Click here to load reader

Kinetyka chemiczna -

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Kinetyka chemiczna -

\(Microsoft PowerPoint - wyk\\263ad_chn_6_kinetyka [tryb zgodno\\234ci]\)reakcja przebiega w fazie gazowej)
temperatura
dla reakcji A →→→→ B
Δt
Δc
b
1
Δt
Δc1
Δt
Δc
d
1
Δt
Δc
c
sumarycznej reakcji
staa szybkoci reakcji
2 NO + O2 → 2NO2
[HBr]k][Br
]][Brk[H r
x = 1 - reakcja jest 1-go rzdu wzgldem A
y = 2 - reakcja jest 2-go rzdu wzgldem B
x + y = 3, cakowity rzd reakcji wynosi 3
suma wspóczynników potgowych w równaniu kinetycznym
rzd reakcji
równanie reakcji równanie kinetyczne rzd reakcji
2NO + 2H2 = N2 + 2H2O r = k·[NO]2·[H2] 3 3H2 + N2 = 2NH3 r = k· [H2]
3·[N2] 4 CH3CHO = CH4 + CO r = k·[CH3CHO]3/2
3/2
czas [min]
szybkoci reakcji dla dowolnego czasu jej trwania
pocztkowa
chwilowa
reakcja
k dt
ln[A]t = -kt + ln[A]0
pkt. przecicia = ln[A]0
ln[A]0
jeli wykres ln[A]t od czasu jest lini prost
to reakcja jest 1-go rzdu
2/1
0
0
k t
2ln 2/1 =
t½ t½ t½ t½
[A]t
β+→ − 0
reakcji 1-go rzdu
14C , 239Pu, 99Tc
t − wiek minerau
226Ra 1622 lat 214Po 1,62·10-4 s 212Po 3·10-7 s
okres pótrwania
Oblicz ile procent atomów pierwiastka promieniotwórczego E pozostanie w preparacie po 15 dniach,
wiedzc, e okres jego poowicznego rozpadu wynosi ττττ1/2 1/2 1/2 1/2 = 5 = 5 = 5 = 5 dni.
5 dni 50%
10 dni 25%
15 dni 12,5%
jeli wykres 1/[A]t od czasu jest lini prost
wtedy reakcja jest 2-go rzdu.
funkcja liniowa: y = ax + b
pkt. przecicia = 1/[A]0
1/[A]0
t½ t½ t½
[A]t
reakcja 2-go rzdu
2NO2 2NO + O2
2 NO(g) + Br2(g) = 2 NOBr(g)
r = k[NO]2[Br2]
Znamy bardzo niewiele reakcji III-go rzdu Reakcja tego typu oznacza bowiem najczciej konieczno równoczesnego
zderzenia si 3 czsteczek, co jest mao prawdopodobne.
Przykadem reakcji III-go rzdu jest reakcja:
wyznaczanie rzdu reakcji
0
1
2
Zadanie
` A + B → C + D
[A]/10-2 mol·l-1 10,39 8,96 7,76 6,39 3,53 2,07
• zerowego rzdu
• pierwszego rzdu
• drugiego rzdu
reakcja jest pierwszego rzdu !
uwzgldniony wpywu temperatury ?
przykad:
zaleno szybkoci reakcji od temperatury
dobrze tumaczy tzw. teoria zderze
róne orientacje
A2(g) + B2(g) 2AB(g)
• Aby zasza reakcja czsteczki musz si zderzy
(im wiksze stenie tym wiksze prawdopodobiestwo zderzenia
czsteczek, tym wiksza szybko reakcji)
• Zderzenie musi mie odpowiedni orientacj (geometri)
tzw. zderzenie efektywne
(im wiksza temperatura tym wiksza energia czsteczek, tym zderzenia
s efektywniejsze, a wic ronie szybko reakcji)
Teoria stanu przejciowego
(transition state theory)
k
A + B ↔ AB* → C szybko wolno
K = [AB*]/[A][B] v = k[A][B] v =k#[AB*] k = k#K
energia aktywacji
Ea = (kJ/mol)
ciepo reakcji, energia reakcji E = E(prod) – E(substr)
diagram energetyczny reakcji chemicznych
substraty produkt przejciowy produkty
na podstawie dwóch punktów
Staa szybkoci rozpadu pewnej substancji w temperaturze 24°C jest równa
1,70·10-2 dm3/(mol·s), a w temperaturze 37°C jest równa 2,01·10-2 dm3/(mol·s).
Oblicz parametry Arrheniusa dla tej reakcji.
R=8,314 J/(mol·K),
Zadanie
Zaleno staej szybkoci reakcji (k) od temperatury (T) opisuje równanie
(w którym A jest sta, Ea oznacza energi aktywacji):
A) k = Aexp{Ea/(RT)}
B) ln (k) = ln(A) - Ea/(RT)
C) ln (k) = Ea/(RT) - ln(A)
B) k = Aln {Ea/(RT)}
E) k = Aln{RT/Ea}
przykad pytania egzaminacyjnego:
Mechanizm = postp reakcji chemicznej opisany krok po kroku
Mechanizm skada si z jednej lub wicej reakcji elementarnych, które w sumie musz da równanie reakcji
Substancje tworzone w trakcie reakcji elementarnych a nie bdce
produktami nazywamy substancjami przejciowymi
Proces o najwyszej wartoci Ea (najwolniejszy proces) nazywany jest
etapem determinujcym szybko reakcji
NO2(g) + CO(g) NO(g) + CO2(g)
Mechanizm 2:
2: NO3(g) + CO(g) NO2(g) + CO2(g) szybko
2 NO2(g) + NO3(g) + CO(g) NO3(g) + NO(g) + NO2(g) + CO2(g)
NO2(g) + CO(g) NO(g) + CO2(g)
reakcje acuchowe
na 2 Br.
Br reaguj z H2 tworzc HBr i H.
H reagujc z czsteczk Br2
odtwarza atom Br oraz tworzy
czsteczk HBr.
H + H = H2,
H + Br = HBr
Br + Br = Br2.
zakres wystpowania eksplozji w reakcji H2 z O2
eksplozja cieplna – ma miejsce gdy rekcja egzotermiczna gwatownie przyspiesza wraz z temperatur.
reakcja wybuchowa rozgaziona – ma miejsce gdy nastpuje rozgazienie acucha.
kataliza
nitrogenaza
substrat:
sacharoza
kompleks
aktywny
zwizanie
sacharoza
uwolnienie
produktów
enzym
amylaza
rozkad
sacharozy