substrateconcentratie

Substrateconcentratie verwijst naar de hoeveelheid van een reactant (substraat) per volume-eenheid in een chemische of biochemische reactie, gewoonlijk uitgedrukt in mol per liter (mol·L⁻¹) of in subeenheden zoals mM of µM. De term wordt veel gebruikt in enzymkinetiek, katalyse, milieukunde en bioprocesengineering om te beschrijven hoeveel beschikbaar uitgangsmateriaal aanwezig is voor omzetting.

In enzymreacties beïnvloedt de substrateconcentratie direct de reactiesnelheid. Bij lage concentraties is de snelheid vaak evenredig met de concentratie; bij hogere concentraties treedt verzadiging op wanneer bijna alle actieve centra van het enzym bezet zijn. Dit gedrag wordt vaak beschreven met het Michaelis–Menten-model via parameters als Km (de concentratie waarbij de snelheid de helft is van Vmax) en Vmax (de maximale snelheid). Bij zeer hoge concentraties kan substratinhibitie of diffusiebeperking optreden, waardoor de snelheid niet verder toeneemt of zelfs daalt.

Metingen van substrateconcentratie gebeuren met technieken zoals spectrofotometrie, chromatografie, ion-selectieve elektroden en titraties. In milieutoepassingen (bijvoorbeeld bodem of afvalwater) helpt kennis van substrateconcentratie bij het voorspellen van afbraakprocessen en bij het ontwerpen van zuiveringsinstallaties. In laboratorium- en industriële processen wordt de concentratie gecontroleerd om opbrengst, selectiviteit en kinetische prestaties te optimaliseren.