SVEUILITE J. J. STROSSMAYERA PREHRAMBENO-TEHNOLOKI FAKULTET U OSIJEKU

Seminar iz kolegija: Inenjerska kemija

KEMIJSKA KINETIKAStudent: Darko Adid

U Osijeku, svibanj 2012.

Kemijska kinetika je grana fizikalne kemije koja se bavi promjenama sustava u zavisnosti o vremenu i istraivanjem brzine kojima pojedine komponente sistema tee stanju ravnotee Promjena sustava s vremenom nije odreena samo njegovim pofetnim i konafnim stanjem, ved zavisi i o reakcijskom mehanizmu Mjerenje brzina reakcija u ovisnosti o koncentraciji ili tlakovima tvari koje reagiraju i u ovisnosti o temperaturi Katalizatori imaju znafajnu ulogu

Promjenu vrste i mnoine tvari u sustavu zovemo kemijska reakcija.

Kemijska reakcija je posljedica kretanja festica, odnosno njihovog sudaranja.

Da bi dolo do uspjenog sudara festice moraju zadovoljiti dva uvjeta: 1. Pri sudaru moraju biti pravilno orijentirane, 2. Moraju imati minimalnu kolifinu kinetifke energije koja se naziva energija aktivacije (Ea).

S obzirom na promjenu svoje unutarnje energije kemijske reakcije mogu biti: 1.Endotermne (reakcije veu toplinu) 2.Egzotermne (oslobaaju toplinu)

-

brzina prirasta koncentracije

- trenutna koncentracija reaktanta A u vremenu t - konstanta brzine kemijske reakcije

- brzina kemijske reakcije

- doseg kemijske reakcije

- broj uspjenih transformacija koje se dogode tijekom vremena kemijske reakcije (t)

Na brzinu kemijskih reakcija utjefe :1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Priroda reaktanta Agregatno stanje reaktanta Dodirna povrina reaktanta Koncentracija reaktanta Temperatura Katalizatori Inhibitori Zrafenje

Priroda reaktanta ioni su uvijek bri u reakcijama od atoma ili molekula

Agregatno stanje

Dodirna povrina reaktanta

Koncentracija reaktantabroj sudara vedi reakcija bra

Temperatura sa porastom temperature za 10oC, brzina poraste 2-3 puta (eksponencijalno) Sa porastom temperature znatno raste brzina kemijske reakcije, te se povedava broj sudara u jedinici vremena.

Katalizatori

Vanost katalize U tehnolokim procesima katalizatori imaju odlufujudu ulogu: u proizvodnji 90% svih produkata sudjeluju katalizatori (npr. sumporne kiseline, amonijaka, margarina, plastifnih masa, benzina, boja) Oni smanjuju potronju energije pa su vani za gospodarstvo.

Inhibitori Ili negativni katalizatori su tvari koje povedavaju energiju aktivacije pa tako usporavaju reakciju. Takoer vani u tehnolokim procesima (npr. inhibitori korozije metala) Inhibitori u lijekovima (protiv visokog krvnog tlaka, tahikardije)

Zrafenje Na neke kemijske reakcije utjefe zrafenje (obifno UV, moe i mikrovalno) npr. Cl2 + H2 ne reagiraju u mraku Na svjetlosti se inicira raspadanje Cl..Cl na Cl. radikale, koji u sudaru sa H..H grade HCl, nastaje radikal H. koji se sudara sa novim molekulom Cl2 (lanfana reakcija) fotosinteza takoer ne moe bez zrafenja

Utjecaj koncentracije s povedanjem koncentracije reaktanata ili smanjivanjem koncentracije produkata, poloaj ravnotee pomife se u smjeru stvaranja produkata i obratno

Utjecaj temperatureKada u otopini prevladavaju ioni [Cu(H2O)4]2+, otopina je obojena modro. Pri povienoj temperaturi u otopini se povedava koncentracija uto obojenih iona [CuCl4]2-, zato se otopina oboji zeleno.

Utjecaj tlaka povedanje ukupnog tlaka u reakcijskoj smjesi uzrokuje pomak ravnotee u smjeru koji dovodi do smanjenja ukupnog broja molekula

Red i molekularnost reakcije red reakcije - zbroj eksponenata na koje su podignute koncentacije u jednadbi za brzinu prirasta koncentracije reaktanata Molekularnost - broj festica (molekula, atoma, iona) koje u istovremenom uspjenom sudaru daju elemntarnu reakciju Razlikuju se monomolekularne, bimolekularne i trimolekularne reakcije.

Reakcije nultog redaA reakcijski produkti U reakcijama nultog reda brzina stvaranja reakcijskog produkta u toku reakcije je stalna

C + 02 CO2 (kisik pri stalnom tlaku reagira s ravnom povrinom grafita)

razlaganje amonijaka NH3 na zagrijanoj povrini platine2NH3(g)3H2(g)+N2(g)

slika 1. Ovisnost koncentracije reaktanata o vremenu za reakciju I reda

slika 2. Grafifko odreivanje konstante brzine reakcije I reda

Red reakcije moe se odrediti i na osnovi odreivanja vremena polureakcije t1/2. To je ono vrijeme u kojem pofetna koncentracija npr. tvar A ( slika 1) padne na polovnu pofetne vrijednosti.

Reakcije I reda su obifno monomolekularne, tj. reakcija moe biti kinetifki I reda, a da bude ili dvo- ili trimolekularna. Takve reakcije onda zovemo pseudomolekularne reakcije.

Reakcije II reda A+B reakcijski produkti

2A

reakcijski produkti

CH3COOC2H5+OH-

CH3COO-+C2H5OH

Reakcije III reda A+B+C 2A+B 3A reakcijski produkti reakcijski produkti reakcijski produkti

2 NO + O2 2 NO + Cl2

2 NO2 2 NOCl

eruga, Marijan: Inenjerska kemija, predavanja, Prehrambeno-tehnoloki fakultet, Osijek,2012. Gomzi, Zoran: Kemijski reaktori, Sveufilite u Zagrebu, Zagreb, 1998. Tehnifka enciklopedija, Zagreb, svezak 7, Ke-Me, Zagreb, 1980. V. Tomiid, T. Preoeanin, N. Kallay: Osnove fizikalne kemije, predavanja, Fizifko-kemijski zavod Kemijski odsjek PMF, 2004. Internet: http://www.shodor.org/unchem/advanced/kin/index.html http://en.wikipedia.org/wiki/Reaction_rate

Hvala na panji