CHEMICKÁ KINETIKA IPředmět studia chemické kinetiky, reakční rychlost a její vyjádření, faktory ovlivňující reakční rychlost

VY_32_INOVACE_05-14

KINETIKA CHEMICKÝCH REAKCÍ

kinetika chemických reakcí studuje:

o reakční rychlost v (jednotka mol/dm3. s)o faktory, které ovlivňují reakční rychlost (teplota,

tlak, koncentrace reaktantů, přítomnost katalyzátoru apod.)

o reakční mechanismy reakcí - sled reakcí, které musí proběhnout, aby z reaktantů vznikly produkty

o existují chemické reakce s rychlým průběhem např. hoření methanu, ethanolu, reakce sodíku s vodou a reakce pomalé např. rozklad peroxidu vodíku, koroze železa, oxidace stříbra

VYJÁDŘENÍ REAKČNÍ RYCHLOSTI

o během přeměny reaktantů v produkty dochází k ubývání látkového množství reaktantů a přibývání látkového množství produktů

o uvažujme reakci: o a A + b B c C + d Do stechiometrické koeficienty všech látek jsou rovny jedné

o reakční rychlost můžeme vyjádřit pomocí změn látkových množství reaktantů a produktů v čase t

o rychlost reakce vyjádřená všemi uvedenými způsoby musí mít stejnou hodnotu

VYJÁDŘENÍ REAKČNÍ RYCHLOSTI

uvažujme reakci:o aA + bB cC + dD

o u reakcí probíhajících v roztocích můžeme reakční rychlost vyjadřovat pomocí změny molární koncentrace reaktantů a produktů v čase t viz vztah na dalším snímku

VYJÁDŘENÍ REAKČNÍ RYCHLOSTI

v = - 1/a . A / t = - 1/b . B / t = + 1/c . C / t = +1/d . D / t

a,b,c,d – stechiometrické koeficienty reaktantů a produktů

A - molární koncentrace reaktantu AB - molární koncentrace reaktantu BC - molární koncentrace produktu CD - molární koncentrace produktu D

ZÁVISLOST KONCENTRACE PRODUKTU NA ČASE

c (mol/l)

čas (s)

c2

c1

t1 t2

ZÁVISLOST REAKČNÍ RYCHLOSTI NA MOLÁRNÍ KONCENTRACI REAKTANTŮ

o Guldberg – Waageův zákon – reakční rychlost v určitém okamžiku je přímo úměrná součinu molárních koncentrací dosud nezreagovaných reaktantů

ZÁVISLOST REAKČNÍ RYCHLOSTI NA TEPLOTĚ LÁTEK (REAKTANTŮ)

o tuto závislost vystihuje Arrheniův zákon, který lze vyjádřit vztahem:

k = A. e –EA

/R.T

• EA je aktivační energie reakce – minimální množství energie, kterou musí reaktanty aby se přeměnily v produkty (v kJ/mol)

• EA je vždy kladná, čím je vyšší tím je rychlost reakce menší

• R je univerzální plynová konstanta• • T je teplota, e je základ přirozeného logaritmu a faktor

A je tzv. frekvenční faktor, který reprezentuje počet srážek, kdy jsou molekuly k sobě správně orientovány a mají dostatečnou kinetickou energii k překonání aktivační energie

o na základě experimentů lze odvodit, že zvýšením teploty látek cca o 10 C vzroste reakční rychlost dvojnásobně

S.ARRHENIUS (1859 – 1957), ŠVÉDSKÝ FYZIK A CHEMIK, NOSITEL NOBELOVY CENY ZA CHEMII, FORMULOVAL TEORII KYSELIN A ZÁSAD

název: File:Arrhenius2.jpg, zdroj: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Arrhenius2.jpg

Z ARRHENIOVA ZÁKONA PLYNE:

o se zvyšující se teplotou se zvyšuje rychlostní konstanta a tím i reakční rychlost

o se snižující se hodnotou aktivační energie u katalyzovaných reakcí se zvyšuje rychlostní konstanta a tím i reakční rychlost

DĚKUJI ZA POZORNOST.Autor DUM: Mgr. Kateřina Kleslová