W7 KINETYKA SZYBKOSC REAKCJI ROWNOWAGA


KINETYKA REAKCJI CHEMICZNYCH
i STAN RÓWNOWAGI
Wykład 7
wykorzystano ilustracje z
Loretta Jones, P. Atkins Chemia ogólna, PWN, 2004,
Chemia ogólna - wirtualny podręcznik - http://www.dami.pl/~chemia/ ....
mimo D G < 0
wiele reakcji nie zachodzi z powodu małej
szybkości i złożonego mechanizmu
teoria zderzeń : "You can t react if you don t collide."
gdy reakcja wieloetapowa V1 V2 V3 V4
aA A1 A2 A3 bB
o szybkości całego procesu decyduje etap najwolniejszy
- jak definiujemy szybkość
- od czego zależy
[B2] - [B1] [A1] - [A2] DC dC
v = -------- = ----- ---- = ---- = --- [ mol/s]
t - t
D t
dt
t - t
2 1
2 1
dC Szybkość reakcji wyraża zmianę
v = --- [ mol/s] stężenia substratów lub produktów
D t
w czasie
chwilowe szybkości reakcji
od czego zależy szybkość reakcji
od liczby efektywnych zderzeń cząsteczek
-o odpowiedniej energii
-o odpowiednim ułożeniu w przestrzeni
-od liczby zderzających się cząsteczek
(stężenie, ciśnienie,
temperatury
ilość cząstek ilość
jak często
k =
o odpowiedniej odpowiednio
się zderzają
energii ułożonych
k  stała proporcjonalności, stała szybkości reakcji
Szybkość reakcji jest proporcjonalna do stężeń reagentów
v1
aA bB
x ą a, y ą b
wyznaczane eksperymentalnie
v2
v = k1 [A]x = k2 [B]y
k1 , k2 - stałe szybkości reakcji
x, y  wyznaczają rząd reakcji
sumaryczny
cząstkowy
x lub y x + y
Przykłady reakcji i ich równań kinetycznych
H2 + I2 2 HI k[H2][I2]
2 HI H2 + I2 k [HI]2
2 N2O5 4 NO2 + O2 k [N2O5]
2 N2O 2 N2 + O2 k[N2O]
2 NO2 2 NO + O2 k[NO2]2
reakcja I rzędu
v = d[A]/dt v = k [A]
d[A]/dt = k [A]
d[A]/[A] = k dt
po scałkowaniu
(ln[A]  ln[A]o) = kt
ln([A]o/[A]) = kt
postać całkowa I rzędu
k = 1/t ln([A]o/[A])
k = 2,303/t log([A]o/[A])
postać całkowa równań kinetycznych
przewidywanie ilości reagenta po czasie t
reakcja I rzędu reakcja II rzędu
k =1/t ln([A]o/[A]) v = k [A]2
[A] = [A]0 e-kt
[A] = [A]0 - [A]0 kt
ln [A]=ln[A]0- kt 1/[A] =1/[A]0 + kt
reakcja I rzędu
[A] = [A]0 e-kt
reakcja II rzędu
[A]0 = [A] + [A]0 kt
I rzędu II rzędu
ln [A] = ln[A]0 - kt
1/ [A] = 1/ [A]0 + kt
okres połowicznej przemiany
czas przemiany połowy reagującej substancji
k = 2,303/t log([A]o/[A])
dla reakcji I rzędu
t = 2,303/k log2 = 0,693/k
1/2
dla reakcji II rzędu
t = 1/k(2/co - 1/co) = 1/(kco)
1/2
Obniżenie stężenia początkowego
Okres półtrwania reakcji I rzędowej
do 1/8 w 3 półokresach
na szybkość reakcji wpływają :
" temperatura (podwaja szybkość gdy wzrasta o 10 K)
" rodzaj (stan fazowy środowiska)
" stężenie reagujących substancji lub ciśnienie gazów
(jeżeli reakcja przebiega w fazie gazowej)
" obecność katalizatorów
" wpływ promieniowania
wpływ temperatury
k - stała szybkości reakcji
Ea- energia aktywacji
k = A exp ( Ea/RT)
R - stała gazowa
A - stała dla danej reakcji
równanie Arrheniusa
Ea energia potrzebna do efektywnych zderzeń
między reagentami
k = A exp ( Ea/RT)
ln k = ln A - ( Ea/RT)
wpływ stężenia
V = k1 * [A]x = k2 * [B]y x + y = rząd reakcji
wpływ składu fazowego ruchliwość czasteczek
Vg > Vciecz >
Vc.stałe
wpływ katalizatorów nie uczestniczą w reakcjach
homogeniczne heterogeniczne
Wpływ enzymu na szybkość reakcji
wpływ promieniowania reakcje łańcuchowe, fotochemiczne wolne
rodniki
" wpływ światła
" wyrazny wpływ powierzchni i okresu indukcji
" czułość na domieszki
" występowanie niekontrolowanej dużej szybkości reakcji
Cl2 + hv --> Cl* + Cl* zainicjowanie
Cl* + H2 --> HCl + H* powstawanie wolnych rodników
H* + Cl2 --> HCl + Cl*
H* + H* --> H2 rekombinacja
Cl* + Cl* --> Cl2
H* + Cl* --> HCl
RÓWNOWAGA CHEMICZNA DG = 0
większość reakcji odwracalna Reakcje nieodwracalne należą do
wyjątków i zachodzą gdy jeden z produktów opuszcza środowisko reakcji
V1
aA + bB cC + dD
V2
v1 k1 aCc aDd
--- = --- = Kc = --------------
v2 k2 aAa aBb
Kc - stężeniowa stała równowagi chemicznej
N2 + 3 H2 2 NH3
Kp = p2NH3 / pN2 " p3H2
Kp ciśnieniowa stała równowagi
pA, pB, pE, pD - ciśnienia cząstkowe reagentów
REGUAA LE CHATELIER - BRAUNA
Na zmianę parametrów p, T, c układ reaguje tak
aby tej zmianie przeciwdziałać
przeanalizować wpływ zmiany- temperatury
- ciśnienia
- wprowadzenia reagenta
na przesunięcie stanu równowagi poniższych reakcji
N2 + 3 H2 2 NH3 DG < 0
CaCO3 CaO + CO2 DG > 0
Dziękuję
Cząsteczkowość reakcji
liczba cząsteczek uczestniczących w najwolniejszym
stadium reakcji
równoczesne zderzenia większej liczby
cząsteczek są mało prawdopodobne
na sumaryczną szybkość reakcji wpływa
przede wszystkim najwolniejszy etap pośredni
rząd reakcji jest małą liczbą


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Cwiczenie nr Kinetyka chemiczna Czynniki wplywajace na szybkosc reakcji chemicznych
Szybkość reakcji A4
zadania3 wplyw temperatury na szybkosc reakcji
10 ZALEŻNOŚĆ STAŁEJ SZYBKOŚCI REAKCJI OD TEMPERATURY
Szybkość reakcji A3
05 Szybkośc reakcji chemicznych II sprawozdanie
Od czego zależy szybkość reakcji chemicznych
WPŁYW SIŁY JONOWEJ ROZTWORU NA SZYBKOŚĆ REAKCJI
3 Zastosowanie regresji liniowej do obliczania szybkości reakcji chemicznych
reakcje egzoenergetyczne i endoenegetyczne, szybkość reakcji
szybkość reakcji chemicznych
5,6 szybkość reakcji chemicznych istrukcja
Szybkość reakcji chemicznych

więcej podobnych podstron