Kinetyka reakcji I rzędu

Nareszcie! Uzbrojeni w potężny oręż teoretyczny (naprawdę, to ile już wiesz, to ogromnie solidne zaplecze), możemy zająć się obliczeniową stroną kinetyki chemicznej, co z punktu widzenia na przykład egzaminu maturalnego jest sprawą najważniejszą. Dlaczego, podchodząc już czysto matematycznie, dzielimy sobie reakcje zależnie od ich rzędu? Mam nadzieję, że po lekturze tego wpisu wszystko stanie się jasne.

Weźmy sobie jakąś reakcję pierwszego rzędu (znowu posłużę się symbolami) i przeanalizujmy jej matematykę (naprawdę, to jest najlepsza część). Dla przykładowej reakcji:

$! \mathrm{A\longrightarrow produkty} $

Czytaj dalejKinetyka reakcji I rzędu

Mechanizm reakcji

Obiecałem, więc ciągnę temat dalej. Wiemy już, czym są reakcje proste, czym są reakcje złożone. Chociaż nakreśliłem już pojęcie mechanizmu reakcji, warto pochylić się nad nim nieco bardziej.

Mechanizm reakcji to zbiór reakcji elementarnych składających się na złożony proces (reakcję złożoną). Wiemy już, że większość znanych reakcji zachodzi nie jednoetapowo (ciach i sobie zaszło), tylko w wielu etapach, poprzez różne produkty pośrednie. Należy postawić sobie pytanie, skąd ów mechanizm się bierze.

Wiele osób ma z tym duży problem, ale mechanizm reakcji, jako badacze, ustalamy sobie sami. Wykonując badania kinetyczne (określając zależność szybkości reakcji od poszczególnych stężeń substratów) ustala się taki mechanizm, który prowadzi do otrzymanego eksperymentalnie równania kinetycznego. Jak to się robi? Kiedy mamy przed sobą mechanizm i znamy zależności między szybkościami poszczególnych etapów (przede wszystkim wiedząc, które etapy są szybkie (niemal natychmiastowe), a które wolne (mówi się: limitujące proces)), można, różnymi metodami i założeniami, wyprowadzić z niego równanie kinetyczne. Proponowany mechanizm można uznać za prawdopodobny tylko, gdy prowadzi do równania kinetycznego zgodnego z eksperymentem.

Czytaj dalejMechanizm reakcji

Reakcje proste a złożone

Teorii nigdy dosyć! Tak to niestety jest – kinetyka jest dość specyficznym działem i zanim zaczniemy w ogóle podchodzić do jakichś zadań obliczeniowych, trzeba najpierw dokładnie wiedzieć, co się dzieje dookoła. Dowiesz się, czym jest reakcja prosta i złożona, a także kiedy – to, co tygrysy lubią najbardziej – można napisać równanie kinetyczne (pełne, ze znanymi wartościami $\alpha,\ \beta$…), znając jedynie równanie reakcji.

Na wstępie trzeba wyraźnie powiedzieć, że kiedy widzimy przed sobą jakieś równanie reakcji (a na pewno miałeś styczność z przynajmniej kilkoma), bardzo rzadko dostarcza nam ono informacje o rzeczywistym przebiegu procesu. Co to znaczy? Weźmy sobie prosty przykład:

$! \mathrm{H_2 + Br_2\longrightarrow 2\ HBr} $

Czytaj dalejReakcje proste a złożone