Hemijska kinetika
Hemijska termodinamika omogućava predviđanje da li će se neka hemijska reakcija odvijati u određenom smijeru ili ne. Međutim, termodinamika ne govori ništa o brzini hemijskih reakcija. Brzina hemijske reakcije i faktori koji utiču na brzinu su predmet proučavanja hemijske kinetike.
Brzina hemijske reakcije
[uredi | uredi izvor]Brzina hemijske reakcije je promjena koncentracije reaktanta ili produkta sa vremenom. Npr. za neku opštu reakciju:
brzina reakcije je definisana:
Prema eksperimentalnim podacima, mnoge hemijske reakcije imaju sljedeći oblik izraza za brzinu:
Suma eksponenata iznad koncentracija (m n) u izrazu za brzinu, predstavlja red reakcije. Izraz za brzinu se može izvesti iz stehiometrijskih odnosa samo ako se radi o elementarnoj reakciji. U slučaju da ispitivana reakcija teče u više zasebnih koraka, izraz za brzinu se određuje isključivo eksperimentalno. Veličina k je konstanta brzine reakcije.
Reakcija prvog reda
[uredi | uredi izvor]Reakcija prvog reda se može prikazati na sljedeći način:
Brzina reakcije je direktno proporcionalna sa koncentracijom rekatanta. Izraz za brzinu reakcije prvog reda je:
Integrirani oblik izraza je:
gdje je: k – konstanta brzine reakcije
A0 – početna koncentracija reaktanta
At – koncentracija reaktanta u vremenu t
Primjeri reakcija prvog reda:
Poluvrijeme reakcije je vrijeme za koje izreaguje polovina od početne koncentracije reaktanta.
Reakcija drugog reda
[uredi | uredi izvor]Za reakciju drugog reda zakon za brzinu je:
- ili
Integriranjem se dobije izraz:
- ili
Primjer reakcije drugog reda:
Reakcija drugog reda se može svesti na reakciju pseudo-prvog reda, ako se koncentracija jednog od reaktanata drži konstantnom.
Reakcija nultog reda
[uredi | uredi izvor]Reakcija nultog reda je reakcija tipa: A → produkti, koja ima sljedeći izraz za brzinu:
Tokom reakcije brzina ostaje konstantna, nezavisna od koncentracije reaktanta A. Integrirani oblik zakona za brzinu je:
Reakcije nultog reda nisu česte, ali postoje neki primjeri (npr. razlaganje gasovitog amonijaka NH3 na zagrijanoj površini platine).[1]
Pregled izraza za brzinu za reakcije nultog, prvog, drugog i n-tog reda
[uredi | uredi izvor]Reakcija 0 reda | Reakcija I reda | Reakcija II reda | Reakcija n-tog reda | |
---|---|---|---|---|
Izraz za brzinu | ||||
Integrisani oblik |
[Osim prvog reda] | |||
Jedinica za konstantu (k) | ||||
Linearna funkcija za određivanje k |
[Osim prvog reda] | |||
Poluvrijeme |
[Osim prvog reda] |
Utjecaj temperature na brzinu hemijske reakcije
[uredi | uredi izvor]Arrheniusova jednačina opisuje utjecaj temperature na brzinu hemijske reakcije:
logaritmiranjem se dobije:
gdje je: Ea - energija aktivacije, R – gasna konstanta, A – predeksponencijalni faktor. U uskom temperaturnom intervalu se pretpostavlja da je energija aktivacije konstantna.
Također pogledajte
[uredi | uredi izvor]Vanjski linkovi
[uredi | uredi izvor]Reference
[uredi | uredi izvor]- ^ McMurry, J., Fay, R.C.: Chemistry, Fourth Edition, Prentice Hall, 2003 ISBN 0-13-140208-0