hemijska kinetikahemija.me/wp-content/uploads/2019/10/hemijska-kinetika2.pdfopŠta i neorganska...

HEMIJSKA KINETIKA

Koraci u određivanju mehanizma hemijske reakcije

OPŠTA I NEORGANSKA HEMIJA BIOLOGIJA

HEMIJSKA KINETIKA


HEMIJSKA KINETIKA

Aktivni sudari

Aktivirani kompleks

Energija aktivacije


HEMIJSKA KINETIKAFaktori koji utiču na brzinu reakcije

1. Fizičko stanje reaktanata2. Koncentracija reaktanata3. Temperatura4. Prisustvo katalizatora



1. Fizičko stanje reaktanata



1. Fizičko stanje reaktanata2. Koncentracija reaktanata




...... xXuUbBaA

dt

prod

dt

reaktdbrzina

..

dt

prod

dt

Xd

xdt

Ud

udt

Bd

bdt

Ad

a

.1111




A → B



1. Fizičko stanje reaktanata2. Koncentracija reaktanata3. Temperatura




Katalizator se ne troši, potpuno se regeneriše na kraju reakcije-

Djeluju u malim koncentracijama, pri čemu ubrzanje zavisi od koncentracije katalizatora-

Ne mijenja se hemijski-

k=ko+a.c




Obično su specifični za dati tip reackije-

Osjetljivi su na prisustvo promotora i katalitičkih otrova-

Ne utiču na konstantu ravnoteže-


Sa gledišta hemijske kinetike, hemijske reakcije se mogu podijeliti-

HEMIJSKA KINETIKA

elementarne složene


HEMIJSKA KINETIKAElementarne reakcije

NO + O3 → NO2 + O2 odigrava se kako je zapisana

aA+bB proizvodi

d A1 a bυ=- =k A B

a dt

3

d NO1υ=- =k NO O

a dt




aA+bB proizvodi

bd A1 aυ=- =k A B

a dt

a i b - molekularnost

a + b - ukupna molekularnost




aA+bB proizvodi

bd A1 aυ=- =k A B

a dt

O3 → O2 + O monomolekularna

CO + Cl2→ COCl2 bimolekularna


Sa gledišta hemijske kinetike, hemijske reakcije se mogu podijeliti-

HEMIJSKA KINETIKA

elementarne složene


HEMIJSKA KINETIKASložene reakcije

2N2O5 → 4NO2 + O2 sumarna stehiometrijska jednačina

N2O5 + N2O5 → N2O5* + N2O5

N2O5* → NO2 + NO3

NO2 + NO3 → NO + NO2 + O2

NO+ NO3 → 2NO2

*Supstanca sa viškom energije

mehanizam



aA+bB proizvodi

βd A1υ=- =k A B

a dt

Zakon o dejstvu masa

Guldberg-Vageov zakon



aA+bB proizvodi

βd A1υ=- =k A B

a dt

α,β – red reakcije

n = α + β + … ukupan red reakcije


Eksperimentalni podaci o brzini hemijske reakcije

tfAA

Direktne metode- gravimetrija- volumetrija

Indirektne metode– apsorpcija svetlosti određene λ

-elektična provodljivost- optička rotacija



ln[A]0

t (s)

nagib : -k

kteAA 0

Reakcije prvog reda obuhvataju procese unutrašnjeg pregrupisavanja ili razlaganja supstanci. Pr :

N2O4 2NO2

ln[A]

HEMIJSKA KINETIKAReakcije prvog reda


1. Srednji život, odnosno srednje vreme, ז , je ono vrijeme za koje koncentracija reagujuće supstance spadne na e-ti deo početne vrijednosti.

k

1

1. Srednji život (ז)

2. Poluvrijeme procesa (t½)

HEMIJSKA KINETIKAKarakteristično vrijeme hemijskog procesa

2. Poluvrijeme procesa (t½) je ono vreme za koje koncentracija reagujućih supstanci spadne na polovinu polazne vrijednosti.

693.021 t


B

Aln

0

0lnB

A

t

HEMIJSKA KINETIKAReakcije drugog reda

Neutralizacije baza I kiselina Hidrolize Hemijske reakcije neutralnih soli Esterifikacije


A + B + C D + E + ...

A + A + B D + E + ...

CBAk

dt

Ad

O2 + 2NO 2NO2

BAk

dt

Ad 2

HEMIJSKA KINETIKAReakcije trećeg reda


k

dt

Ad

ktAA 0

Adsorpcija gasova i tečnosti Heterogena kataliza Elektroliza

HEMIJSKA KINETIKAReakcije nultog reda

Brzina ne zavisi od koncentracije reaktanata vec samo od veličine površine.


DCk 11

11

BAk11

A + B C + Dk1

k-1

DCkBAk 11

Kk

k

BA

DC

1

1

HEMIJSKA KINETIKAKinetika i ravnoteža


A + B C + Dk1

k-1

Kk

k

BA

DC

1

1

K > 1, k1 > k-1 K < 1, k1 < k-1

Guldberg i Waage (1867)Zakon o dejstvu masa

HEMIJSKA KINETIKAKinetika i ravnoteža


• K>>1, dominira direktna reakcija, ravnoteža pomjrena ka proizvodima reakcije

• K<<1, dominira povratna reakcija, ravnoteža je pomjerena ka reaktantima

HEMIJSKA RAVNOTEŽA


Ukoliko se za sistem koji je u ravnoteži,promijeni bilo koji od spoljašnjih faktora (c, p,T), sistem se suprostavlja toj promjeni svedok se opet ne uspostavi ravnoteža.

Kao “undo” na računaru !!!

HEMIJSKA RAVNOTEŽALe Šateljeov princip


koncentracija

temperatura

pritisak

Samo za gasovite sisteme!!!!

Prisustvo katalizatora

HEMIJSKA RAVNOTEŽA


• Poveća se konc. reaktanata ka produktima

• Smanji se konc. reaktanata ka reaktantima

•Poveća se konc. produkata ka reaktantima

•Smanji se konc. produkata ka produktima

HEMIJSKA RAVNOTEŽA


• Pretpostavimo da je direktna reakcija egzotermna

– povećanje temperature ka reaktantima

– Sniženje temperatureka produktima

A + B AB , ∆H<0

HEMIJSKA RAVNOTEŽA


N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

HEMIJSKA RAVNOTEŽA

povećanje pritiska ka manjem broju molekula gasa


Prisustvo katalizatora

• Smanjuju energiju aktivacije u povećavaju brzinu reakcije.

• Povećava se brzina i direktne i povratne reakcije,

• dakle, katalizatori ne utiču na ravnotežu!

• Ravnoteža se brže uspostavlja!

HEMIJSKA RAVNOTEŽA


S8(g) + 12O2(g) 8 SO3(g) + 808 kcals

• Dodamo kiseonik??


S8(g) + 12O2(g) 8 SO3(g) + 808 kcals

• Ohladimo sistem?


S8(g) + 12O2(g) 8 SO3(g) + 808 kcals

• Povećamo veličinu suda?


S8(g) + 12O2(g) 8 SO3(g) + 808 kcals

• Smanjimo koncntraciju SO3?


S8(g) + 12O2(g) 8 SO3(g) + 808 kcals

• Dodamo katalizator da ubrazamo oksidaciju?


2NaHCO3(s) Na2CO3 (s) + H2O (g) + CO2(g)

• Smanjimo koncentraciju CO2?


2NaHCO3(s) Na2CO3 (s) + H2O (g) + CO2(g)

• Dodamo Na2CO3 (s)?


hemijska kinetikahemija.me/wp-content/uploads/2019/10/hemijska-kinetika2.pdfopŠta i neorganska...

Documents