Kinetyka chemiczna
Kinetyka chemiczna, zwana również kinetyką reakcji, bada, jak szybko przebiegają reakcje chemiczne. Obejmuje to badanie, jak różne warunki, takie jak temperatura, ciśnienie czy użyty rozpuszczalnik, wpływają na szybkość reakcji. Kinetykę chemiczną można również wykorzystać do poznania mechanizmów reakcji i stanów przejściowych.
Podstawowym pojęciem kinetyki chemicznej jest teoria zderzeń. Stwierdza ona, że aby reakcja mogła zajść, cząsteczki muszą na siebie trafić. Sposoby na zwiększenie szybkości reakcji muszą zatem zwiększyć liczbę uderzeń. Można to zrobić na wiele sposobów.
Za pomocą eksperymentów można obliczyć szybkość reakcji, na podstawie której można otrzymać prawa szybkości i stałe szybkości. Prawo szybkości jest wyrażeniem matematycznym, za pomocą którego można obliczyć szybkość reakcji, biorąc pod uwagę stężenie reagentów.
Przy wyższym stężeniu cząsteczki łatwiej uderzają o siebie, a więc szybkość reakcji jest większa.
Kolejność reakcji
równowaga ma charakter dynamiczny
Istnieje wiele rodzajów przepisów dotyczących stawek, ale najczęstsze z nich to:
- reakcja zerowego rzędu: szybkość nie zależy od stężenia
- reakcja pierwszego rzędu: szybkość zależy od stężenia tylko jednego reagenta
- reakcja drugiego rzędu: szybkość zależy od stężenia dwóch reagentów lub od stężenia jednego reagenta podniesionego do kwadratu.
Na podstawie tych danych można zastanowić się nad mechanizmem reakcji. Jeśli na przykład jest on drugiego rzędu, to jest prawdopodobne, że obie cząsteczki w reakcji zbliżają się do siebie podczas etapu determinującego szybkość reakcji. Jest to najtrudniejszy do przejścia krok w mechanizmie, ponieważ ma on najwyższą energię aktywacji.
| · v · t · e Podstawowe mechanizmy reakcji | |
| Substytucja nukleofilowa | Jednocząsteczkowa substytucja nukleofilowa (SN1) - Dwucząsteczkowa substytucja nukleofilowa (SN2) - Nukleofilowa substytucja aromatyczna (SNAr) - Nukleofilowa substytucja wewnętrzna (SNi) |
| Jednocząsteczkowa eliminacja (E1) - Reakcja eliminacji E1cB - Dwucząsteczkowa eliminacja (E2) | |
| addycja elektrofilowa - addycja nukleofilowa - addycja wolnorodnikowa - cykloaddycja | |
| Powiązane tematy | Reakcja elementarna - Molekularność - Stereochemia - Kataliza - Teoria zderzeń - Efekty rozpuszczalnika - Przesuwanie strzałki |
| Kinetyka chemiczna | |
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest kinetyka chemiczna?
O: Kinetyka chemiczna, zwana również kinetyką reakcji, to nauka o tym, jak szybko przebiegają reakcje chemiczne i jak różne warunki, takie jak temperatura, ciśnienie czy użyty rozpuszczalnik, wpływają na szybkość reakcji.
P: Co mówi teoria zderzeń?
O: Teoria zderzeń mówi, że aby zaszła reakcja, cząsteczki muszą na siebie trafić. Sposoby zwiększenia szybkości reakcji muszą zatem zwiększyć liczbę uderzeń.
P: Jak można obliczyć szybkość reakcji?
O: Za pomocą eksperymentów można obliczyć szybkość reakcji, na podstawie której można otrzymać prawa szybkości i stałe szybkości.
P: Co to jest prawo szybkości?
O: Prawo szybkości to wyrażenie matematyczne, za pomocą którego można obliczyć szybkość reakcji przy danym stężeniu reagentów.
P: Jak można zwiększyć szybkość reakcji?
O: Szybkość reakcji można zwiększyć poprzez zwiększenie liczby zderzeń między cząsteczkami. Można to zrobić na wiele sposobów, np. zmieniając temperaturę, ciśnienie lub stosowany rozpuszczalnik.
P: Co to są stany przejściowe?
O: Stany przejściowe to etapy pośrednie w reakcjach chemicznych, które zachodzą, gdy reaktorzy tworzą produkty, a podczas tego procesu uwalniana lub pochłaniana jest energia.
