Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Szybkość i rząd reakcji chemicznej -Szybkość reakcji chemicznych dla substratów i produktów, -Czynniki wpływające na szybkość reakcji, -Stała szybkości.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Szybkość i rząd reakcji chemicznej -Szybkość reakcji chemicznych dla substratów i produktów, -Czynniki wpływające na szybkość reakcji, -Stała szybkości."— Zapis prezentacji:

1

2 Szybkość i rząd reakcji chemicznej -Szybkość reakcji chemicznych dla substratów i produktów, -Czynniki wpływające na szybkość reakcji, -Stała szybkości reakcji chemicznych i reguła van`t Hoffa, -Rząd reakcji chemicznych -Szybkość reakcji chemicznych dla substratów i produktów, -Czynniki wpływające na szybkość reakcji, -Stała szybkości reakcji chemicznych i reguła van`t Hoffa, -Rząd reakcji chemicznych

3 Szybkość reakcji chemicznych Szybkość reakcji – zmniejszenie się stężenia molowego substratów lub przyrost stężenia molowego produktów reakcji w jednostce czasu (szybkość reakcji wyznacza się doświadczalnie przez pomiar zmian stężeń reagentów w czasie procesu) C v = ± C B „-” stężenie substratów C A „+” stężenie produktów t Zmiana stężeń substratu (C A ) i produktu (C B ) z upływem czasu dla reakcji A↔B Szybkość reakcji – zmniejszenie się stężenia molowego substratów lub przyrost stężenia molowego produktów reakcji w jednostce czasu (szybkość reakcji wyznacza się doświadczalnie przez pomiar zmian stężeń reagentów w czasie procesu) C v = ± C B „-” stężenie substratów C A „+” stężenie produktów t Zmiana stężeń substratu (C A ) i produktu (C B ) z upływem czasu dla reakcji A↔B

4 Szybkość reakcji chemicznych cd Szybkość reakcji jest wprost proporcjonalna do stężenia reagentów zgodnie z równaniem kinetycznym: Dla reakcji z jednym substratem AB  A + B ; v = k · C Dla reakcji między dwoma substratami A + B  C ; v = k · C A · C B (k – stała szybkości reakcji dla danej reakcji w określonej temperaturze) Szybkość reakcji jest wprost proporcjonalna do stężenia reagentów zgodnie z równaniem kinetycznym: Dla reakcji z jednym substratem AB  A + B ; v = k · C Dla reakcji między dwoma substratami A + B  C ; v = k · C A · C B (k – stała szybkości reakcji dla danej reakcji w określonej temperaturze)

5 Reguła van`t Hoffa Wartość stałej szybkości (k) zależy od rodzaju reakcji i temp. układu reagującego oraz obecności katalizatorów lub inhibitorów reakcji, natomiast jest nie zależna od stężenia substratów i produktów. Przy podwyższeniu o 10 o C temp. układu reagującego stała szybkości reakcji wzrasta 2-4 krotnie, natomiast obniżenie temp. układu o 10 o C powoduje zmniejszenie stałej szybkości w takiej samej proporcji (jt. współczynnik temperaturowy - γ) Powyższa zależność nie jest liniowa, wraz ze wzrostem temp. (głównie dla reakcji egzoenergetycznych) współczynnik temp. dąży do jedności, nie obowiązuje dla reakcji wybuchowych i reakcji przebiegających w obecności katalizatora stałego. Wartość stałej szybkości (k) zależy od rodzaju reakcji i temp. układu reagującego oraz obecności katalizatorów lub inhibitorów reakcji, natomiast jest nie zależna od stężenia substratów i produktów. Przy podwyższeniu o 10 o C temp. układu reagującego stała szybkości reakcji wzrasta 2-4 krotnie, natomiast obniżenie temp. układu o 10 o C powoduje zmniejszenie stałej szybkości w takiej samej proporcji (jt. współczynnik temperaturowy - γ) Powyższa zależność nie jest liniowa, wraz ze wzrostem temp. (głównie dla reakcji egzoenergetycznych) współczynnik temp. dąży do jedności, nie obowiązuje dla reakcji wybuchowych i reakcji przebiegających w obecności katalizatora stałego.

6 Przykładowe zadania Zad. 1 Stała szybkości rozkładu danego związku wynosi 8·10 -4 h -1 w temp. 363K, a 20·10 -4 h -1 w temp. 373K. Oblicz wartość temperaturowego współczynnika szybkości reakcji tego procesu. Rozwiązanie: Zad. 2 Jak zmieni się szybkość reakcji spalania chlorowodoru : 4HCl (g) + O 2  2H 2 O (g) + 2Cl 2 a równanie kinetyczne ma postać: v = k · [HCl] ·[O 2 ] jeżeli stężenie chlorowodoru wzrośnie dwukrotnie a stężenie tlenu pozostaje bez zmian Rozwiązanie: dla v 1 : [HCl] = x, [O 2 ] = x ; v 1 = k x 2 dla v 2 : [HCl] = 2x, [O 2 ] = x; v 2 = k 2x 2 Odp. i v 2 = 2v 1, szybkość reakcji wzrośnie 2-krotnie Zad. 1 Stała szybkości rozkładu danego związku wynosi 8·10 -4 h -1 w temp. 363K, a 20·10 -4 h -1 w temp. 373K. Oblicz wartość temperaturowego współczynnika szybkości reakcji tego procesu. Rozwiązanie: Zad. 2 Jak zmieni się szybkość reakcji spalania chlorowodoru : 4HCl (g) + O 2  2H 2 O (g) + 2Cl 2 a równanie kinetyczne ma postać: v = k · [HCl] ·[O 2 ] jeżeli stężenie chlorowodoru wzrośnie dwukrotnie a stężenie tlenu pozostaje bez zmian Rozwiązanie: dla v 1 : [HCl] = x, [O 2 ] = x ; v 1 = k x 2 dla v 2 : [HCl] = 2x, [O 2 ] = x; v 2 = k 2x 2 Odp. i v 2 = 2v 1, szybkość reakcji wzrośnie 2-krotnie

7 Przykładowe zadania cd Zad. 3 Dla reakcji opisanej równaniem: 2NO + H 2  N 2 O + H 2 O, równanie kinetyczne ma postać: v = k[NO] 2 ·[H 2 ]. Podniesienie temp. o 10 o C reakcji przebiegającej w fazie gazowej w warunkach standardowych (298K) powoduje 2-krotny wzrost szybkości reakcji. Oblicz, jak zmieni się szybkość reakcji, jeżeli temp. reakcji zostanie podniesiona z 298K do 318K oraz zostanie 2-krotnie podniesione stężenie NO, natomiast stężenie wodoru pozostanie bez zmian. Rozwiązanie: dla 298K; v 1 = kx 3 dla γ=2·2=4, [NO]=2x, v 2 = γ k·(2x) 2 ·x = 16kx 3 328K; Odp. v 2 = 16v 1, szybkość reakcji wzrośnie 16-krotnie Zad. 3 Dla reakcji opisanej równaniem: 2NO + H 2  N 2 O + H 2 O, równanie kinetyczne ma postać: v = k[NO] 2 ·[H 2 ]. Podniesienie temp. o 10 o C reakcji przebiegającej w fazie gazowej w warunkach standardowych (298K) powoduje 2-krotny wzrost szybkości reakcji. Oblicz, jak zmieni się szybkość reakcji, jeżeli temp. reakcji zostanie podniesiona z 298K do 318K oraz zostanie 2-krotnie podniesione stężenie NO, natomiast stężenie wodoru pozostanie bez zmian. Rozwiązanie: dla 298K; v 1 = kx 3 dla γ=2·2=4, [NO]=2x, v 2 = γ k·(2x) 2 ·x = 16kx 3 328K; Odp. v 2 = 16v 1, szybkość reakcji wzrośnie 16-krotnie

8 Wpływ czynników na szybkość reakcji Rodzaj reakcji i reagujących ze sobą substancji Stan rozdrobnienia substratów – wraz ze wzrostem rozdrobienia szybkość reakcji wzrasta, ponieważ powierzchnia kontaktu substratów się zwiększa. Stan skupienia – szybciej zachodzą reakcje jeżeli substraty są w tej samej fazie (w roztworze lub w fazie gazowej). Szybkość reakcja jest wprost proporcjonalna do stężeń substratów, w przypadku reakcji zachodzących w fazie gazowej ciśnień cząstkowych – parcjalnych substratów. Szybkość reakcja z reguły wzrasta wraz ze wzrostem temperatury (prawo van`t Hoffa). Obecność katalizatorów (ułatwiają rozpoczęcie reakcji przez obniżenie energii aktywacji) lub inhibitorów reakcji (utrudniają rozpoczęcie reakcji przez podniesienie energii aktywacji). Dla reakcji w roztworach wodnych – rodzaj rozpuszczalnika. Rodzaj reakcji i reagujących ze sobą substancji Stan rozdrobnienia substratów – wraz ze wzrostem rozdrobienia szybkość reakcji wzrasta, ponieważ powierzchnia kontaktu substratów się zwiększa. Stan skupienia – szybciej zachodzą reakcje jeżeli substraty są w tej samej fazie (w roztworze lub w fazie gazowej). Szybkość reakcja jest wprost proporcjonalna do stężeń substratów, w przypadku reakcji zachodzących w fazie gazowej ciśnień cząstkowych – parcjalnych substratów. Szybkość reakcja z reguły wzrasta wraz ze wzrostem temperatury (prawo van`t Hoffa). Obecność katalizatorów (ułatwiają rozpoczęcie reakcji przez obniżenie energii aktywacji) lub inhibitorów reakcji (utrudniają rozpoczęcie reakcji przez podniesienie energii aktywacji). Dla reakcji w roztworach wodnych – rodzaj rozpuszczalnika.

9 Rząd reakcji chemicznych Wartość rzędowości reakcji chemicznych informuje o stopniu złożoności procesu chemicznego, rząd może być sumą współczynników stechiometrycznych substratów reakcji jeżeli szybkość reakcji jest wprost proporcjonalna potęg stężeń substratów, jednak nie muszą być one równe współczynnikom stechiometrycznym reakcji – wyznacza się je doświadczalnie. Rząd reakcji (n) oblicza się na podstawie równania kinetycznego reakcji chemicznej - jest sumą wykładni potęgowych stężeń molowych substratów reakcji, wartość rzędu reakcji nie musi być liczbą całkowitą. Przykłady; 2NO + H 2  NO 2 + H 2 O ; v = k[NO] 2 · [H 2 ]; n = =3; 4HCl + O 2  2H 2 O + 2Cl 2 ; v = k[HCl] ·[O 2 ]; n = = 2; 2H + + 2I - + H 2 O 2  I 2 + 2H 2 O; v = k[I - ]·[H 2 O 2 ] 2 ; n = = 3 CH 3 – CHO  CH 4 + CO; v = k[CH 3 -CHO] (3/2 ) n =1,5 Wartość rzędowości reakcji chemicznych informuje o stopniu złożoności procesu chemicznego, rząd może być sumą współczynników stechiometrycznych substratów reakcji jeżeli szybkość reakcji jest wprost proporcjonalna potęg stężeń substratów, jednak nie muszą być one równe współczynnikom stechiometrycznym reakcji – wyznacza się je doświadczalnie. Rząd reakcji (n) oblicza się na podstawie równania kinetycznego reakcji chemicznej - jest sumą wykładni potęgowych stężeń molowych substratów reakcji, wartość rzędu reakcji nie musi być liczbą całkowitą. Przykłady; 2NO + H 2  NO 2 + H 2 O ; v = k[NO] 2 · [H 2 ]; n = =3; 4HCl + O 2  2H 2 O + 2Cl 2 ; v = k[HCl] ·[O 2 ]; n = = 2; 2H + + 2I - + H 2 O 2  I 2 + 2H 2 O; v = k[I - ]·[H 2 O 2 ] 2 ; n = = 3 CH 3 – CHO  CH 4 + CO; v = k[CH 3 -CHO] (3/2 ) n =1,5


Pobierz ppt "Szybkość i rząd reakcji chemicznej -Szybkość reakcji chemicznych dla substratów i produktów, -Czynniki wpływające na szybkość reakcji, -Stała szybkości."

Podobne prezentacje


Reklamy Google