Home Matura w pigułce Kinetyka i równowaga reakcji

logowanie do serwisu

zaloguj się lub zarejestruj

Linki sponsorowane

 


Dodaj +1 z google
 
Email
Ocena użytkowników: / 52
SłabyŚwietny 
Spis treści
Kinetyka i równowaga reakcji
Zderzenie aktywne i entalpia reakcji
Kompleks aktywny i reakcje następcze
Rząd reakcji
Równowaga reakcji
Reguła przekory - prawo Le Chateliera Brauna
Wszystkie strony

Zapisz się na darmowy E-Zin, a ten temat otrzymasz w kilku lekcjach, łatwiejszych do nauki

Kinetyka i równowaga reakcji

Od czego zależy szybkość reakcji

Zastanówmy się od czego zależy szybkość reakcji. Każdy z nas spotkał się z reakcją chemiczną jaką jest spalanie. Okazuje się, że sama reakcja może przebiegać w sposób kontrolowany (spalanie kawałka węgla, drewna w piecu lub w ognisku) i w sposób niekontrolowany (wybuchowy), np. wybuch pyłu węglowego w kopalni. Na tym przykładzie widzimy dobrze, że ta sama substancja reaguje z szybkością umiarkowaną lub wybuchowo. Różnica między nimi jest tylko w stopniu rozdrobnienia:

szybkość spalania węgla

Mamy więc pierwszy czynnik od którego zależy szybkość reakcji – stopień rozdrobnienia.

Pewnie również każdy z was próbował rozpalić ognisko lub grilla. Niby jest żar w ognisku, jest drewno, a ognisko nie chce się palić. Zaczynamy dmuchać na żar i ognisko się rozpala. Dlaczego?

szybkośc spalania, korepetycje z chemii

Oczywiście po rozpaleniu się ognia proces napływu świeżych porcji tlenu jest samorzutny. Palący się materiał powoduje zasysanie porcji powietrza od dołu, a wydalanie spalin ku górze.

Mamy kolejny czynnik od którego zależy szybkość reakcji – stężenie reagentów. Większe stężenie reagentów powoduje, że szybkość reakcji jest większa, przy małym stężeniu reagentów szybkość reakcji jest mała.

Doskonale znany jest nam również trzeci czynnik powodujący wzrost szybkości reakcji. Nie tylko jest nam znany, ale i wykorzystywany na co dzień. Co robimy by zakupione w sklepie mięso nadawało się do spożycia na drugi dzień? Umieszczamy je w lodówce (+4oC). A co robimy by to mięso nadawało się również do spożycia za tydzień? Umieszczamy je w zamrażarce (-21oC).

Doświadczalnie stwierdzono (potwierdzono również obliczeniami teoretycznymi), że wzrost temperatury o 10o powoduje 2÷4 krotny wzrost szybkości reakcji (średnio 3 krotny).

Dlatego umieszczenie mięsa w lodówce powoduje (obniżenie temperatury o około 2.10o) spowolnienie procesów psucia się od 22 do 42 razy, natomiast umieszczenie go w zamrażarce (obniżenie temperatury o około 4.10o) spowalnia proces psucia od 24 do 44 razy.

Wyobraźmy sobie reakcję A + B → C. W celu utworzenia produktu C substrat A musi się zderzyć (spotkać) z substratem B. Wpływ stężenia na szybkość reakcji stanie się oczywisty gdy porównamy poniższe mieszaniny reakcyjne:

szybkość reakcji, chemia

Szybkość reakcji jest więc proporcjonalna do stężenia substratów reakcji V~[A][B], gdzie [A] i [B] oznaczają stężenia molowe substratów A i B. Współczynnikiem proporcjonalności jest stała szybkości k, czyli V=k[A][B]. Wiemy, że jeżeli temperatura wzrośnie o 10o, to szybkość reakcji wzrasta od 2 do 4 razy, czyli V1=kt[A][B] i V2=kt+10[A][B]. Możemy zapisać, że: korepetycje z chemiiz, czyli V2=V1.z, gdzie z nazywane jest temperaturowym współczynnikiem reakcji (lub współczynnikiem temperaturowym van’t Hoffa). Gdy temperatura wzrasta o 20oC (2.10oC), to V3=zV2=z(zV1)=z2V1. Ogólnie matura z chemii.

Zadanie 1

Ile razy wzrośnie stała szybkości reakcji podczas wzrostu temperatury od 20oC do 60oC, jeżeli współczynnik temperaturowy z=3,0.

Odpowiedź

Wzrost temperatury od 20 do 60oC to wzrost o ΔT=40oC, czyli ΔT=4.100C. korepetycje z chemii81. Szybkość reakcji wzrośnie 81 razy.

Zadanie 2

Dla pewnej reakcji stała szybkości w temperaturze 0oC wynosi 2,46.10-5min-1, a w temperaturze 40oC równa jest 5,76.10-3min-1. Oblicz współczynnik temperaturowy i stałą szybkości w temperaturze 20oC.

Odpowiedź

Zwiększając temperaturę reakcji od 0 do 40oC, powodujemy wzrost temperatury reakcji o ΔT=40oC, czyli ΔT=4.10oC. Korzystając ze wzoru na temperaturowy współczynnik reakcji możemy zapisać: współczynnik temperaturowy, korepetycje z chemii=234,1=z4. W celu obliczenia temperaturowego współczynnika reakcji musimy skorzystać z definicji logarytmów (log(xn)=n.log(x)). Po obustronnym zlogarytmowaniu otrzymamy: log(234,1)=4.log(z), czyli 2,369=4.log(z), oraz: log(z)=0,5923. z=100,5923=3,91.

Stała szybkości reakcji w temperaturze T=20oC (ΔT=2.10oC) wynosi kt+20=kt.z2=2,46.10-5min-1.3,912=3,76.10-4min-1.

Współczynnik temperaturowy reakcji z=3,91, a stała szybkości reakcji w temperaturze 20oC wynosi 3,76.10-4min-1.

Zadanie 3

Reakcja chemiczna 5Br- + BrO3- + 6H+ › 3Br2 + 3H2O przebiega według równania kinetycznego: v=k[Br-][BrO3-][H+]2. Jak zmieni się szybkość tej reakcji jeżeli pH roztworu obniżymy z pH=2 do pH=1.

Odpowiedź

Obniżenie pH roztworu o jednostkę powoduje dziesięciokrotny wzrost stężenia jonów wodorowych. Przy pH=2 szybkość reakcji jest równa: vpH=2=k[Br-][BrO3-][H+]2. Natomiast gdy zwiększymy stężenie jonów wodorowych dziesięciokrotnie, to szybkość reakcji będzie równa:
vpH=1=k[Br-][BrO3-](10.[H+])2=100.k[Br-][BrO3-][H+]2=100.vpH=2. .

Po zmniejszeniu pH roztworu z pH=2 do pH=1 szybkość tworzenia bromu wzrośnie 100-kronie.

 



Poprawiony: niedziela, 15 stycznia 2012 14:01
 

 





Copyright © 2006-2014 Chemia SOS - pomoc i korepetycje z chemii. Wszelkie prawa zastrzeżone.
 
WAZNE

Zapraszam do zapoznania się z nową wersją serwisu, który tymczasowo znajduje się pod adresem http://www.kursy.chemia.sos.pl. Mile widziane będą wszelkie uwagi dotyczące działania serwisu. Stara wersja serwisu raczej nie będzie już aktualizowana, a po wakacjach będzie wyłączona. Dlatego proszę rejestrować się w nowej wersji serwisu.