Otvori glavni meni

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.

Sadržaj/Садржај

Brzina hemijske reakcijeUredi / Уреди

Brzina hemijske reakcije je promjena koncentracije rekatanta 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 redaUredi / Уреди

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 redaUredi / Уреди

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 redaUredi / Уреди

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 redaUredi / Уреди

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]

Uticaj temperature na brzinu hemijske reakcijeUredi / Уреди

Arrheniusova jednačina opisuje uticaj 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.

Vanjske vezeUredi / Уреди

ReferenceUredi / Уреди

  1. McMurry, J., Fay, R.C.: Chemistry, Fourth Edition, Prentice Hall, 2003 ISBN 0-13-140208-0