Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Kinetika chemických reakcí. Reakční kinetika studuje časový průběh chemických rcí (rychlost) a zabývá se faktory, které tuto rychlost ovlivňují. Dále.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Kinetika chemických reakcí. Reakční kinetika studuje časový průběh chemických rcí (rychlost) a zabývá se faktory, které tuto rychlost ovlivňují. Dále."— Transkript prezentace:

1 Kinetika chemických reakcí

2 Reakční kinetika studuje časový průběh chemických rcí (rychlost) a zabývá se faktory, které tuto rychlost ovlivňují. Dále také objasňuje mechanismus chem. rce.

3 makrosvěta mikrosvěta

4 Reakční mechanismy  Z hlediska mikrosvěta lze na rci nahlížet, jako na sérii srážek doprovázenou zánikem původních a vznikem nových vazeb.  Mechanismus rce popisují v zásadě dvě teorie: 1.Teorie aktivních srážek (TAS) 2.Teorie aktivovaného komplexu (TAK)

5 Reakční mechanismy 1.Teorie aktivních srážek (TAS)  vychází z předpokladů: I.Srážka molekul je pro rci nezbytná. II.Kolidující částice musí mít dostatečnou energii. -musí dojít ke zrušení původních vazeb → spotřeba energie -minimální energie částic pro účinnou srážku = aktivační energie E A

6 Reakční koordináta E [kJ.mol -1 ] Výchozí látky ProduktyReakce ∆H∆H EAEA EAEA - grafické znázornění změn energie v průběhu chemické reakce :

7 Reakční mechanismy 1.Teorie aktivních srážek (TAS)  vychází z předpokladů: I.Srážka molekul je pro rci nezbytná. II.Kolidující částice musí mít dostatečnou energii. -musí dojít ke zrušení původních vazeb → spotřeba energie -minimální energie částic pro účinnou srážku = aktivační energie E A -vnitřní energii částic lze ovlivnit dodáním energie ve formě tepla

8 T1T1 T2T2 T3T3 T 1 < T 2 < T 3 počet molekul energie EAEA - rozložení energií molekul v závislosti na teplotě: → Počet efektivních srážek v systému roste s rostoucí teplotou systému.

9 Reakční mechanismy 1.Teorie aktivních srážek (TAS)  vychází z předpokladů: I.Srážka molekul je pro rci nezbytná. II.Kolidující částice musí mít dostatečnou energii. III.Kolidující částice musí mít vhodnou prostoro- vou orientaci. C O CO (g) + NO 2 (g)  CO 2 (g) + NO (g) O N O C O O N O OK NE

10 Reakční mechanismy 2.Teorie aktivovaného komplexu (TAK)  respektuje postupné změny vazebných poměrů při přechodu od výchozích látek k produktům  Předpoklad: Během rce existuje mechanismus, který pomáhá snižovat E A → tímto mechanismem může být vznik, tzv. AKTIVOVANÉHO KOMPLEXU

11 Reakční mechanismy 2.Teorie aktivovaného komplexu (TAK)  VZNIK AKTIVOVANÉHO KOMPLEXU: A B B A A A + B B → → výchozí látky Aktivovaný komplex produkty 2AB

12 Reakční mechanismy 2.Teorie aktivovaného komplexu (TAK) B BA B B A A A + → → 2AB výchozí látkyAktivovaný komplex produkty - oslabení starých vazeb → spotřeba energie -tvorba vazeb nových → uvolnění energie U TAK je energetická bilance vyjádřena prostřednictvím E A příznivější a také bližší skutečnosti než u TAS. probíhá součastně

13 Reakční koordináta E E A(TAK) ReaktantyProduktyReakce ∆H∆H E A(TAS) - změny E soustavy v průběhu chem. rce vyjádřena pomocí TAS a TAK

14 Pohled z makrosvěta FORMÁLNÍ REAKČNÍ KINETIKA 1.Vliv koncentrace na průběh chemické rce 2.Vliv teploty na průběh chemické rce 3.Vliv katalyzátorů na průběh chemické rce

15 Pohled z makrosvěta FORMÁLNÍ REAKČNÍ KINETIKA 1.Vliv koncentrace na průběh chemické rce  Obecně pro zvratnou rci: a A + b B c C + d D  Rychlost chemické reakce = časový úbytek molární koncentrace reaktantu nebo přírůstek molární koncentrace produktu dělený jeho stechiometrickým koeficientem v = ∆[C] c. ∆ t

16 Pohled z makrosvěta FORMÁLNÍ REAKČNÍ KINETIKA 1.Vliv koncentrace na průběh chemické rce  Rychlost chemické rce - platí: ∆[B]∆[B] = 1 b ∆t∆t ∆[A]∆[A] v = 1 a ∆t∆t ∆[C]∆[C] = 1 c ∆t∆t ∆[D]∆[D] = 1 d ∆t∆t Kde: [A] – molární koncentrace látky A a – stechiometrický koeficient látky A ∆[A] – změna molární koncentrace látky A ∆ t - změna času

17 Koncentrace Čas t ∆t∆t ∆cA∆cA CACA Která reakce probíhá rychleji? Koncentrace Čas t ∆t∆t ∆cB∆cB CBCB

18 Pohled z makrosvěta FORMÁLNÍ REAKČNÍ KINETIKA 1.Vliv koncentrace na průběh chemické rce  Rychlost chemické rce ―Lze také zjistit z okamžitých koncentrací reagujících látek (Guldberg a Waage): Obecně pro reakci: a A + b B c C + d D v1v1 v2v2 V 1 =k 1.[A] a.[B] b V 2 =k 2.[C] c.[D] d K 1,K 2 = rychlostní konstanty (závislé na T a typu rce – tabel. hodnoty)

19 Pohled z makrosvěta FORMÁLNÍ REAKČNÍ KINETIKA 1.Vliv koncentrace na průběh chemické rce  Rychlost chemické rce ‒ Parametr, který má největší vliv na rychlost chem. reakce: MOLÁRNÍ KONCENTRACE (reaktantů / produktů) ‒ Koncentrace reagujících látek se v průběhu reakce mění.

20 Čas t ∆t∆t ∆ c A,B Koncentrace C ∆t∆t ∆ c C,D Reakce v dynamické rovnováze

21 Čas t ∆t∆t ∆ v 1(A+B  C+D) ∆t∆t ∆ v 2(A+B  C+D) Rychlost v MN Reakce v dynamické rovnováze

22 V bodě M: V 1 (A+B  C+D) >> v 2 (A+B  C+D) V bodě N: V 1 (A+B  C+D) = v 2 (A+B  C+D)

23 Od bodu N můžeme psát: v 1 = v 2 V 1 =k 1.[A] a.[B] b V 2 =k 2.[C] c.[D] d k 1.[A] a.[B] b = k 2.[C] c.[D] d k 1 [C] c.[D] d k 2 [A] a.[B] b = [C] c.[D] d [A] a.[B] b = K

24 Pohled z makrosvěta FORMÁLNÍ REAKČNÍ KINETIKA 1.Vliv koncentrace na průběh chemické rce  Rychlost chem. rce → rovnovážná kostan. (K) : kde: [A],[B],[C],[D] jsou rovnovážné koncentrace → Obecný vztah = Guldberg – Waagův zákon: platí pro libovolný počet reaktantů a produktů. [C] c.[D] d [A] a.[B] b = K

25 Pohled z makrosvěta FORMÁLNÍ REAKČNÍ KINETIKA 2.Vliv teploty na průběh chemické rce  Platí Van´t Hoffovo pravidlo:  Rovnovážná konstanta je funkcí teploty → rovnovážná konstanta se mění. Zvýšení teploty reaktantů o 10 °C → zvýšení reakční rychlosti 2 – 4krát.

26 Pohled z makrosvěta FORMÁLNÍ REAKČNÍ KINETIKA 3.Vliv katalyzátorů na průběh chemické rce  katalyzátory = látky, které se při chemické rci nespotřebovávají, neovlivňují chemickou rovnováhu ani složení systému  katalyzátory pouze snižují E A  průběh katalyzované rce: A + B → AB A + B + K → AK AK + B → AB + K

27 Reakční koordináta E ∆H∆H Úspora E A E A1 ∆H∆H E A2 E A3 A  B A + B AB A +B + K A + BK AB + K A + B  K A  B  K

28 Pohled z makrosvěta FORMÁLNÍ REAKČNÍ KINETIKA 3.Vliv katalyzátorů na průběh chemické rce  typy katalyzátorů: 1.Pozivní – aktivátory: ‒ snižují aktivační energii → urychlují reakci 2.Negativní – inhibitory: ‒ zvyšují aktivační energii → zpomalují reakci

29 Pohled z makrosvěta FORMÁLNÍ REAKČNÍ KINETIKA 3.Vliv katalyzátorů na průběh chemické rce  typy katalýzy: 1.Homogenní: ‒ reaktanty a katalyzátor ve stejné fázi ‒ např.: rozklad kyseliny mravenčí HCOOH → H 2 O + CO (katalyzátor H + ) 1.Heterogenní: ‒ reaktanty a katalyzátor v různé fázi ‒ např. syntéza amoniaku z prvků 3H 2 (g) + N 2 (g) → 2NH 3 (g) (kat. Fe)

30


Stáhnout ppt "Kinetika chemických reakcí. Reakční kinetika studuje časový průběh chemických rcí (rychlost) a zabývá se faktory, které tuto rychlost ovlivňují. Dále."

Podobné prezentace


Reklamy Google