Kinetyka i statyka chemiczna
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 34

Kinetyka i statyka chemiczna PowerPoint PPT Presentation


  • 107 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Kinetyka i statyka chemiczna. Kinetyka. Reakcja chemiczna. wolna. szybka.

Download Presentation

Kinetyka i statyka chemiczna

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Kinetyka i statyka chemiczna

Kinetyka i statyka chemiczna


Kinetyka

Kinetyka

Reakcja chemiczna

wolna

szybka


Kinetyka i statyka chemiczna

Kinetykazajmuje się badaniami szybkości przebiegu reakcji chemicznych. Znajomość szybkości reakcji w określonych warunkach fizycznych ma podstawowe znaczenie zarówno teoretyczne jak i praktyczne. Teoretyczne – gdyż pozwala na wyciągnięcie wniosków dotyczących mechanizmu reakcji. Praktyczne – gdyż określa przebieg danej reakcji w warunkach laboratoryjnych lub przemysłowych.


Szybko reakcji

Szybkość reakcji

Szybkośc reakcji chemicznej jest definiowana jako zmiana stężenia w czasie:

v - szybkość reakcji,

i- współczynnik stechiometryczny reagentu „i”,

ci - stężenie reagentu „i”,

t - czas.


Kinetyka i statyka chemiczna

bardziej szczegółowo:

Zamiana stężeń substratów i produktów w czasie.


Teoria zderze

Teoria zderzeń

Aby zaszła reakcja chemiczna cząsteczki substratów muszą się zderzyć. Zderzenia muszą być efektywne, tj. cząsteczki muszą mieć wystarczającą energięi muszą być odpowiednio zorientowane względem siebie.


Kinetyka i statyka chemiczna

Orientacja cząsteczek

efektywne

nieefektywne


Energia aktywacji

Energia aktywacji

Minimalna energia potrzebna, aby reakcja zaszła nazywana jest energią aktywacji (inicjacji).

Zmiana energii cząstek w czasie reakcji.


Kinetyka i statyka chemiczna

Rozkład prawdopodobieństwa istnienia cząstek o różnej energii, A - energia aktywacji.


Kinetyka i statyka chemiczna

Teoria kompleksu aktywnego


Kinetyka i statyka chemiczna

Równanie kinetyczne

Równanie kinetyczne jest matematycznym zapisem wiążącym szybkość reakcji ze stężeniami reagentów.

k - stała szybkości reakcji,

cA, cB - stężenia substartów A i B,

a, b - zazwyczaj współczynniki stechiometryczne z reakcji, a+b = rząd reakcji.


Kinetyka i statyka chemiczna

Czynniki wpływające na szybkość reakcji chemicznej

  • stężenia reagentów,

  • temperatura,

  • ciśnienie (jeśli reagenty są gazami)

  • promieniowanie elektromagnetyczne (dla reakcji fotochemicznych),

  • rozwinięcie powierzchni (reakcje powierzchniowe),

  • dodatek katalizatora.


Wp yw st enia

Wpływ stężenia

Szybkość reakcji rośnie ze wzrostem stężenia.

Reakcje I rzędu:

Wykłądniek potęgi stężenia = 1 (cA1).

Przykład:


Kinetyka i statyka chemiczna

Reakcje II rzędu:

Suma wykładników: 1+1 =2

Przykład:


Kinetyka i statyka chemiczna

lub:

Przykład:


Kinetyka i statyka chemiczna

Rząd reakcji zazwyczaj nie jest większy od 3, ponieważ prawdopodobieństwo zderzenia więcej niż trzech cząstek jest bardzo małe.

Zderzenia cząstek.


Wp yw temperatury

Wpływ temperatury

Każdy wpółczynnik szybkości reakcji jest związny z temperaturą zależności Arheniusa:

k - stała szybkości reakcji,

A - stała, charakterystyczna dla reakcji,

EA - energia aktywacji,

R - stała gazowa,

T - temperatura.


Mechanizm reakcji chemicznych

Mechanizm reakcji chemicznych

Reakcje chemiczne bardzo rzadko są procesami jednoetapowymi. Zazwyczają są to procesy wieloetapowe.

Przykład:

Reakcja jednoetapowa:


Kinetyka i statyka chemiczna

Reakcja wieloetapowa:

etap 1:

etap 2:

etap 3:

etap 4:

sumarycznie:


Kinetyka i statyka chemiczna

Reakcja dwuetapowa:

etap 1:

wolny

etap 2:

szybki

sumarycznie:

wolno

Całkowita szybkość reakcji zależy od etapu najwolniejszego


Kinetyka i statyka chemiczna

Jak zwiększyć szybkość reakcji?

  • wzrost stężenia substratów,

  • wzrost temperatury,

  • wzrost ciśnienia reagentów gazowych,

  • mieszanie,

  • dodanie katalizatora.


Kinetyka i statyka chemiczna

Kataliza

Katalizator jest to substancja zwiększająca szybkość reakcji, ale pozostająca po reakcji w niezmienionym stanie.

Po dodaniu katalizatora:

sumarycznie:


Kinetyka i statyka chemiczna

Katalizator wpływa na wielkość energii aktywacji.

Wpływ katalizatora na energię aktywacji.


Kinetyka i statyka chemiczna

Kataliza homogeniczna

Katalizator jest w tej samej fazie, co reagenty

Przykład:

Utlenianie dwutlenku siarki.


Kinetyka i statyka chemiczna

Kataliza heterogeniczna

Katalizator jest w innej fazie niż, reagenty

Przykład:

Uwadarnianie etenu.


Statyka chemiczna

Statyka chemiczna

Reakcja odracalna może być wyrażona poprzez dwa równania:

kiedy:

stan równowagi chemicznej


Kinetyka i statyka chemiczna

Zmiana szybkości reakcji w czasie.


Sta a r wnowagi

Stała równowagi


Kinetyka i statyka chemiczna

Prawo działania mas Guldberga - Waage’go:

W stanie równowagi chemicznej stosunek iloczynu stężeń produktów (podniesionych do odpowiednich potęg) do iloczynu stężeń substratów (podniesionych do odpowiednich potęg) jest wielkością stałą w danych warunkach temperatury i ciśnienia.


Kinetyka i statyka chemiczna

Przykład:


Regu a le ch telier a brauna

Reguła Le Châtelier’a - Brauna

Jeśli zmienimy jakiś parametr w układzie będącym w stanie równowagi chemicznej, układ będzie przeciwdziałał tym zmianom.

Przykład:

Powoduje przesunięcie równowagi


Kinetyka i statyka chemiczna

1 mol N2 + 3 mole H2 2 mole NH3

4 mole gazu  2 mole gazu


  • Login