HEMIJSKA KINETIKA Hemijska kinetika je deo hemije koji se bavi
prouavanjem brzine odvijanja hemijskih reakcija. Prouava se:
odreivanje brzine hemijske reakcije uticaj pojedinih faktora na
brzinu reakcije mehanizam odvijanja reakcije
ODVIJANJE HEMIJSKE REAKCIJE TEORIJA SUDARA Kada se izmeaju
reaktanti da bi dolo do hemijske reakcije to jest do nastajanja
proizvoda reakcije potrebno je: 1.estice reaktanata se moraju
sudariti 2.estice treba da imaju dovoljnu energiju 3.estice treba
da se sudare sa pogodnom orjentacijom Ispunjavanje ovih uslova
dodvodi do efikasnog sudara Cl +NOCl -> NO + Cl2
Cl +NOCl -> NO + Cl2
Energija aktivacije-min E potrebna za poetak hemijske reakcije i
nastanak prelaznog stanja
BRZINA HEMIJSKE REAKCIJE promena koncentracije sa vremenom1. 2.
3. 4. prirode reaktanata koncentracije reaktanata temperature
dodirne povrine reaktanata (vrsta faza) 5. katalizatora 6. Zraenja
(fotohemijske reakcije)
aA + bB >cC + dD
V = - d[A]/ a dt = -d[B]/ b dtbrzina nestajanja reaktanata
V = d[C]/ c dt = d[D]/ d dtbrzina nastajanja proizvoda A+B=C+D
V1 = k [A][B] (brzina direktne reakcije)
k = konstanta brzine reakcije zavisi od fiziko-hemijskih osobina
reaktanata i temperature (ne zavisi od [A] i [B])
k = v / [A][B] mol mol2dm-6 dm-3s-1=
mol
3 dm
-1 s
UTICAJ TEMPERATURE NA BRZINU HEMIJSKE REAKCIJE
sa porastom toC za 10oC, brzina poraste 2-3 puta
(eksponencijalno) Sa porastom temperature znatno raste udeo
molekula sa energijom koja je vea od Eaktivacije Uticaj dodirne
povrine Ako se smanji veliina estica reaktanata poveava se broj
molekula na povrini koji mogu reagovati. Zbog toga reakcija protie
bre.
Uticaj katalizatora Katalizatori su supstance ije prisustvo u
reakcionoj smei menja brzinu reakcije (najee poveavaju brzinu
reakcije). Karakteristike delovanja katalizatora: Deluju u maloj
koliini Ne uestvuju u hemijskoj reakciji Ubrzavaju samo
termodinamiki mogue reakcije Specifinost delovanja Ne utiu na
poloaj hemijske ravnotee
Supstance koje se lako oksiduju i redukuju (NO) Voda H+i OH-joni
Metali posebno plemeniti (Ag, Au) i oni iz VIII grupe (Co, Fe,
Ni...) Oksidi metala (Al2O3, V2O5, Fe2O3....)
Proces u kome katalizatori deluju na brzinu hemijske reakcije
naziva se kataliza. Postoji: HOMOGENA KATALIZAreaktanti i
katalizator ine jednu fazu (imaju isto agregatno stanje) HETEROGENA
KATALIZA-reaktanti i katalizator su u razliitim fazama
Mehanizam delovanja katalizatoraKatalizatori sniavaju Ea
hemijske reakcije
UTICAJ KONCENTRACIJE REAKTANATA NA BRZINU HEMIJSKE REAKCIJE
Poveanjem C reaktanata poveava se broj efikasnih sudara, pa je i
brzina reakcije vea. Za razliku od uticaja toC, brzina hemijske
reakcije se poveava srazmerno poveanju koncentracije
reaktanata.
uticaj zraenja na neke hemijske reakcije utie zraenje (obino UV,
moe i mikrotalasno) Npr. Cl2 + H2 ne reaguju u mraku Na svetlosti
inicira se raspadanje Cl..Cl na Cl. radikale, koji u sudaru sa H..H
grade HCl, nastaje radikal H. koji se sudara sa novim molekulom Cl2
(lanana reakcija) fotosinteza takoe ne moe bez zraenja
Red i molekularnost reakcije C2H4 (g) + H2 (g) > C2H6
(hidrogenizacija etena u etan) V = k [C2H4 ]1 [H2]1 reakcija drugog
reda bimolekularna reakcija (sudar 2 estice) N2O5 (rastvor u CCl4)
> 2NO(g) + O2(g)
V = k [N2O5 ]1 prvog reda, monomolekularna
(CH3CO)2O(g) + H2O(t) = 2CH3COOH(t) (anhidrid) prvog
reda,bimolekularna 2NO (g) + O2(g) > 2NO2 (g) treeg reda,
trimolekularna
C() + O2(g) > CO2 (g) V = k [O2] prvog reda,bimolekularna
red reakcije = zbir eksponenata koncentacije reaktanata
(eksperimentalni podaci) molekularnost= broj molekula reaktanata
koji uestvuju kao reaktanti u jednom elementarnom procesu
(teorijski podatak na osnovu mehanizma reakcije)
2NO(g) + 2H2 (g) N2(g)+2H2O(g) V = k [NO]2[H2] *2NO(g) +H2(g)
N2O(g) + H2O(g) spora N2O(g) +H2(g) N2(g) +H2O(g) brza
_______________________________ 2NO +2H2 +N2O N2 +2H2O +N2O
meuproizvod * stupanj koji odreuje brzinu reakcije redukcije
azot(II) oksida vodonikom RED SLOENE REAKCIJE ODREUJE NAJSPORIJA
REAKCIJA ELEMENTARNE REAKCIJE
HEMIJSKA RAVNOTEA Povratne i nepovratne hem. reakcije
Hemijske rekacije ne teku uvek do kraja ( to jest do stanja da
na kraju reakcije imamo samo proizvodee reakcije) Hemijske reakcije
koje teku do kraja su nepovratne hem. reakcije Hemijske reakcije
koje ne teku do kraja su povratne ili reverzibilne hem.
reakcije
