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 

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 

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 

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 

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).McMurry, J., Fay, R.C.: Chemistry, Fourth Edition, Prentice Hall, 2003 

 Pregled izraza za brzinu za reakcije nultog, prvog, drugog i n-tog reda 

Reakcija 0 redaReakcija I redaReakcija II redaReakcija n-tog redaIzraz za brzinuIntegrisani oblik[Osim prvog reda]Jedinica za konstantu (k)Linearna funkcija za određivanje k[Osim prvog reda]Poluvrijeme<small>[Osim prvog reda]

 Utjecaj temperature na brzinu hemijske reakcije 

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 
 Entalpija

 Vanjski linkovi 
 Chemical Kinetics Peter Keusch

 Reference 

Kategorija:Hemijska kinetika
Kategorija:Fizikalna hemija