Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

MŰSZAKI KÉMIA ELŐADÁSOK GÉPÉSZMÉRNÖK HALLGATÓKNAK 2. REAKCIÓKINETIKA Dr. Bajnóczy Gábor BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "MŰSZAKI KÉMIA ELŐADÁSOK GÉPÉSZMÉRNÖK HALLGATÓKNAK 2. REAKCIÓKINETIKA Dr. Bajnóczy Gábor BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék."— Előadás másolata:

1 MŰSZAKI KÉMIA ELŐADÁSOK GÉPÉSZMÉRNÖK HALLGATÓKNAK 2. REAKCIÓKINETIKA Dr. Bajnóczy Gábor BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

2 AZ ELŐADÁS ANYAGA, KÉPEK, RAJZOK KIZÁRÓLAG OKTATÁSI CÉLRA, KORLÁTOZOTT HOZZÁFÉRÉSSEL HASZNÁLHATÓK ! INTERNETRE KORLÁTLAN HOZZÁFÉRÉSSEL FELTENNI TILOS !

3 Reakciókinetika Mitől függ a reakciósebesség és hogyan tudjuk befolyásolni ? C 6 H 12 O O 2 = 6 CO H 2 O (g) ΔG 0 = kJ 1 mol ● -910 kJ/mol 6 mol ● kJ/mol 6 mol ● -288 kJ/mol Ezek szerint a szőlőcukornak el kellene égni szobahőmérsékleten ! A termodinamika csak a lehetőséget adja meg. Igen, de nem ég el, mivel a folyamat kinetikailag gátolt Az utat nekünk kell megtalálni !

4 Aktivált állapot elmélete Kémiai reakció létrejöttéhez szükséges –Ütközzenek a résztvevők –Megfelelő energiával történjen az ütközés –Megfelelő irányultságú legyen az ütközés Ez anyag és energia koncentrációt igényel, tehát entrópia csökkenés kell, hogy történjen. Ez ΔG rendszer pozitív értékét jelenti tehát a reagáló anyagoknak egy energia gátat kell leküzdeniük.

5 Reakciók molekularitása Monomolekuláris reakciók A  termékek Bimolekuláris reakciók A + A  termékek A + B  termékek Trimolekuláris reakciók A + A + A  termékek A + A + B  termékek A + C + B  termékek Tovább nem folytatható, mivel nincs gyakorlati valószínűsége, hogy négy molekula egyidejűleg hatásosan ütközzön. Ezt a három típust nevezzük elemi reakcióknak

6 Reakciósebesség Időegység alatt bekövetkező koncentráció változás: Monomolekuláris reakcióknál v = k [A] Bimolekuláris reakcióknál v = k [A] 2 vagy v = k [A][B] Trimolekuláris reakcióknál v = k[A] 3 vagy v = k[A][B] 2 …. Elemi reakcióknál a sebességi egyenlet felírható a reakcióegyenletből k = reakciósebességi állandó v : pillanatnyi reakciósebesség

7 Összetett reakciók reakciósebessége 2 A + 4 B + 5 C = E + 6 D ▼ a, b, c : kitevők tetszőleges számok, részrendek, a reakció részrendjei csak kísérletileg határozhatók meg a+b+c = a reakció rendűsége, bruttó rendje v = k [A] a ● [B] b ● [C] c v = k [A] 4 ● [B] -1,2 ● [C] 0 Ennél a reakciónál [A] koncentrációjának növelése robbanáshoz vezethet [B] koncentrációjának növelésével a reakció lassulását lehet elérni, [C] koncentrációja nem befolyásolja a reakciósebességet

8 Kémiai reakciók hőmérséklet függése Növekvő hőmérséklet a reakciósebesség növekedését eredményezi A szobahőmérsékleten lejátszódó reakciók sebessége 1,5-3 szorosára nő, ha a hőfokot 10 °C-al megemeljük Reakciósebesség hőmérséklet függése (Arrhenius féle empírikus egyenlet) A reakciók gyorsítására T növelése nem mindig megfelelő pl. az energia igény miatt Katalizátor alkalmazásával viszont gyorsíthatjuk a reakciót hőmérséklet emelés nélkül

9 Légszennyező anyagok képződése a belsőégésű motorokban Szén - monoxid C +O 2 = CO 2 2C +O 2 = 2CO v 1 2CO +O 2 = 2CO 2 v 2 V 1 >> V 2 Ha nincs elegendő oxigén vagy kicsi tartózkodási idő sok lesz a füstgáz szén-monoxid tartalma Nitrogén-oxid N 2 +O 2 = 2NO Endoterm reakció, ezért n = 1-nél képződési maximum Szénhidrogének C x H y +O 2 -- > CO 2 + H 2 O Ha nincs elegendő oxigén vagy kicsi tartózkodási idő sok lesz a füstgáz szénhidrogén tartalma C x H y +O > szénváz + H 2 O szénváz + O > CO majd CO 2

10 Kisebb tűztér több légszennyező Oka: az úgynevezett falhatás. A falhoz közel a hőleadás miatt kisebb a hőmérséklet, így lassabb a reakciósebesség, pl.: szén-monoxid átalakulás széndioxiddá Hidegebb fal lassítja az oxidáció sebességét és a dugattyú hamarabb tolja ki a gázelegyet ebből a térrészből, mint a teljes elégéshez szükséges idő. A hőleadó felületek változásával magyarázható, hogy a kisebb tűzterű kazánok sokkal több szénhidrogént, szénmonoxidot és kormot emittálnak, mint a nagy tűzterű kazánok, mivel a nagyobb tűztér esetén kisebb a felület – tűztér viszony.

11 Gépkocsi katalizátor Légszennyező anyag képződés a belsőégésű motorokban Légfelesleg tényező = Betáplált levegő mennyisége Elméletileg szükséges levegő mennyisége _____________________________________ n 1 levegő többlet

12 Hármas hatású katalizátor Pt : platina katalizátor Pd: palládium katalizátor ebben a tartományban még elfogadható sebességgel zajlik az oxidáció és a redukció redukcióoxidáció

13 Hármas hatású katalizátor

14 A keramiatest csöveinek belső falára viszik fel a katalizátort.

15 Példa az igen gyors kémiai reakciókra Légzsák: 2 NaN 3 = 2 Na + 3 N 2 a fém nátrium gyúlékony ! 10 Na + 2 KNO 3 = K 2 O + 5 Na 2 O + N 2 a Na 2 O és K 2 O vakságot okoz K 2 O + Na 2 O + SiO > alkáli - szilikátok nem veszélyes Tehát a légzsákot a - nátrium - azid, - kálium - nitrát, - szilicium – dioxid keverékéből elektromos gyújtás hatására beinduló kémiai reakció során képződő nitrogén fújja fel

16 2CH 3 COOH + CaCO 3 = Ca(CH 3 COO) 2 + H 2 O + CO 2 v= k[A] a [B] b Ecetsav 5% [A] nő Sósav 10% t= 20 C gyors, de oldódik a vas t= 80 C ( k nő) t= 80 C lassú gyors, de a vas oldódása lassú negatív katalizátor Ecetsav 20% ( k nő) ( k lassul) vas oldódására ( anyag váltás k nő) Keverni is kell, mert a koncentráció a felületen csökken !

17 Homeopátiás gyógyszerek ? Elve: A hatóanyagot olyan mértékben kell hígítani pl.: vízzel, hogy a kész „gyógyszerben” már csak néhány molekula legyen. A vízmolekulák majd emlékeznek !!?? a hatóanyagra és így fejtik ki gyógyító hatásukat. v = k [A] a ● [B] b ● [C] c Ha [A] azaz a hatóanyag koncentrációja tart a nullához a „v” reakciósebesség, azaz a gyógyulásért felelős kémiai reakció sebessége is tart a nullához. A készítmény hatóanyaga: 0,01 ml Anas Barbariae hepatis et cordis extractum 200K 1 g pelletben műanyag tartályonként. 200 K (Korsakov hígítás) = hígítás 1 K = 10 2 hígítás


Letölteni ppt "MŰSZAKI KÉMIA ELŐADÁSOK GÉPÉSZMÉRNÖK HALLGATÓKNAK 2. REAKCIÓKINETIKA Dr. Bajnóczy Gábor BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék."

Hasonló előadás


Google Hirdetések