Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Reakční kinetika zabývá se průběhem reakcí, rychlostmi reakcí cíl: vysvětlení mechanismu reakcí (poslouplnosti jednotlivých kroků v reakčním ději)

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Reakční kinetika zabývá se průběhem reakcí, rychlostmi reakcí cíl: vysvětlení mechanismu reakcí (poslouplnosti jednotlivých kroků v reakčním ději)"— Transkript prezentace:

1 Reakční kinetika zabývá se průběhem reakcí, rychlostmi reakcí cíl: vysvětlení mechanismu reakcí (poslouplnosti jednotlivých kroků v reakčním ději)

2 reakce hnědý bezbarvý pokojová nízké teploty teplota

3 pří snížení teploty - tvorba dimeru (efektivní srážky): ne při každé srážce vznikne produkt (dimer) - neefektivní srážky:

4 rozklad dimeru - monomolekulární (unimolekulární reakce), nevyžaduje srážku při určité teplotě - napínání vazev, rozpad molekuly:

5 zvýšením teploty směsi vymizí dimer, při vysokých teplotách nastává rozklad předpoklad: reakce probíhá v těchto dvou krocích:

6

7 reakce může ale probíhat podle bimolekulárního mechanismu (dvě molekuly se musí v prvním kroku srazit)

8 oba mechanismy vyhovují stechiometrii reakce jak rozhodnout, který je správný: snaha analyzovat meziprodukty (obtížné, meziprodukty velmi reaktivní, vyskytují se v nepatrných koncentracích) analyzovat kinetiku reakce z průběhu závisloti koncentrace výchozích látek na čase lze rozhodnout, zda 1 krok reakce je reakce unimolekulární nebo bimolekulární

9 kinetický experiment: měříme koncentrace všech (nebo jen některých) složek v závislosti na čase:

10 grafické znázornění naměřených hodnot:

11 získáme tabulku průměrných rychlostí pro jednotlivé časové úseky reakce:

12 průměrná rychlost - rychlost za určitý časový interval okamžitá rychlost - rychlost v určitém časovém okamžiku počáteční rychlost - okamžitá rychlost na počátku reakce, není ovlivěna přítomností produktů reakce rychlost reakce lze popsat pomocí kterékoli reagující látky. úbytek počtu molů libovolné výchozí látky s časem přírůstek počtu molů libovolného produktu u soustav o konstantním objemu lze místo počtu molů použít koncentrace reagujících látek k výpočtu rychlosti

13 definice okamžité rychlosti reakce: mějme obecnou reakci: aA + b B  cC + dD její okamžitá rychlost je definována vztahy: znaménka “-” vyjadřují úbytek výchozích látek znaménka “+” vyjadřují přírůstek produktů

14 okamžitá rychlost nezávisí na počtu molů (koncentraci) produktů závisí na počtu molů (koncentraci) výchozích látek pro reakci: je závislost rychlosti na koncetraci výchozích látek dána vztahem: k = rychlostní konstanta x,y - řády reakce vzhledem ke složkám A,B lze zjistit pouze experimentem (měřením závisloti v na koncentraci) x + y = řád reakce

15 formální kinetika: zabývá se řešením kinetických rovnic, cíl: popsat časové změny koncentrací reagujících látek reakce 1. řádu: rovnají se levé strany, musí se rovnat pravé strany: definice rychlosti uvedené závislosti rychlosti uvedené reakce: reakce na konc. vých. látky:

16 řžešíme separací proměnných: vyřešení diferenciální rovnice integrací od počátku reakce (čas 0) do času t a od počáteční koncentrace do koncentrace v čase t:

17 vyřešením získáme: upravíme: integrovaný tvar kinetické rovnice 1. řádu:

18 poločas reakce 1. řádu: poločas reakce = doba, za kterou poklesne koncentrace výchozí látky na polovinu 100% 50% 25% 12,5% 6,25%

19 linearizovaný výnos kinetické křivky 1. řádu: ln c čas

20 reakce 2. řádu (bimolekulární) rychlost reakce: rychlost závisí na koncentraci výchozích látek:

21 předpoklad: g=1, h=1, [A] 0 = [B] 0: separace proměnných: integrovaná forma kinetické rovnice 2. řádu

22 linearizace rovnice 2. řádu: rozklad NO2 je reakce 2. řádu

23 poločas reakce 2. řádu – závislost na koncentraci: poločas reakce u reakcí 2. řádu se prodlužuje s klesající koncentrací

24 u dosud probraných reakcí – předpoklad, že v systému běží jen ta jedna určitá reakce tzv. reakce isolované probíhá-li v systému více reakcí najednou – simultánní reakce simultánní reakce: - zvratné - bočné   C - následné A B C

25 zpětné reakce:

26

27 ClNO 2 (g) + NO(g) NO 2 (g) + ClNO(g) Rate forward = k (ClNO 2 )(NO) Rate reverse = k (NO 2 )(ClNO) Rate forward = Rate reverse k f [NO][ClNO 2 ] = k r [ClNO][NO 2 ] v rovnováze: pro zpětnou reakci:

28 staženo květen 2011

29

30

31 následné reakce: výška maxima závisí na poměru rychlostních konstant

32 závislost rychlosti reakce na teplotě: Arrheniova rovnice: frekvenční faktor aktivační energie rychlostní konstanta správná orientace - možná vazba špatná orientace - žádná vazba

33

34

35 rychlost každé reakce se zvyšuje s teplotou reakce přímá x zpětná: víc se urychlí ta, jejíž k roste s teplotou rychleji

36 určení aktivační energie a předexponenciálního faktoru: rychlostní konstanty při dvou teplotách: výpočtem (soustava dvou rovnic o dvou neznámých A a E a ) nebo graficky – při více hodnotách (linearizace zlogaritmováním)

37 katalýza: katalyzátor je látka, která zvyšuje rychlost reakce, aniž by v reakci byla sama spotřebovávána katalyzátor: nesnižuje aktivační energii reakce, vede reakci po jiné reakční cestě (vznikají jiné aktivované komplexy s nižší aktivační energií)

38

39 staženo květen 2011

40 homogenní a heterogenní katalýza homogenní katalýza: katalyzátor a reaktanty v jedné fázi heterogenní katalýza: katalyzátor - v pevné fázi reaktanty - v roztoku nebo v plynné fázi katalyzátory: přechodné kovy (čisté, halogenidy, oxidy) fáze heterogenní katalýzy: difuse k povrchu katalyzátoru adsorpce na povrch katalyzátoru vlastní chemická reakce desorpce z povrchu difuse od povrchu

41 enzymatická katalýza: enzymy- biochemické katalyzátory velikostí molekul - mezi homogenní a heterogenní katalýzou vazba substrátu do aktivního místo enzymu, reakce substrátu uvolnění produktů

42

43

44

45

46 měření rychlosti reakce (pomocí tvorby produktu): počáteční rychlost – tg úhlu

47 závislost počáteční rychlosti na koncentraci enzymu:

48 závislost počáteční rychlosti na koncentraci substrátu: všechen enzym zapojen do reakce (maximální rychlost)

49 reakce enzymu se substrátem v ustáleném stavu - tvorba ES první reakcí = rozpadu ES zpětnou první a druhou reakcí:

50 konstanta Michaelise a Mentenové číselně rovna v(max) / 2

51 Michaelisova konstanta: §charakterizuje katalytické vlastnosti enzymu §není závislá na koncentraci enzymu, závisí na prostředí (pH, teplota, přítomnost látek ovlivňujících reakci) její údaj vždy nutno doplnit přesným udáním podmínek, za nichž byla stanovena §je úměrná disociační konstantě komplexu enzym - substrát (čím vyšší hodnota konstanty, tím menší afinita enzymu k danému substrátu, u enzymů působících na více substrátů - hlavní ten substrát, jehož má nejnižší hodnotu)

52 kinetika růstu bakteriální populace: růstová křivka bakteriální populace exponenciální fáze ustálený stav fáze odumírání lag fáze

53 bakterie se dělí na dva jedince, po děleních je počet jedinců počet dělení za jednotku času čas kinetická rovnice 1. řádu (vzrůst namísto úbytku)

54 rychlost růstu bakterií závisí na počtu buněk v systému: v = k. n n - počet bakteriálních buněk (lze dosadit m- hmotnost bakteriální biomasy c - koncentrace buněk v jednotce objemu) doba zdvojení (generační doba) = doba potřebná na 1 dělení analogie poločasu reakce


Stáhnout ppt "Reakční kinetika zabývá se průběhem reakcí, rychlostmi reakcí cíl: vysvětlení mechanismu reakcí (poslouplnosti jednotlivých kroků v reakčním ději)"

Podobné prezentace


Reklamy Google