Author
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 1
���������������� �����
������������ � ���
���������������������������������������� ���������� �������������������������!������!���"���������������∆������!����#��!����������������������������$����������������#������������������������!���
%������������������������������������ ��������!� ����������!����.
&����������!����!��������������!������������'���������
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 2
(�����)�����������'���������aA + bB + ... pP + r R + ...
(�����)����������������������������������������������%�����������������������������!��!�����!��*�#���������!����!�����+�����!�����������!��!�������������#��������!��������������!������ ���
� ,!�'����!��������������������������!��������������!�����#���������������������!����������!�����������!��
,����������!!�������������������������������
-��������������������#������!����������!����'�������!���
-����!�)�
.�������������ξ.������������� ��$�����������������)������!������'
��������'���������
L
NLr =ξ
�������!����!�����
"��������������!��!�
/�!������������������������������������������������������������������!�����������0
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 3
1�����������������������
2 &��� ������������������������������ �'���!����������������������
2 &������������*���!��������2 &����������������!�������������!�������2 .�$���������������!�����������!�������!��������
�����������������������������������
2 3�������������������������!����������!��!�����������������������!�����������������������!������ ����������������������
���������������� = ∆4"5
∆�
���������������� = - 41��5N 41��5S
t k t p
3����0
Br2(aq) + HCOOH(aq) 2Br-(aq) + 2H+(aq) + CO2
= -∆41��5
∆�
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 4
t/s
0 100 200 300 400 500
>%
U�@�P
R
O/
��
0,002
0,004
0,006
0,008
0,010
0,012
0,014t/s [Br2]/mol L-1 pros. brzinamol L-1s-1
0 0,012003,8 x 10-5
50 0,010103,28 x 10-5
100 0,008462,72 x 10-5
150 0,007102,28 x 10-5
200 0,005961,92 x 10-5
250 0,005001,60 x 10-5
300 0,004201,34 x 10-5
350 0,003531,14 x 10-5
400 0,00296
3,54 x 10-5 mol L-1 s-1
2,50 x 10-5 mol L-1 s-1
���������������������������������������������������������������������������!������
��������!�����������!���������������������������������������������������!�������������������������������������������!��!��.
%��������
������������������������������������������!���������������������������!������������������������������������������!������
6��������!�������������������������������������������������������������������!��������-����!����!�����������������!��������������������������������������!�����������!�!������������������ �������
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 5
����!������������������%�����������������������!����!�������*��������������!���������*�������������!�
����!����������������������� ���������������� ����������!���������!��������������!��������!��!������!�����!����!����!����������������������������
����!�������������� �����������������������������������������!����������!���!�
%����!������������������
t/s [Br2]/mol L-1 brzina/ mol L-1 s-1
0 0,01200 4,20 x 10-5
50 0,01010 3,52 x 10-5
100 0,00846 2,98 x 10-5
150 0,00710 2,49 x 10-5
200 0,00596 2,09 x 10-5
250 0,00500 1,75 x 10-5
300 0,00420 1,48 x 10-5
350 0,00353 1,23 x 10-5
400 0,00296 1,04 x 10-5
%���������1������������������������������������������ ���������!����!���
���������������������������������������!������������������������������%���������%���������������*!���������������������� ���������������!�����#���!����!��������!�����!������� �����!����!������!���!����!��
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 6
t (s)
0 100 200 300 400 500
[Br 2
]/mol
L-1
0,002
0,004
0,006
0,008
0,010
0,012
0,014
t/s [Br2]/mol L-1 brzina/ m ol L -1 s-1
0 0,01200 4,20 x 10-5
50 0,01010 3,52 x 10-5
100 0,00846 2,98 x 10-5
150 0,00710 2,49 x 10-5
200 0,00596 2,09 x 10-5
250 0,00500 1,75 x 10-5
300 0,00420 1,48 x 10-5
350 0,00353 1,23 x 10-5
400 0,00296 1,04 x 10-5
/��!�����������!������!��������������������������������������!������������������������������������������ ��!�'����������!�����!�������� �����������!
#�������7��8#��9���������7������
:� #;�9���� s-1
�#<;�9���������7������
#;�����7��
:� #;�9���� s-1
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 7
��������!������������������������
2 =!������������������!���!�2 =!������������!�����������!���!�2 =!������!������!���2 =!����������*���2 =!��������!�����!���2 =!��������������
[Br2] (mol L-1)
0,000 0,002 0,004 0,006 0,008 0,010 0,012 0,014
brzi
na 1
05 / m
ol L
-1 s
-1
0
1
2
3
4
5
7������������������ ��������!������������������������������
�������∝�41��5 �������:�41��5
[ ]2Br
brzinak =
bxay +=
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 8
1������������������� ����������������������!�����������!��!������������!�
" 1[ ]t
Abrzina
∆∆−=
[ ]t
Bbrzina
∆∆=
�" 1
[ ]t
Abrzina
∆∆−=
2
1 [ ]t
Bbrzina
∆∆=
1�&����>��?�;�1����>��?�@A���>� 1����>��?� A�&���
[ ] [ ] [ ]ttt
brzina∆
∆=∆
∆−=∆
∆−=−
2-
3 Br
3
1Br
5
1BrO
&� �������
2 B���� ���!����������:
2 ���������������������)��������!�:...... ++→++ fFeEbBaA
[ ]t
A
av
∆∆−= 1 [ ]
t
B
bv
∆∆−= 1
[ ]t
E
ev
∆∆= 1 [ ]
t
F
fv
∆∆= 1
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 9
QnYmX →+
[ ] [ ]nm YXkv ⋅⋅=
-��������������������
�?��C��������������������
��C���������������������������D
��C���������������������������E
��C�����!��!�����������������
B����������������������
2 &����� ���� �� ������� ��������� �������!������� � ����!���!�� ��*��� ��� �����F@<� G3� ��������� �� ��H����� !�� ����� $����������� ���� ������ �� ��������������0I ������� ��������� ��������� ��������������� ����!���������������������� �'�!�������!����������:�������!�������
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 10
B����������������������
2 1������ ��������� �� ����� ������ ���������������������� ��� ������!������� "� �������!������� 1� �����!��'� �� !��������� [ ] [ ]BAkv ⋅=
DCBA +→+
-������������������
2 +�������� ��������� �� ������� �������������� ������ ��������� ����!��!� C�����������������������
2 �������0
BAAB +→[ ]ABkv ⋅=
242 2NOON →
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 11
-�������������������C��������
2 -������/�&;��!�����������GG�8
2 1���������������������!�������/�&;
24252 22 OONON +→
[ ] [ ]5252 ONk
dt
ONdv ⋅=−=
3�����������!�����������
Plinska
bireta
kupka na konstantnoj temperaturi
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 12
-����!�!������������������� 6�������&������
�#�;@ �#�FJ #���� #J;�F ;# @�8 @#; <#8�8� F#<;;8 J#@�@@ �#�<<F �#; vrijeme (s)
0 2000 4000 6000 8000
volu
men
O2
(cm
3 )
0
2
4
6
8
10
12
&�����������!����������!���!�����������!��!���������������
volu
men
O2/
cm3
vrijeme/s
[N2O
5]
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 13
-�������������������������
2 "��� ��� ������ ����!��!� � �� ����� �����������*��� ������ ���!�������!����!����� ��������!��� !��� ��� �!����� ����� ��������!������� ����!��� ���� !��� ������!��!�� ����!��!��� �� ������� �����������������������!��!�.
22 COOC →+[ ]2Okv ⋅=
-�������������������
2 +�������� ��������� ���� ������� ������������������������ ��������������������������������� �������� ����������� ����������
62242 HCHHC →+
[ ] [ ]242 HHCkv ⋅⋅=
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 14
-��������!�� �������
2 %������������� ��������� ��� ����!��� ��!�*!�� �������� �������!���!� ��� ��!����������������*�������������������
22 22 NOONO →+
[ ] [ ]22 ONOkv ⋅⋅=
6�����������)���!�
2 6������� ��!������ ��� ���������� ��������!���!�
kt
693.02/1 =
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 15
,�)�!���������)������������������!��#�������������������
[ ] [ ]ot Akt +−=A
[ ] [ ] ktot −= AlnAln
[ ] [ ]ot Akt
A
11 +=
[ ]Akbrzina =
[ ]2Akbrzina =
k
�
�
-�� (�����)������������������������!�����������������
&��� �������������������������������������������������� ������������������������!�����������!���!�������������!��������������!����!�����������
���������������������������
brzina = k [A]
4"5R�����!���������!�����������!���!�
[ ] [ ] kto eA −=A
B����������������������������)���������������������!���������!������#�������!�������!����������������������!��!�������!�)�����������0
������!��������0 [ ] [ ] kto −= AlnAlnbxay +=
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 16
t (s)
0 100 200 300 400 500
ln[B
r 2] (
mol
L-1)
-6,0
-5,8
-5,5
-5,3
-5,0
-4,8
-4,5
-4,3
-4,0
t /s [Br2] /mol L-1 ln([Br2] /mol L-1
0,00 0,01200 -4,4250,00 0,01010 -4,6000,00 0,00846 -4,7750,00 0,00710 -4,9500,00 0,00596 -5,1250,00 0,00500 -5,3000,00 0,00420 -5,4750,00 0,00353 -5,6500,00 0,00296 -5,82
���
���� �������������������������������������������
[ ] [ ] kto −= AlnAln ���$������!�������������������������C�
0 100 200 300 400
[Br 2]
(m
ol L
-1)
0,002
0,004
0,006
0,008
0,010
0,012
0,014
t (s)
0 100 200 300 400 500
ln[B
r 2] (
mol
L-1)
-6,0
-5,8
-5,5
-5,3
-5,0
-4,8
-4,5
-4,3
-4,0
t (s)
0 100 200 300 400 500
1/[A
] ( m
ol-1
L)
50
100
150
200
250
300
350
400
��������������
���������������
���������������
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 17
+����������!���������������������'���������"�?�1 G�?�.
������������������!���������������������������)������������!����������������������������'����!�7��!��������������!����������������������!�����������#�������������������������������
7��!������������������������!������������!����!������ �����������
+���������������������������!��������!�������������������������������������)�����!�!���� ������������������
��������!����������������������������������������"���1
������ ∝ �����������
�������
&����������������*�������������!�������������������������!����������!���!�.
3� �!��#���������������)���������������������������������/��!�����������!�����!�����������������)�������������!����������������������������������������������������.%���������������������������������������� ����!����!��
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 18
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 19
������ ∝1�����������������������������!��������������
X1�����������������'����������!��������������
X1����������������������������
,���!�����*!�������������������*����������������������������������������!��������������������� ���������������!�������K����������!����������)�����������!������������������������������������������!��������������������������!�����������������������
E
reakcijska koordinata
����������������� ���������������������������������������������������������� ������������
i produkata.
Energijski dijagram
"?1 G�?�.
������������!���� [AB]
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 20
������������������������������������� �����������
aktivirani kompleks
razlika uentalpiji, ∆H0
���� �reaktanata iprodukata
reaktanti
produkti
energijaaktivacije, Ea
‡
E
reakcijska koordinata
Ovo je egzotermna reakcija.����������������� ���
reakcijska koordinata
Ovo je endotermna reakcija.Toplina se apsorbira.
E
energijaaktivacije, Ea
reaktanti
produkti
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 21
"��'���������������)��
2 ����� ��� �� ���������� ������������������ �������������������� � ����� ���������������������
������������� D�������!������������
"����� �������#���� $�� ����������������
RTEaAek /−=
%�������������
2 &������� ��� ��'�(� ������� ����)*���!��� ������ �� ���*��� ��� ��!�� ���������������������!������������+
( ) ( )ATR
Ek a ln
1ln +
⋅
−=
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 22
#���������!������������������ ���,-�.
Utjecaj temperature
• Brzina reakcije raste s porastom���������������������������������������
N2O5
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 23
Ea
populacijamolekula
temperatura
raspodjelahladnijih molekula
raspodjela toplijih molekula
mali dio molekulaprelazi energiju
aktivacije na niskojtemperaturi
Utjecaj temperature.
Ea
populacijamolekula
temperatura
raspodjelahladnijih molekula
raspodjela toplijih molekula
mali dio molekulaprelazi energiju
aktivacije na niskojtemperaturi
�������������� ��molekula prelazi
energiju aktivacije Eana višoj temperaturi
Utjecaj temperature.
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 24
=!����������*���
2 -���!��!��������������!���������������������
2 L!�� ��� �� �� �������� ����*���#� !�� ������ ���!� ����������� �� �#� �� !���� ���� �������������������
=!��������!�����!���
2 +�!�����!���� ��� !����� ����� ��������������������������
2 K��������������*�����!�����!���2 ��'���!��������������������������������
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 25
6��!����!�����
2 A�������I ����!���$���
2 A�!�������I ���������!���$�����
Heterogena kataliza - primjer
XIV Kinetika kemijskih promjena
���������������� ����������� 26
Enzim - primjer
E
vrijeme
normalna reakcija
normalnaaktivacijska
energija
�����������energija aktivacije
Ukupna promjena energije, ∆H0, od reaktanata do produkata��� ����������������������������������� �
�������������������������������������Ea�������������������
�������������������
�������������������energiju aktivacije pa��������� �������������������������