VY_32_INOVACE_05-14 Chemická kinetika I Předmět studia chemické kinetiky, reakční rychlost a její vyjádření, faktory ovlivňující reakční rychlost

KINETIKA CHEMICKÝCH REAKCÍ kinetika chemických reakcí studuje: reakční rychlost v (jednotka mol/dm3. s) faktory, které ovlivňují reakční rychlost (teplota, tlak, koncentrace reaktantů, přítomnost katalyzátoru apod.) reakční mechanismy reakcí - sled reakcí, které musí proběhnout, aby z reaktantů vznikly produkty existují chemické reakce s rychlým průběhem např. hoření methanu, ethanolu, reakce sodíku s vodou a reakce pomalé např. rozklad peroxidu vodíku, koroze železa, oxidace stříbra

Vyjádření reakční rychlosti během přeměny reaktantů v produkty dochází k ubývání látkového množství reaktantů a přibývání látkového množství produktů uvažujme reakci: a A + b B  c C + d D stechiometrické koeficienty všech látek jsou rovny jedné reakční rychlost můžeme vyjádřit pomocí změn látkových množství reaktantů a produktů v čase t rychlost reakce vyjádřená všemi uvedenými způsoby musí mít stejnou hodnotu

Vyjádření reakční rychlosti uvažujme reakci: aA + bB  cC + dD u reakcí probíhajících v roztocích můžeme reakční rychlost vyjadřovat pomocí změny molární koncentrace reaktantů a produktů v čase t viz vztah na dalším snímku

Vyjádření reakční rychlosti v = - 1/a .  A /  t = - 1/b .  B /  t = + 1/c .  C /  t = +1/d .  D /  t a,b,c,d – stechiometrické koeficienty reaktantů a produktů A - molární koncentrace reaktantu A B - molární koncentrace reaktantu B C - molární koncentrace produktu C D - molární koncentrace produktu D

Závislost koncentrace produktu na čase c (mol/l) c2 c1 t1 t2 čas (s)

Závislost reakční rychlosti na molární koncentraci reaktantů Guldberg – Waageův zákon – reakční rychlost v určitém okamžiku je přímo úměrná součinu molárních koncentrací dosud nezreagovaných reaktantů

Závislost reakční rychlosti na teplotě látek (reaktantů) tuto závislost vystihuje Arrheniův zákon, který lze vyjádřit vztahem: k = A. e –EA/R.T

EA je aktivační energie reakce – minimální množství energie, kterou musí reaktanty aby se přeměnily v produkty (v kJ/mol) EA je vždy kladná, čím je vyšší tím je rychlost reakce menší R je univerzální plynová konstanta T je teplota, e je základ přirozeného logaritmu a faktor A je tzv. frekvenční faktor, který reprezentuje počet srážek, kdy jsou molekuly k sobě správně orientovány a mají dostatečnou kinetickou energii k překonání aktivační energie na základě experimentů lze odvodit, že zvýšením teploty látek cca o 10 C vzroste reakční rychlost dvojnásobně

S.ARRHENIUS (1859 – 1957), ŠVÉDSKÝ FYZIK A CHEMIK, NOSITEL NOBELOVY CENY ZA CHEMII, FORMULOVAL TEORII KYSELIN A ZÁSAD název: File:Arrhenius2.jpg, zdroj: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Arrheni us2.jpg

z Arrheniova zákona plyne: se zvyšující se teplotou se zvyšuje rychlostní konstanta a tím i reakční rychlost se snižující se hodnotou aktivační energie u katalyzovaných reakcí se zvyšuje rychlostní konstanta a tím i reakční rychlost

Autor DUM: Mgr. Kateřina Kleslová Děkuji za pozornost. Autor DUM: Mgr. Kateřina Kleslová