Ese

Tema : Njohja e mekanizmit te një reaksioni,kusht i domosdoshëm për rritjen e rendimentit të prodhimit të substancave në industri.

Reaksion kimik

Reaksioni kimik është bashkëveprim midis dy apo më shumë lëndëve gjatë shndërrimeve kimike.

Reaksionet kimike paraqiten me anë të barazimeve kimike. Barazimet kimike përbëhen prej anës së majtë dhe anës së djathtë të barazimit.

A + B = AB

Në anën e majtë të barazimit shënohen reaktantët (A dhe B), ndërsa në anën e djathtë produktet (AB).

Gjatë zhvillimit të një reaksioni , ndodh shpesh që reaktantët nuk kthehen menjëherë në produkte , por duhet të kalojnë nëpër gjëndje të ndërmjetme.

Këto gjëndje quhen stade dhe secili stadë përfaqëson një reaksion , i cili do të quhet elementar . Reaksionet elementare nuk zbërthehen në reaksione të tjera , ato zhvillohen në një stad të vetëm . Nëse mbledhim anët e majta dhe të djathta të

reaksioneve elementare dhe thjeshtojmë në të dyja anët përbërjet e njëjta marrim një reaksion i cili do të quhet reaksioni i përgjithshem .

Tërësia e reaksioneve elementare , nëpër të cilat kalojnë reaktantët për t’u kthyer në produkte përbën mekanizmin e reaksionit kimik.

Shpejtësia e reaksioneve kimike.Reaksionet kimike zhvillohen me qëllim të përfitimit të produkteve tëcaktuara. Ato mund të shrytëzohen edhe për përfitmin e energjisë. Reaksionet kmike zhvillohen me shpejtësi të ndryshme. Për shembull ,hidrogjeni dhe oksigjeni, në temperaturë të dhomës, mund të qëndrojnë tëpërzier me vite dhe të mos reagojnë mes vete. Në qoftë së kësajpërzierje i afrohet një shkëndijë elektrike, ajo do të reagojë shumëshpejt. Ky reaksion zhvillohet për një kohë shumë të shkurtë dhe përcillet me eksplodim. Nga kjo shihet se faktorë e jashtëm ndikojnë nëshpejtësinë e reaksioneve kimike.Kinetika kimike është disiplinë e cila studion shpejtësinë e reaksioneve kimike dhe faktorët qëndikojnë në të.Nëse shqyrtojmë reaksionin e formimit të stallaktiteve dhe stallakniteve, konstatojmë se ky reaksion është shumë i ngadalshëm, i cili zgjat me shekuj.Në anën tjetër, reaksioni midis nitratit të argjendit dhe klorurit të natriumit zhvillohet shumë shpejt .Shpejtësia e reaksionit kimik paraqet raportin midis ndryshimit tëpërqendrimit të reaktantëve dhe produkteve të reaksionit për njësi të kohës.Për të përcaktuar shpejtësinë e një reaksioni kimik, duhet të përcjellim rritjen e përqendrimit të produkteve për njësi të kohës. Shpejtësia e reaksionit kimik mund të përcaktohet edhe duke e përcjelllë zvogëlimin e përqendrimit të substancave reaguese për njësi të kohë kohës.Për shembull, marrim një reksion të thjeshtë, në të cilin reaktanti gjatë reaksionit jep produktin:Reaktanti→produktiNë qoftë se reaktanti shënohet me A, ndërsa produkti me B , do të kemi :A→BShpejtësia e këtij reaksioni mund të përcaktohet duke e përcjellërritjen e përqendrimit të produktit B për njësi të caktuar të kohës.v=/t.

Në këtë ekuacion, v paraqet shpejtësinë e reaksionit. Meqenëse përqendrimi I substances B gjatë reaksionit ndryshon vazhdimisht,atëherë këtë ndryshim e shënojmë me [b]. Me kllapa të mesme shënohet përqendrimi i substancës në ekuilibër.

t, paraqet njësine e kohës së zhvillimit të reaksionit kimik.Njësia për matjen e shpejtësisë së reaksionit kimik shprehet me mol.

Gjatë kohës së zhvillimit të reaksionit kimik është pozitiv. Gjatë këtij reaksioni, përqendrimi i substances A në njësi të kohës, atëherë rezultatet e llogaritura shënohen me parashenjë negative (-)v=-[A]/tFaktorët që ndikojnë në shpejtësinë e reaksionitShpejtësia e reaksionit varet prej natyrës së substancave që marrim pjesë në reaksion.Në shpejtësinë e reaksionit kimik ndikojnë shumë faktorë, prej të cilëve zhvillohet reaksioni dhe katalizatorët. Te reaksionet ku substance treaguese apo produktet janë në gjendje agregate të gaztë, në shpejtësine e zhvillimit të tyre ndikon edhe presioni.

Parimi i Le Shatelie dhe industria kimike

Në vitin 1884 kimisti francez dhe inxhinier Henri-Louis Le Shatelie propozoi një prej koncepteve kryesore të ekuilibrave kimike. Ai bëri një përgjithësim për të shpjeguar efektin e ndryshimit te temperaturës, përqendrimit, apo presionit te gjendjes se sistemit në ekuilibër. Ky përgjithësim është i njohur si Parimi Le-chatelier së.

Ai thekson se:

Nëse një sistem në ekuilibër është nënshtruar një ndryshim të presionit të përqendrimit, ose temperatura, ekuilibri zhvendoset në drejtim që tenton të prish efektin e ndryshimit.

Parimi Le chatelier e përshkruan se çfarë ndodh me një sistem kur diçka çast merr atë larg ekuilibrit. Ky seksion fokusohet në tre mënyra në të cilën ne mund të ndryshojë kushtet e një reaksion kimik në ekuilibër:

(1) duke ndryshuar perqendrimin e njërit prej përbërësve të reaksionit

(2) duke ndryshuar trysnine mbi sistemin

(3) ndryshon temperaturen qe reaksioni zoteron

Kur kushtet e një sistemi në ekuilibër janë ndryshuar, pozicioni i ekuilibrit zhvendoset në një mënyrë të tillë për të kundërshtuar ndryshimin.

a) Nëse shtojme sasine e nje reaktanti ose te nje produkti, sistemi përpiqet për

të zëvendësuar atë duke ndryshuar ekuilibrin duke u reduktuar kte

perqendrim, ose e kunderta.

b) Nëse ne rrisim temperaturen e sistemit, ajo përpiqet të ulet përsëri, ose e

kunderta.

c) Për reagimet qe përfshijnë gaze, në qoftë se ne të rrisë presionin, sistemi

pastaj përpiqet për ta zvogëluar presionin, ose e kunderta.

Në çdo rast, pozicioni i ekuilibrit lëviz në përpjekje për të sjellë ndryshimin e duhur. Ajo nuk kthehet në përqëndrimin, presionin ose temperaturen e njejte para ndryshim është bërë, ai thjesht përpiqet të bëjë këtë dhe pjesërisht ka sukses.

Parimi Le chatelier ju lejon të parashikosh se në cilën mënyrë ekuilibri do të lëvize kur ne te ndryshojme kushtet e reaksionit , dhe na ndihmon të sigurojme mënyra për të rritur rendimentin në një reaksion kimik.

Faktoret qe ndikojne ne zhvendosjen e ekuilibrit kimik jane :

1) Ndikimi i ndryshimit të përqendrimit...

Sipas Parimit le-chatelier-së, kur përqendrimi i njërit prej substancave në një sistem në ekuilibër është rritur, atëherë ekuilibri do të zhvendoset në mënyrë që të përdoret substance e shtuar.

a) Nese në ekuilibër një prej reaktanteve është shtuar, ekuilibri do të

zhvendoset në drejtim te reaksionit që konsumon reaktantet, dmth ne drejtim

te reaksionit te drejte. Me fjalë të tjera, reaktantet do të khehen në produkte.

b) Nga ana tjetër, nese rrisim perqendrimin e njerit prej produkteve, ekuilibri

do te zhvendoset ne drejtim te reaksionit te zhdrejte duke rritur perqendrimin

e substancave nistore. Ne kete drejtim synohet te kundershtohet ndryshimi i

bere.

H2 + I2 = 2HI

Shtojme perqendrimin e H2 duke shtuar sasine e tij. Atëherë do te rritet numri i ndeshjeve te frytshme me I2 , duke e zhvendosur ekuilibrin ne drejtim te reaksionit te drejte . Ne kete drejtim zvogelohet sasia e hidrogjenit , duke rritur perqendrimin e acidit jod’hidrik. Ne kete menyre zvoglohet efekti i nderhyrjes nga jashte, thuhet synohet te kundershohet ndryshimi i bere.

2) Ndikimi i ndryshimit te trysnise...

Sipas parimit Le Shatelie, trysnia ndikon ne zhvendosjen e ekuilibrit kimik per reaksionet qe ndodhin nepermjet substancave ne gjendje te gazte, ku numri i moleve eshte i ndryshem ne te dyja anet e barazimit.

a) Rritja e trysnise nxit reaksionin qe con drejt zvogelimit te numrit te moleve,

pra qe synon zvogelimin e trysnise.

b) Zvoglimi i trysnise nxit reaksionin qe con drejt rritjes se numrit te

moleve,pra qe synon rritjen e trysise.

c) Ne reaksionet qe kane numer te njejte molesh ne te dyja anet e barazimit ,

trysnia nuk ndikon ne zhvendosjen e ekuilibrit.

H2 + I2 = 2HI

Kur numri i moleve te substancave te gazta eshte i njejte ne te dy anet e barazimit kimik, rritja apo zvogelimi i trysnise nuk e zhvendos ekuilibrin. Edhe ne kete rast numrin i moleve te H2 dhe I2 eshte i barabarte me numrin e moleve te 2HI, keshtu qe si rritja ashtu eshte zvogelimi i trysnise nuk e ndryshon gjendjen e ekuilibrit.

3) Ndikimi i ndryshimit te temperatures...

Reaksioni i drejte eshte endotermik, kurse reaksioni i zhdrejte eshte ekzotermik. Kur ne rrisim temperaturën e një reaksion kimik, ajo që ne kemi bere me të vërtetë eshte shtimi i energjise te ketij reaksioi. Shtimi i energjisë se nje reaktanti apo produkti, do të prishe ekuilibrin. Për reaksionet ekzotermike, shtimi i energjisë do zhvendose kahun e zhvillimit te reaksionit ne te majte drejt reaktanteve. Për reaksionet endotermike, shtimi i energjisë do të zhvendose reaksioin në të djathtë në drejtim të produkteve.

a) Rritja e temperatures ne nje sistem ne gjendje ekuilibri nxit zhvillimin e

reaksionit endotermik. Ky reaksion thith nxehtesi dhe synon te ule

temperaturen duke kundershtuar ndryshimin e bere.

b) Ulja e temperatures ne nje sistem ne gjendje ekuilibri nxit reaksionin

ekzotermik. Ky reaksion cliron nxehtesi dhe synon te rrise temperaturen

duke kundershtuar ndryshimin e bere. Ekuilibri ne kete rast do te zhvendoset

ne drejtim te reaksionit te zhdrejte.

H2 + I2 = 2HI H > 0

Rritja e temperatures ne kete sistem ne gjendje ekuilibri nxit zhvillimin e reaksionit endotermik.Ekuilibri do te zhvendoset ne drejtim te reaksionit te drejte.

Ulja e temperatures ne nje sistem ne gjendje ekuilibri nxit reaksionin ekzotermik. Ekuilibri ne kete rast do zhvendoset ne drejtim te reaksionit te zhdrejte.

3. PerdorimePër çdo reaksion A + B = C + D ...

Në qoftë se ne shtojme sasine e A ose B, pozicioni i ekuilibrit lëviz në të djathtë,sasia C dhe D do te rritet duke zvogeluar perqendrimin e A dhe B.

Në qoftë se ne shtoni më shumë C ose D, pozicioni i ekuilibrit lëviz në të majtë, më shume A dhe B janë formuar dhe ekziston më pak C dhe D. Kjo mund të jetë një problem në qoftë se uji është një produkt dhe është përdorur si tretës.

Nëse zvogelojme sasine e produktit, ekuilibrit lëviz në të djathtë. Pra, nëse një produkt është një lëng dhe ne përpiqemi të nxjerrim atë (duke supozuar që për momentin që ajo ka pikën më të ulët të vluar e çdo gjë të pranishëm), reagimi i bën më shumë nga ajo - dmth lëviz në të djathtë.

Zbatimi ne praktike i asajt qe thame me lart:

Parashikoni efektin e ndryshimeve në vijim në reagim në të cilin SO3 zbërthen për të formuar SO2 dhe O2.

2 SO3 (g) 2 SO2 (g) + O2 (g) Ho = 197,78 kJ

(a) rritjen e temperaturës së reaksionit.

(b) Rritja e presionit në reagim.

(c) duke shtuar më O2 kur reaksioni eshte me ekuilibrin.

(d) heqja O2 nga sistemi kur reaksioni eshte me ekuilibrin.

(a) Për shkak se ky është një reaksion endotermik, i cili thith ngrohje nga rrethinat e tij, një rritje në temperaturën e reagimit të çon në një rritje në ekuilibër konstant dhe prandaj një ndryshim në pozicionin e ekuilibrit drejt produkteve.

(b) ka nje rritje net në numrin e molekulave ne te sistemit sipas reactants janë konvertuar në produkte, që shpie tek nje rritje te presionit te sistemit.Sistemi mund të minimizuar efektin e një rritje të presionit duke zhvendosur pozicionin e ekuilibrit drejt së reactants, duke konvertimin disa nga SO2 dhe O2 në SO3.

(c) shtuar O2 shume te sistemit do zhvendoset pozicionin e ekuilibrin drejtim të reactants.

(d) heqja O2 nga sistemi ka efektin e kundërt; ajo zhvendos ekuilibrin drejt produktet e reaksionit.