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

Kinetyka i statyka chemiczna PowerPoint PPT Presentation


  • 124 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

Reakcja chemiczna

wolna

szybka


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.


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.


bardziej szczegółowo:

Zamiana stężeń substratów i produktów w czasie.


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.


Orientacja cząsteczek

efektywne

nieefektywne


Energia aktywacji

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

Zmiana energii cząstek w czasie reakcji.


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


Teoria kompleksu aktywnego


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.


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.


Wpływ stężenia

Szybkość reakcji rośnie ze wzrostem stężenia.

Reakcje I rzędu:

Wykłądniek potęgi stężenia = 1 (cA1).

Przykład:


Reakcje II rzędu:

Suma wykładników: 1+1 =2

Przykład:


lub:

Przykład:


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

Zderzenia cząstek.


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

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

Przykład:

Reakcja jednoetapowa:


Reakcja wieloetapowa:

etap 1:

etap 2:

etap 3:

etap 4:

sumarycznie:


Reakcja dwuetapowa:

etap 1:

wolny

etap 2:

szybki

sumarycznie:

wolno

Całkowita szybkość reakcji zależy od etapu najwolniejszego


Jak zwiększyć szybkość reakcji?

  • wzrost stężenia substratów,

  • wzrost temperatury,

  • wzrost ciśnienia reagentów gazowych,

  • mieszanie,

  • dodanie katalizatora.


Kataliza

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

Po dodaniu katalizatora:

sumarycznie:


Katalizator wpływa na wielkość energii aktywacji.

Wpływ katalizatora na energię aktywacji.


Kataliza homogeniczna

Katalizator jest w tej samej fazie, co reagenty

Przykład:

Utlenianie dwutlenku siarki.


Kataliza heterogeniczna

Katalizator jest w innej fazie niż, reagenty

Przykład:

Uwadarnianie etenu.


Statyka chemiczna

Reakcja odracalna może być wyrażona poprzez dwa równania:

kiedy:

stan równowagi chemicznej


Zmiana szybkości reakcji w czasie.


Stała równowagi


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.


Przykład:


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


1 mol N2 + 3 mole H2 2 mole NH3

4 mole gazu  2 mole gazu


  • Login