Wasser (aqua), Ammoniak (ammin), CO (carbonyl) und NO (nitrosyl). 3. Zentralion: In einem komplexen Anion erhält das Zentralion (mit lateinischem Wortstamm) die Endung -at. Ist der Komplex ein Kation oder ein neutrales Molekül, dann ändert sich der Name des Zentralions (mit deutscher Bezeichnung) nicht, 4. Ladung des Zentralions: Die Ladung des Zentralions (= Oxidationszahl) wird durch eine in runden Klammern gesetzte römische Ziffer („Stock-Zahl“) angegeben und dem Namen der Koordinationseinheit nachgestellt. (Ein Pluszeichen wird nicht geschrieben; für Null wird die arabische Ziffer 0 benutzt.) Der vollständige Name der Koordinationseinheit wird in einem Wort geschrieben. Bis auf die Namen der Liganden aqua, ammin und nitrosyl werden die Namen aller neutraler Liganden in Klammern gesetzt. Die Namen anorganischer anionischer Liganden werden dann in runde Klammern gesetzt, wenn sie bereits numerische Vorsilben enthalten oder wenn dadurch Mehrdeutigkeiten vermieden werden. Im Namen von Komplexsalzen wird zwischen den Namen des Kations und des Anions ein Bindestrich geschrieben. Komplexbildungs- und –zerfallskonstante vom MWG ausgehend ableiten a*M + b*Lx <-> c*[MLx] M: Zentralteilchen L: Liganden Wenn Du auf dieses Gleichgewicht das MWG anwendest, erhält man die Komplexbildungskonstante, ihr Kehrwert ist die Komplexzerfallskonstante. Kk=[[MLx]]c/[M]a*[Lx]b Je größer die Bildungskonstante, desto stärker ist die Tendenz in der entsprechenden Lösung den Komplex zu bilden. Ansäuerung kann hierbei eine komplexzerfallende Wirkung haben, da sie sich negativ auf das Gleichgewicht auswirkt (z.B. NH3 entfernt). Für Zentralatome Na, K, Mg, Ca, Zn, Ag, Cu, Fe, Pt, Co, Ni räumliche Beschreibung und formulieren der Beispiele Ag 2, Eisen 6, Cobalt 6,4 , Kupfer 4, nickel 4, Chrom 6, Linear Quadratisch planar Tetraedrisch Oktaeder Zähnigkeit erkennen Betrachten der möglichen freien Elektronenpaare und des räumliche Aufbaus des Moleküls (drehbar usw.) Struktur des Häms/Chlorophyll/Cytochrom c/Vitamin B12 beschreiben Alle biochemisch wichtige Komplexe Toxische Wirkung von Cyanid/CO erklären Der Mechanismus der Cyanid-Vergiftung erfolgt durch Hemmung des Enzyms Cytochrom c Oxidase in der Atmungskette. Es bindet sehr leicht an Eisen und macht so O2 Transport unmöglich. Kohlenmonoxid bindet etwa 210-mal stärker an den roten Blutfarbstoff Hämoglobin als Sauerstoff, indem es an das Eisen des Hämoglobins bindet und so die Bindungsstelle des Sauerstoffs blockiert. Analyse, Trennverfahren, Strukturaufklärung: Qualitative Analyse Fällungsreaktion: Fällungsreaktionen nennt man chemische Reaktionen, bei denen die Edukte (= die Ausgangstoffe) im Lösungsmittel gelöst vorliegen und mindestens ein Produkt in diesem Lösungsmittel un- oder schwerlöslich ist. Das schwerlösliche Produkt fällt aus, die Ausfällung wird allgemein Niederschlag genannt Redoxreaktion z.B. Nachweis von Hg2+ mit Kupfercent Komplexbildung Komplexbildung kann typische Farbveränderungen hervorrufen Flammenfärbung und Spektralanalyse Elektronen werden angeregt und gehen in höhere Zustände über. Beim Rückfall aus dem nicht stabilen Zustand in den Ausgangszustand geben die Elektronen die Energiedifferenz ab, so dass Photonen bestimmter Wellenlänge und somit charakteristischer Farbe entstehen. Schickt man das emittierte Licht eines Elements mittels eines Spektroskops durch ein Prisma, erhält man typische, charakteristische Linienspektren, die zur Identifizierung genutzt werden können. Na gelb K violett Li rot Ca ziegelrot Ba grün Cs blau Sr rot Quantitative Analyse Titration Stückweise hinzufügen einer Base oder Säure zu einem bestimmten Stoff Wichtige Punkte: Startpunkt: 1. Starke Säure: pH=-log(c(H3O+)) (mit starker Base) 2. Schwache Säure: pH=1/2*(pKs-log(c0(Säure)) (mit starker Base) 3. Starke Base: pH=14-log(c(OH-)) (mit starker Säure) 4. Schwache Base: pH=14-(1/2*(pKb-log(c0(Base)))) (mit starker Säure) Halbäquivalenzpunkt: pH=pKs Äquivalenzpunkt: 1. =Neutralpunkt pH=7, pH=-log(c(H3O+)=-log(c(OH-)) 2. HA+OH-A-+H2O Es liegt nur noch A- vor pH=14-(1/2*(pKb-log(c(A-))) schwache Base 3. =Neutralpunkt pH=7, pH=-log(c(H3O+)=-log(c(OH-)) 4. A-+H3O+H2O+HA Es liegt nur noch HA vor pH=1/2*(pKs-log(c(HA)) schwache Säure Endpunkt: 1. pH=14-log(c(OH-)) 2. pH=14-log(c(OH-)) 3. pH=-log(c(H3O+)) 4. pH=-log(c(H3O+)) Neutralpunkt: pH=7 Photometrische Bestimmung von Konzentrationen Monochromatische Strahlung durchläuft auf die Substanz und wird abgeschwächt. Transmission T=I/I0 aufgetragen gegen die Wellenlänge ergibt sich ein typisches Absorptionsspektrum. Lambert-Beersche Gesetz: I/I0=10-ε*c*d Trennverfahren und Strukturaufklärung Chromatographische Verfahren Beruht auf verschieden starker Adsorption einzelner Substanzen an einem Festkörper oder verschieden großer Löslichkeit in zwei nicht oder nur wenig mischbaren Phasen. Im Laufmittel (mobile Phase) gelöste Substanzgemisch wandert mit diesem an der Oberfläche des Festkörpers oder des mit der Flüssigkeit benetzten Festkörpers langsam vorbei, hierbei Trennvorgang. Festkörper wird als stationäre Phase bezeichnet. Der zurückgelegte Substanzweg ist umso größer, je geringer die Adsorption am Festkörper bzw. je kleiner die Löslichkeit im Flüssigkeitsfilm des benetzten Festkörpers. Ri-Wert: Ri=zurückgelegter Weg der Substanz/zurückgelegter Weg der reinen mobilen Phase Temperatur, Konzentration und Materialien wirken sich auf Ri-Wert aus Typen: Dünnschichtchromatographie Dünne Schicht auf Glasplatte Säulenchromatographie Lösung der zu trennenden Stoffe bzw. Eluierungsmittel strömt unter Schwerkrafteinfluss durch das Adsorbens Gaschromatographie 1) Probenaufgabe Probe wird dicht in Trägergasstrom (mobile Phase) gebracht und ggf. zuvor verdampft 2) Trennsäule stationäre Phase ist meist hochsiedende Flüssigkeit 3) Detektor wandelt Konzentration in elektrisches Signal um 4) Messgerät verstärkt und zeichnet auf Ionentauscher Ionentauscher oder Ionenaustauscher sind Materialien, mit denen im Wasser gelöste Ionen gegen andere Ionen der gleichen Art ersetzt werden können. Ionentauscher kommen als Säulen, die mit einem Ionenaustauschermaterial gefüllt sind, oder als Membranen in den Handel und werden von der zu behandelnden Lösung durchströmt. Die auszutauschenden Ionen werden am Ionenaustauschermaterial gebunden, das seinerseits dafür eine äquivalente Stoffmenge von vorher gebundenen Ionen in die Lösung abgibt. Beispielsweise kann ein Kationen-Ionenaustauscher Calcium-Kationen, die im normalen Leitungswasser gelöst sind gegen Natrium-Kationen, die an den Ionenaustauscher gebunden sind, austauschen. (Bsp. Zeolith) Löslichkeitsprodukt Bezeichnung für das Produkt der Konzentrationen der Ionen in einer gesättigten Lösung eines Elektrolyten. Abhängig von Temperatur, Druck und Art des Lösungsmittels. Das Löslichkeitsprodukt ist eine Konstante. Es gibt an, in welchem Maße ein Salz in seine Ionen dissoziiert und ab wann sich ein Bodenkörper bildet. Fügt man allerdings die Ionen eines schwerlöslichen Salzes in wässriger Lösung zusammen, so fällt der Niederschlag aus, sobald das Produkt der Ionenkonzentration den Wert des LPs überschreitet. Ionenprodukt Bezeichnung für das Produkt der Konzentrationen aller infolge elektrolytischer Dissoziation in einer Lösung vorhandenen Ionen. Amalgam Legierung aus Hg und Na Indikator definieren und Wirkungsweise Indikatoren sind organische Farbstoffe, deren Lösung bei pH-Wert-Änderung die Farbe wechselt. Es sind Säure-Base-Paare aus schwacher Säure und schwacher konjugierter Base. pH=pKs(Ind)+log(cInd-/cHind) Umschlagsbereich pH=pKs(Ind)+-1 Neutralisation: Chem. Prozess der Vereinigung von H+ und OH- zu H2O. Hierbei werden -57,4 kJ/mol an Energie frei. Kinetik: Reaktionsentrophie Die Entropie S ist ein Maß für die Ordnung eines Systems. Festkörper hat geringere Entropie als Flüssigkeit, diese geringere als Gas. Die Entropie ist eine Zustandsfunktion und hat unter bestimmten Bedingungen einen konstanten Wert. Da bei chemischen Reaktionen oft die Ordnungszustände verändert werden, sind diese häufig mit einer Entropieänderung verbunden, die als Reaktionsentropie bezeichnet wird. Begünstigt ist die Entropiezunahme. Die Entropieänderung ΔS kann eine Reaktion also bremsen oder fördern. Reaktionsenthalpie Die Reaktionswärme ΔH wird als Reaktionsenthalpie bezeichnet. Sie ist eine Zustandsfunktion, d.h. sie ist nur abhängig vom derzeitigen Zustand und nicht davon, wie dieser erreicht wurde. Sie wird bei Standardbedingungen (25°C, 1013hPa) angegeben. Gibbs‘ freie Energie ΔG wird als Gibbs‘ freie Reaktionsenergie bezeichnet. ΔG gibt die maximale Arbeit an, die bei einer Reaktion geleistet werden kann bzw. für den Ablauf der Reaktion benötigt wird. Gibbs‘-Helmholtz-Gleichung ΔG=ΔH-T*ΔS im geschlossenem System Isotherm Temperatur bleibt konstant Isobar Druck bleibt konstant Endergon Bei einer Reaktion muss Arbeit aufgewendet werden, ΔG größer 0 Exergon Reaktion, die Arbeit zu leisten vermag, läuft freiwillig ab, wird exergon genannt. ΔG kleiner 0 Endotherm Reaktionen, für deren Ablauf Wärmezufuhr notwendig ist. (Reaktionswärme ist bei konstantem Druck die Differenz der Enthalpie zwischen den Produkten und Edukten ΔH) Exotherm Reaktionen, in deren Verlauf Wärme frei wird. Reaktionsgeschwindigkeit Es kommt vor, dass weniger stabile Produkte bevorzugt entstehen. Nicht mit Thermodynamik erklärbar bevorzugt gebildeten Produkte entstehen schneller Bei Reaktion A B kann RG durch die Abnahme der Konzentration des Ausgangsstoffes oder die Zunahme der Konzentration des Produktes ausgedrückt werden. RG=-d[A]/dt bzw. RG=d[B]/dt Läuft die Reaktion über einen Übergangszustand, der eine höhere Energie G hat, und kann der Ausgangsstoff auch in ein anderes Produkt C umgewandelt werden, so entscheidet die freie Aktivierungsenergie ΔG# (ΔG#=G(ÜZ)-G(A)) darüber, welches Produkt schneller entsteht. Reaktionsordnung Reaktion nullter Ordnung Derartige Reaktionen sind unabhängig von der Konzentration der Reaktanden, hier ist die Reaktionsgeschwindigkeit also konstant. (z.B. Lichtabhängige Reaktionen) Bei Reaktionen pseudo-nullter Ordnung ist die Reaktion zwar abhängig von der Konzentration der Reaktanden, jedoch muss einer dabei erst aus einer mit ihm in einem dynamischen Gleichgewicht stehenden anderen Form, die in so großem Überschuss vorliegt, gebildet werden, so dass die Konzentration als konstant angesehen werden kann. Beispiel hierfür ist die Iodierung von Aceton bei dem nur die Enolform reagiert, aber die Ketoform zu nahezu 100 % vorliegt. v=k AB Reaktion erster Ordnung. Hängt die RG nur von der Konzentration des Ausgangsstoffes A ab, so spricht man von einem unimolekularen Prozess Reaktion erster Ordnung, Proportionalitätsfaktor ist die Geschwindigkeitskonstante k v=k*[A] t1/2=ln2/k Konstante Halbwertszeit A+BC+D Reaktion zweiter Ordnung, weil RG von Konzentration beider Ausgangsstoffe abhängig ist. v=k*[A]*[B] Durchläuft nun A eine Zwischenstufe A*, die sehr langsam entsteht, aber sehr rasch mit B zu den Produkten reagiert, so ist der langsamste Schritt der RG-Kette der geschwindigkeitbestimmende. Generell ist RG stark temperaturabhängig, wobei eine Temperaturerhöhung die Reaktion beschleunigt. Gekoppelte Reaktionen Reagiert ein Stoff A zu B und dieser sofort weiter zu C, so spricht man von gekoppelten Reaktionen. Dabei gilt dann Kges=K1*K2 Fließgleichgewicht ABC Dabei wird A aufgenommen, zu B umgewandelt, B wird in C überführt und ausgeschieden. Bei gleicher Geschwindigkeit der Teilreaktionen bleibt B konstant. Es findet ständig eine Umsetzung von A nach C statt, es fließt also Substanz durch das System Dies bezeichnet man als Fließgleichgewicht. B ist ein stationärer Zustand. Fließgleichgewicht kann nur durch Energiezufuhr aufrecht erhalten werden. System kann Arbeit leisten und ist regulierbar. Reversible Reaktionen Viele chemische Reaktionen sind Gleichgewichtsreaktionen, d.h. sie sind reversibel. Hat sich das Gleichgewicht eingestellt, ändern sich die Konzentrationen der Podukte und edukte nicht mehr. ΔG0 beschriebt die Energie bei 100% Umsatz: ΔG= ΔG0 +R*T*ln([C]*[D])/([A]*[B]) Im Gleichgewichtszustand bei ΔG=0 gilt: ΔG0 =-R*T*ln(K) Katalyse Organische Reaktionen durchlaufen oft einen energiereichen Übergangszustand. Die Reaktion wird von der thermodynamischen Seite, die sich in ΔG (z.B. kleiner 0) niederschlägt, und der kinetischen beeinflusst. Ist eine Reaktion thermodynamisch möglich ΔG kleiner 0, läuft sie manchmal doch langsam ab, da ein ÜZ mit hohem ΔG# erreicht werden muss. Ein Katalysator erniedrigt nun die freie Aktivierungsenergie ΔG# und beschleunigt so die Reaktion. Die Gleichgewichtslage bleibt unbeeinflusst. Weder verbraucht sich ein Katalysator, noch erscheint er im Endprodukt. Allerdings kann sich der Reaktionsweg hierbei häufig ändern. Parallelreaktionen Parallelreaktionen A → B // A → C Differenzielle/integrale Zeitgesetze für Reaktionen 0., 1., 2. Ordnung ableiten können Auf einfache Beispiele anwenden (Halbwertszeit K-Werte, Bestimmung von K-Werten) Energiediagramme Michaelis-Menten-Gleichung formulieren und Definition der enthaltenen Größen E+S ES P+E K1 K2 Enzym und Substrat bilden Enzymsubstratkomplex, wo Substrat in Produkt umgewandelt wird und dann abgegeben. v0=(vmax [S])/(Km+[S]) vmax ist die Michaelis-Konstante. Bei Km ist die Hälfte von vmax erreicht. Im Fall Km=[S] gilt v0=vmax/2 vo ist die Geschwindigkeit der Enzymreaktion mit steigender Substratkonzentration, bevor vmax erreicht wird. Km und vmax sind charakteristisch für bestimme Enzymkonzentrationen. Kleines Km bewirkt max. katalytische Wirkung bei geringer Konzentration.