= γ. v = 2Fe(k) O(g) k[h. Cheminė kinetika ir pusiausvyra. Reakcijos greičio priklausomybė nuo temperatūros. t2 t

Transcript

1 Cheminė kineika ir pusiausyra Nagrinėja cheminių reakcijų greiį ir mechanizmą. Cheminių reakcijų meu kina reaguojančių iagų koncenracijos: c ų koncenracija, mol/l laikas, s c = Reakcijos greičio io () maaimo ieneai mol/l s. Faze (būsena) adinama sisemos dalis, urini ienodą cheminę sudėį ir nuo isos sisemos askira ribiniu pairšiumi. Trys būsenos: kiea k, skysa s, dujinė d Vienfazė sisema homogeninė - Dujų mišinys, - Tirpalas Cheminė reakcija, kai reaguoja ienodos būsenos os, adinama homogenine Cheminės reakcijos greiis priklauso nuo: os cheminės s prigimies, emperaūros, ros, koncenracijos, slėgio, kaalizaorių, Inhibiorių Veikiančiųjų masių dėsnis: Cheminės s reakcijos greiis, esan pasoiai emperaūrai, rai, yra iesiog proporcingas reaguojančių iagų koncenracijų sandaugai Homogeninėms sisemoms, pz. ma + nb pc +qd = k [A] m [B] n k - cheminės reakcijos greičio konsana, kuri priklauso nuo reaguojančių ų cheminės prigimies, emperaūros, kaalizaoriaus arba inhibioriaus, be nepriklauso nuo reaguojančių ų koncenracijų; m ir n - sechiomeriniai koeficienai,.y. koeficienai, rašomi prieš formules. Heerogeninėms sisemoms, pz. S(k) + O ( SO ( = k [O ], g = k [SO ] Heerogeninių reakcijų greiis Greiį nusako cheminėje reakcijoje dalyaujančių iagų koncenracijos pokyis per laiko ieneą am ikrame fazių sąlyčio pairšiaus iaus ploo ienee Reakcijos greičio priklausomybė nuo emperaūros Van Hofo aisyklė: pakėlus emperaūrą 10 laipsnių, reakcijos greiis padidėja - karus = k[h ma(k) ) + nb(d ar s) pc + qd = k[b] n Payzdžiui: Fe O (k) + H( Fe(k) + H O(g) ] 1 = γ 10 1

2 1 - reakcijos greiis, prieš emperaūros pokyį, esan 1 emperaūrai; - reakcijos greiis, pakėlus emperaūrą iki ; γ - emperaūrinis koeficienas - skaičius, rodanis, kiek karų padidėja reakcijos greiis, pakėlus reaguojančių ų emperaūrą 10 laipsnių. 1 Pz.:Pakėlus emperaūrą nuo iki 0 C reakcijos greiis padidėjo 16 karų.. Rasi emperaūrin rinį koeficieną ( γ) 1 16 = = 0 0= 0,, = γ, γ = Medžiagos dalelės (molekulės, aomai, jonai) sureaguoja susidūrusios iena su kia. Tik akyios molekulės gali sureaguoi susidūrimo meu Akyacijos energija ai energija, kurią reikia sueiki 1 mol os, kad isos jos molekulės apų akyios [kj/mol]. Neakyioms molekulėms reikia sueiki papildomos energijos (erminės, elekros ir pan.), kad jos apų akyiomis ir galėų reaguoi Kaalizaorius ai a, kuri keičia cheminio proceso greiį, be po reakcijos jos kiekis ir cheminė sudėis lieka nepakiusi. Kaalizė cheminių reakcijų greičio io keiimas am ikromis omis kaalizaoriais. homoge ninė Kaalizė heeroge ninė A + B K AB Kaalizaorius ir reag. os Vienodų fazių Skiringų fazių

3 Homogeninė kaalizė yksa uome, kai kaalizaorius ir reaguojančios os yra ienodos būsenos NO( O ( + SO ( SO ( Heerogeninėje kaalizėje reakcija yksa kaalizaoriaus pairšiuje, kur adsorbuojamos reaguojančios os. Heerogeninė kaalizė yksa uome, kai kaalizaorius ir reaguojančios os yra skiringų būsenų, Kaalizaoriaus eiklumas priklauso nuo jo pairšiaus ploo. Dujinės ar skysos būsenos reagenai adsorbuojami an kaalizaoriaus pairšiaus. Aomai, esanys kaalizaoriaus pairšiuje, kurie dalyauja kaalizės procese, adinami akyiaisiais cenrais. Reakcija, yksani auomobilių deginių filro kaalizaoriuose: Medžiagos, padidinančios ios kaalizaorių eiklumą,, nors jos kaalizinių saybių ir neuri, adinamos akyaoriais arba promooriais,pz. pz. BaO ( V O5) Medžiagos, mažinan inančios ios kaalizaorių eiklumą,, adinamos kaalizaorių nuodais, pz. HCN, Se junginiai (P). P / Pd/ Rh (k) CO( + NO( CO + N Jei kaalizaorius pasigamina reakcijos meu, jis adinamas auokaalizaoriumi. procesas auokaalizė Tokių reakcijų greiis didėja saaime Medžiagos, kurių nedideli kiekiai sulėina reakcijos greiį,, adinamos inhibioriais. Pz. Pb( C H 5) Grįž įžamosios ir negrįž įžamosios reakcijos Negrįžamosiomis reakcijomis adinamos okios reakcijos, kurios yksa į produko susidarymo pusę BaCl ( aq) + H SO ( aq) Na CO ( aq) + HCl ( aq) NaOH ( aq) + HCl ( aq)

4 Grįž įžamosios reakcijos ienu meu yksa priešingomis ingomis krypimis. Susidarę reakcijos produkai reaguoja arpusayje ir ėl l susidaro reaguojančios os SO( + O ( SO( Cheminių reakcijų pusiausyra būsena, kai iesioginės s reakcijos greiis lygus grįž įžamosios reakcijos greičiui iui ma + nb pc + qd = g m n p q = k A] B ], g = k g C ] D ] k K = k g [ C] = [ A] p m D] B] q n K - reakcijos pusiausyros konsana. K priklauso nuo : 1. reaguojančių iagų prigimies. emperaūros, ros, be nepriklauso nuo iagų koncenracijos. K>1 - daugiau produkų; K< 1 - daugiau pradinių iagų K=1 - pusiausyra Medžiagos koncenracija, esan pusiausirąjai būsenai, adinama pusiausirąja koncenracija.!pusiausirosios koncenracijos nekina Kaalizaorius pusiausyros konsanos dydžiui įakos neuri, nes jis ienodai keičia ir iesioginės, ir abulinės reakcijos greiį.!!! Skaičiuojan cheminės pusiausyros konsaną heerogeninėms reakcijoms, į jos maemainę išraišką rašomos koncenracijos ik ų ų, kurios yra dujinės arba iširpusios!!! Tam ikromis sąlygomis nusisoėjusi cheminė pusiausyra išsilaikys ol, kol sisemoje bus nepakiusios sąlygos. Pasikeius sąlygoms (emperaūrai, slėgiui, ų koncenracijai), iesioginės ir agalinės reakcijų greičiai pakis neienodai, odėl sisemą sudarančių ų koncenracija pasikeis ir nusisoės nauja pusiausyra.

5 Slėgio pokyčio įaka: Le Šaelje principas: : Pakeius ben ieną iš šių sąlygų (slėgį,koncenracij,koncenraciją,, emperaūrą) pusiausyra pasislenka į ą pusę, kuri priešinasi inasi padaryam poeikiui. Nuo slėgio pokyčio priklauso ik dujinių ų pusiausyra. Didinan slėgį, inensyiau yksa a reakcija, kurioje susidaro mažiau dujinių ų molekulių (molių), Mažinan slėgį a, kurioje susidaro daugiau dujinių ų molekulių (molių) Slėgio įaka pusiausyrai Padidinus slėgį,, pusiausyra sumiasi į ą pusę,kur susidaro mažesnis dujinių iagų molekulių skaičius. ius. pz., N ( + H ( NH ( 1 p, Esan ienodam dujinių molekulių skaičiui iui,, slėgis įakos pusiausyrai neuri, pz. H + I ( p, p, ( HI(, Temperaūros pokyčio įaka: Heerogeninėms reakcijoms pusiausyrai įaką uri ik dujinių iagų molekulių slėgis. CaCO ( p k) CaO( k) + CO (,, Kelian emperaūrą, pusiausyra pasislenka os reakcijos krypimi, kuriai yksan naudojama šiluma,.y. endoerminės reakcijos krypimi. Mažinan emperaūrą, pusiausyra pasislenka os reakcijos krypimi, kuriai yksan išsiskiria šiluma,.y. egzoerminės reakcijos, krypimi.

6 Temperaūros ros įaka cheminių reakcijų pusiausyrai: Didinan emperaūrą pusiausyra pasislenka į ą pusę,, kur sugeriama šiluma. Pz., N ( + H ( NH (, H H = - 9 kj/mol.,,, Koncenracijos įaka cheminių reakcijų pusiausyrai Didinan reaguojančių iagų koncenracijas, pusiausyra pasislenka produko susidarymo krypimi. Medžiagų koncenracijos pokyčio įaka: Padidinus ienos iš reaguojančių ų koncenraciją, cheminė pusiausyra pasislenka os reakcijos krypimi, kuriai yksan sumažėja šios os koncenracija. Sumažinus ienos iš reaguojančių ų koncenraciją, cheminė pusiausyra pasislenka krypimi os reakcijos, kuriai yksan padidėja šios os koncenracija. Kaalizaoriaus įaka: Kaalizaorius pagreiina iek iesioginės, iek ir agalinės reakcijų greičius. Cheminė pusiausyra nusisoi greičiau. pz.: Kiek karų padidės s ar sumažė žės iesioginės s reakcijos greiis NO( + O ( NO( a) padidinus NO koncenraciją karus? b) padidinus ūrį karus? c) padidinus slėgį karus? pz.: Apskaičiuokie iuokie reakcijos N ( + H ( NH ( pusiausyros konsaną ir pradines N ir H koncenracijas, jei pusiausirosios koncenracijos: [N ]= mol/l, [H ]= mol/l, [NH ]=1 mol/l.