Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

4. Reakciókinetika energia nyereség aktiválási energia kiindulási állapot felszabaduló energia végállapot.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "4. Reakciókinetika energia nyereség aktiválási energia kiindulási állapot felszabaduló energia végállapot."— Előadás másolata:

1 4. Reakciókinetika energia nyereség aktiválási energia kiindulási állapot felszabaduló energia végállapot

2 Elemi reakció: egy ütközés következtében végbemenő átalakulás kellő sebességgel, megfelelő irányból!! Reakciókinetika aktivált komplex Reakció koordináta exoterm endoterm

3 NH 2 Cl CH 3 NHCH 3 CH 2 ClNHCH 3 NH 3

4

5 Reakciókinetika A reakciók lefutásának és a reakciósebesség változásának tanulmá- nyozása Mitől függ: koncentráció (reaktáns, katalizátor) – ütközések valószínűsége hőmérséklet – részecskék sebessége (energiája)

6 Reakciókinetika A + B = C (elemi reakció) v = k*[A]*[B] = d[C]/dt = –d[A]/dt = –d[A]/dt v – reakciósebesség k – reakciósebességi állandó Arrhenius összefüggés: k = A*exp(–E a /RT) A – akciókonstans (Arrhenius-állandó; a jól sikerült ütközés „térbeli” valószínűsége) E a – aktiválási energia (mennyi energiát kell hozni egy jól sikerült ütközéshez) R – egyetemes gázállandó, T – hőmérséklet (kelvinben!)

7 Reakciókinetika Elemi reakciók: egy molekuláris szintű ütközés alatt játszódik le Összetett reakció: elemi reakciókból áll össze Bruttó egyenelet: Elemi reakciók: Sebességi egyenletek:

8 Reakciókinetika unimolekuláris reakció Elemi reakciók molekularitása bimolekuláris reakció trimolekuláris reakció A + M = B + M v = k*[A] M – például az edény fala, indifferens molekula A + B = C (+ D …) v = k*[A]*[B] legelterjedtebb 2 részecske ütközése A + B + C = D (+ E …) v = k*[A]*[B]*[C] ritka, mert 3 részecske megfelelő ütközésének nagyon kicsi az esélye

9 Reakciókinetika (g)  (g) 2 N 2 O 5(g)  4NO 2(g) + O 2(g) elsőrendű másodrendű harmadrendű Reakciók rendűsége

10 Reakciókinetika Tört rendűség Összetett reakció, „egyszerű” rendűség

11 Kémiai reakciók sebessége BONYOLULTABB ÖSSZETETT REAKCIÓK A részreakciók ismeretében a HBr képződési sebessége megadható: pl. hidrogén-bromid képződése (gyökös láncreakció) (a) láncindítás: 1 (b) láncfolytatás: 2 (c) inhibíció: 4 (d) láncvégződés: 5 3 Hasonló gyökös reakciók: - légköri reakciók - égések ( pl. H 2 égése és robbanása ) láncelágazás:.H + O 2 .OH +  O  O + H 2 .OH +.H számítógépes modellezés

12 Atmoszférikus kémiai folyamatok felderítése és modellezése 1995-ös kémiai Nobel-díj

13 Oszcilláló és kaotikus kémiai reakciók BrO 3  + Br  HBrO 2 + HOBrv = k 1 [BrO 3  ][Br  ] HBrO 2 + Br  2HOBrv = k 2 [HBrO 2 ][Br  ] BrO 3  + HBrO 2 2HBrO 2 + 2Ce 4+ v = k 3 [BrO 3  ][HBrO 2 ] 2HBrO 2 BrO 3  + HOBrv = k 4 [HBrO 2 ] 2 B + Ce 4+ 1/2fBr  v = k c [Z][Ce 4+ ] Belousov-Zhabotinsky reakció

14 Katalízis és inhibíció

15 Reakciókinetika Elsőrendű reakció

16 Reakciókinetika Egyensúlyi reakció v = v’ k 1 [N 2 O 5 ] = k -1 [NO 2 ][NO 3 ] k 1 = A 1 *exp(–E a /RT) k -1 = A -1 *exp(–E a ’/RT) K = A 1 /A -1 *exp(–  H r /RT) Ea’Ea’ EaEa HrHr Ea’Ea’ EaEa HrHr ? endoterm exoterm endoterm exoterm Az aktiválási energia endoterm irányba mindig nagyobb. k1k1 k−1k−1

17 Reakciókinetika Egyensúlyi reakciók esetében hőmérséklet változtatásakor (az Arrhenius-egyenletből adódóan) az endoterm irányba gyorsabban változik a reakciósebesség, ezért hőmérséklet növelésekor jobban megnő endoterm irányba a sebesség, mint exoterm irányba → endoterm irányba „tolódik el” hőmérséklet csökkenésekor jobban lecsökken endoterm irányba a sebesség, mint exoterm irányba → exoterm irányba „tolódik el”

18 Reakciókinetika Nyomás változtatása (gázfázisú) egyensúlyi reakcióban K (koncentrációkban kifejezett) értéke, azaz k 1 és k -1 értéke nem változik adott hőmérsékleten a nyomással. 2A B (pl. 2NO 2 N 2 O 4 ) Nyomást pl. 2-szeresére [NO 2 ] és [N 2 O 4 ] is kétszeresére nő, de a változtatás pillanatában K >[N 2 O 4 ]/[NO 2 ] 2 (=K*2/4), mivel [NO 2 ] a négyzeten szerepel. Új egyensúly (egyenlőség) létrejöttéhez a reakciónak a felső nyíl irányba kell gyorsabban lejátszódnia. Ez a külső hatással ellentétben csökkenti a nyomást, mivel mólszámcsökkenéssel jár.

19 Reakciókinetika DINAMIKUS EGYENSÚLY Tömeghatás törvénye: ha valamely dinamikus egyensúlyba jutott rendszerben úgy változtatjuk meg az egyik, vagy több anyag koncentrációját, hogy a koncentrációkból képzett tört értéke más lesz, mint az egyensúlyi állandóé, olyan folyamat indul meg, amelynek következtében a tört lecsökkent értéke nőni, megnőtt értéke pedig csökkenni fog. Le Chatelier  Braun-elv: Ha egyensúlyban lévő rendszerre változást kényszerítünk, akkor a rendszer úgy reagál, hogy csökkentse a változás mértékét.


Letölteni ppt "4. Reakciókinetika energia nyereség aktiválási energia kiindulási állapot felszabaduló energia végállapot."

Hasonló előadás


Google Hirdetések