hemijska kinetikahemija.me/wp-content/uploads/2018/10/hemijska-kinetika1.pdf · hemijska kinetika...

HEMIJSKA KINETIKA

Koraci u određivanju mehanizma hemijske reakcije

HEMIJA STOMATOLOGIJA

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

reaktdbrzina

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

d NO1υ=- =k NO O

aA+bB proizvodi

bd A1 aυ=- =k A B

a i b - molekularnost

a + b - ukupna molekularnost

aA+bB proizvodi

bd A1 aυ=- =k A B

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

Zakon o dejstvu masa

Guldberg-Vageov zakon

aA+bB proizvodi

βd A1υ=- =k A B

α,β – red reakcije

n = α + β + … ukupan red reakcije

Eksperimentalni podaci o brzini hemijske reakcije

Direktne metode- gravimetrija- volumetrija

Indirektne metode– apsorpcija svetlosti određene λ

-elektična provodljivost- optička rotacija

ln[A]0

nagib : -k

kteAA 0

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

N2O4 2NO2

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.

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

HEMIJSKA KINETIKAReakcije drugog reda

Neutralizacije baza I kiselina Hidrolize Hemijske reakcije neutralnih soli Esterifikacije

odsječak nagib

HEMIJSKA KINETIKAReakcije drugog reda

ktAA 0

Adsorpcija gasova i tečnosti Heterogena kataliza Elektroliza

HEMIJSKA KINETIKAReakcije nultog reda

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

-Rezultujuća brzina je jednaka algebarskom zbiru svih brzina koje utiču napromenu koncentracije posmatranog učesnika reakcije

AkkkBkCk

HEMIJSKA KINETIKAKonsekutivne i paralelne reakcije

DCk 11

A + B C + Dk1

DCkBAk 11

HEMIJSKA KINETIKAKinetika i ravnoteža

A + B C + Dk1

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