Kinetyczny opis reakcji chemicznej
wymaga określenia następujących parametrów:
rzędu reakcji względem każdego substratu,
stałej szybkości reakcji k szybkości reakcji przy jednostkowych
stężeniach wszystkich substratów,
wpływu temperatury na szybkość reakcji.
Wielocząsteczkowe reakcje I rzędu:
reakcje złożone – reakcja podstawienia nukleofilowego S
N
1,
reakcja jest dwucząsteczkowa, lecz o jej szybkości decyduje
najwolniejsze stadium, utworzenie kationu (karbokation,
fosfakationu, sulfakationu itp.)
reakcje wielocząsteczkowe, w których stężenia substratów są
bardzo różne, np., hydroliza estru w środowisku kwaśnym
Na podstawie badań kinetycznych można zaproponować mechanizm reakcji
Mechanizm Lindenmanna (1922)
A
A
A
A
(I)
*
k
1
A
A
A
A
(II)
2
k
*
P
A
(III)
3
k
*
Produkt P powstaje ze stałą szybkości k
3
w reakcji (III), której szybkość
zależy od stężenia cząsteczek wzbudzonych [A
*
]:
]
[A
k
dt
d[P]
r
*
3
O stężeniu cząsteczek wzbudzonych decydują wszystkie etapy reakcji:
]
[A
k
]
[A
[A]
k
[A]
k
dt
]
d[A
*
3
*
2
2
1
*
Zakładamy, że stężenie cząsteczek wzbudzonych [A
*
] osiągnęło wartość
stacjonarną, nie zmienia się w czasie, co oznacza, że szybkości
powstawania i zaniku cząsteczek wzbudzonych są jednakowe, a więc:
0
]
[A
k
]
[A
[A]
k
[A]
k
dt
]
d[A
*
3
*
2
2
1
*
i można obliczyć stacjonarne stężenie cząsteczek wzbudzonych
3
2
2
1
*
k
[A]
k
[A]
k
]
[A
Reakcja
A → P
przebiega trójetapowo
Mechanizm Lindenmanna (1922)
Szybkość powstawania produktu P wynosi :
3
2
2
1
3
*
3
k
[A]
k
[A]
k
k
]
[A
k
dt
d[P]
1
[A]
k
k
[A]
k
dt
d[P]
3
2
2
1
Można rozważyć dwa przypadki skrajne:
1
[A]
k
k
(I)
3
2
[A]
k
[A]
k
k
[A]
k
1
[A]
k
k
[A]
k
dt
d[P]
3
2
2
1
3
2
2
1
reakcja jest I rzędu w początkowym okresie
,
gdy:
stężenie A jest duże k
2
[A]>>k
3
reakcja dezaktywacji jest wydajna k
2
>>k
3
1
[A]
k
k
(II)
3
2
2
[A]
k
1
[A]
k
k
[A]
k
dt
d[P]
1
3
2
2
1
reakcja jest II rzędu w końcowym okresie
,
gdy stężenie A jest małe
W czasach pośrednich rząd reakcji jest ułamkowy
3
1
2
1
'
2
3
3
1
'
'
3
2
2
1
k
k
k
[A]
k
1
k
1
[A]
k
k
[A]
k
k
k
[A]
k
1
[A]
k
k
[A]
k
dt
d[P]
: k
3
Metody doświadczalne stosowane w badaniach
kinetycznych
Wybór metody badania zmian stężenia reagentów w czasie reakcji chemicznej zależy od:
- rodzaju reagentów,
- szybkości zmian ich stężenia.
W układzie o stałej objętości, reakcji, w której przynajmniej jeden
reagent jest w stanie gazowym, może towarzyszyć zmiana ciśnienia. W
takim układzie kinetykę reakcji można badać mierząc zmiany ciśnienia
układu w czasie.
Jeśli na skutek reakcji zmianie ulega liczba lub rodzaj jonów obecnych w
mieszaninie reakcyjnej, to kinetykę reakcji można badać mierząc
przewodność elektryczną roztworu.
(CH
3
)
3
C-Cl
(aq)
+ H
2
O
(c)
→ (CH
3
)
3
C-OH
(aq)
+ H
+
(aq)
+ Cl
-
(aq)
Jeżeli substratami lub produktami reakcji są
jony wodorowe H
+
, to kinetykę reakcji można
badać mierząc pH roztworu.
Metody doświadczalne stosowane w badaniach
kinetycznych
Gdy jedna z substancji mieszaniny reakcyjnej wykazuje silną
charakterystyczną absorpcję w wygodnym do pomiarów zakresie widma
elektromagnetycznego, w badaniach kinetycznych stosuje się
pomiar
spektrofotometryczny.
Zasada budowy spektofotometru jedno- i dwuwiązkowego
prawo Lamberta-Beera A = cl
- absorbancja :
I
0
i I - natężenie monochromatycznego światła analizującego
padającego na kuwetę (I
0
) oraz po przejściu przez kuwetę (I).
c- stężenie molowe substancji rozpuszczonej
l- długość drogi optycznej w kuwecie wyrażona w cm
- absorbancja molowa [ dm
3
/ mol cm] ( dawniej współczynnik
ekstynkcji), wielkość charakterystyczna dla substancji rozpuszczonej w
konkretnym rozpuszczalniku i zależna od długości fali światła
analizującego.
I
I
log
A
0
10
Metody doświadczalne stosowane w badaniach
kinetycznych
pomiar stężenia związku metodą spektrofotometryczną polega
rejestracji widm absorpcji roztworu tego związku w różnych odstępach
czasu i wyznaczeniu wartości A
0
, A
1
, A
2
, ……. A
n
A = cl
równanie kinetyczne reakcji I-go rzędu
c
0
– stężenie barwnika w chwili t = 0,
c
t
– stężenie barwnika w chwili t
można przekształcić do postaci
A
0
= c
0
l
A
0
- absorbancja w chwili początkowej (t = 0)
A
t
= c
t
l
A
t
– absorbancja zmierzona w chwili t = t
t
k
c
c
ln
t
0
t
k
A
A
ln
t
0
l
ε
A
c
l
ε
A
c
t
t
0
0
200
300
400
500
600
700
800
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
[nm]
A
bs
or
ba
nc
ja
[-
]
stęż. barwnika RB81 w M:
5x10
-5
2,5x10
-5
1x10
-5
7,5x10
-6
5x10
-6
2,5x10
-6
1x10
-6
7,5x10
-7
5x10
-7
2,5x10
-7
0
10
20
30
40
50
0,0
0,5
1,0
absorbancja
dopasowanie liniowe
A
b
so
rb
a
nc
ja
(
dl
a
5
8
0
nm
)
stężenie [umol/L]
Equation
y = a + b*x
Weight
No Weighting
Residual Sum
of Squares
3,7309E-4
Pearson's r
0,99987
Adj. R-Square
0,99971
Value
Standard Error
absorbancja
Intercept
-0,00362
0,00261
absorbancja
Slope
0,02526
1,43532E-4
A
580
=
580
cl
Stężenie związków optycznie czynnych można oznaczać za pomocą pomiaru
polarymetrycznego.
Związki optycznie czynne skręcają płaszczyznę polaryzacji w lewo, (polaryzacja
lewoskrętna), lub w prawo
( polaryzacja prawo-skrętna).
Kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji (α) zależy od
stężenia substancji optycznie czynnej (c),
grubości warstwy roztworu (L) i
skręcalności właściwej związku (α
0
).
α = α
0
c L
Metody doświadczalne stosowane w badaniach
kinetycznych
glukoza (α
0
)
G
=+52,6
0
sacharoza (α
0
)
S
=+66,5
0
fruktoza (α
0
)
F
= -90,72
0
POLARYMETR
Polarymetry służą do pomiaru
skręcenia płaszczyzny polaryzacji
światła w substancjach optycznie
czynnych
Metody doświadczalne stosowane w badaniach
kinetycznych
C
12
H
22
O
11
+ H
2
O C
6
H
12
O
6
+ C
6
H
12
O
6
(α
0
)
S
=+66,5
0
(α
0
)
G
=+52,6
0
(α
0
)
F
= -90,72
0
Cukier inwertowany ( mieszanina glukozy i
fruktozy) produkt hydrolizy sacharozy
Hydroliza sacharozy
Metody doświadczalne stosowane w badaniach
kinetycznych
Do wyznaczania składu mieszaniny reakcyjnej można stosować:
- spektrometrię mas
- chromatografie gazową
- jądrowy rezonans magnetyczny
- elektronowy rezonans paramagnetyczny (dla reakcji rodnikowych)
Jeśli dokonujemy analizy składu badanego układu w trakcie przebiegu
reakcji, to technikę taką nazywamy analizą w czasie rzeczywistym.
Pomiary można prowadzić śledząc skład całego roztworu:
badanie kinetyki konwersji błękitu bromofenylowego metodą
spektrofototometryczną.
badanie kinetyki rozkładu jonowego kompleksu
trójszczawianomanganowego[ Mn (C
2
O
4
)
3
]
3-
metodą
spektrofotometryczną
badanie kinetyki inwersji sacharozy metodą polarymetryczną.
lub pobierając co pewien czas próbki z mieszaniny reakcyjnej
.
Jeśli czas analizy składu mieszaniny w pobranej próbce jest stosunkowo
długi ( np. oznaczanie stężenia substancji poprzez miareczkowanie), to
po pobraniu próbki należy zatrzymać zachodzącą w niej reakcję ≡
metoda zamrażania.
Zamrożenie aktualnego, w momencie pobrania próbki, stanu można
osiągnąć przez nagłe ochłodzenie, rozcieńczenie ( badanie kinetyki
hydrolizy estru w środowisku kwaśnym) lub przez szybkie zobojętnienie
zasadowego ( badanie kinetyki hydrolizy estru w środowisku
zasadowym) bądź kwaśnego ( badanie kinetyki jodowania acetonu)
reagenta.
Badanie kinetyki reakcji szybkich
Reakcje szybkie zachodzącą w czasie krótszym niż 1s.
Metoda przepływowa: po
zmieszaniu reagentów w
komorze reakcyjnej następuje
przepływ mieszaniny przez
układ pomiarowy.
Spektrometryczny pomiar
składu wzdłuż rury
przepływowej odpowiada
śledzeniu stężenia reagenta w
różnych odstępach czasu po
zmieszaniu.
Pompki
strzykawkowe
Komora
mieszania
Przesuwany
spektrometr
Pompki
strzykawkowe
Komora
mieszania
Tłok
zatrzymujący
spektrometr
W przypadku szybkich reakcji,
aby rozciągnąć reakcję wzdłuż
całej rury przepływowej,
przepływ musi być odpowiednio
szybki.
Badania kinetyki szybkich reakcji
przy niewielkich objętościach
reagentów prowadzi się techniką
zatrzymanego przepływu
(stopped- flow).
Wadą metody przepływowej jest duże zużycie roztworów reakcyjnych.
Fotoliza
błyskowa
pozwala badać kinetykę i mechanizm szybkich reakcji chemicznych.
Polega na dostarczeniu do układu reakcyjnego energii promienistej w
postaci krótkotrwałego błysku światła widzialnego lub ultrafioletowego.
Impuls świetlny trwa, w zależności od konstrukcji lampy i emitowanej
energii, od 10
-9
s do 10
-2
s
.
Do wytwarzania błysku światła stosuje się lasery, mogące generować
błyski trwające ns, ps , fs
Do śledzenia przebiegu reakcji stosuje się spektroskopię absorpcyjną i
emisyjną, a widma reagentów rejestruje się w różnych odstępach czasu
elektronicznie za pomocą układów komputerowych.
W rezultacie pochłonięcia przez badany układ pewnej liczby
kwantów światła mogą zachodzić w nim różne procesy fizyczne i
chemiczne, takie jak wzbudzenie, jonizacja, dysocjacja cząsteczek
czy przegrupowanie wewnątrzcząsteczkowe.
Podstawiony benzospiran (TMINBS) pod wpływem impulsu światła
ulega natychmiastowemu przegrupowaniu z bezbarwnej formy (A) w
postać barwną (B), która nadaje benzenowemu roztworowi TMINBS
niebieskie zabarwienie.
NO2
CH3
CH3
CH3
O
N
NO2
CH3
CH3
CH3
O
N
h
Fotoliza
błyskowa
Schemat układu do fotolizy błyskowej
.
S - źródło światła analizującego,
L - soczewki,
A - źródło światła fotolizujacego (lampa błyskowa),
M - monochromator,
P - powielacz,
O - układ rejestrujący,
B - kuweta z badaną substancją.
Wpływ temperatury na szybkości reakcji
RT
E
lnA
lnk
a
Szybkość większości reakcji rośnie ze wzrostem temperatury
Zależność stałej szybkości reakcji k od temperatury opisuje
empiryczne równanie Arrheniusa
Wykres Arrheniusa ln k = f (1 / T)
gdzie
E
a
– energia aktywacji [J/mol]
R – stała gazowa [J/mol K]
T – temperatura w skali bezwzględnej
A – współczynnik przedwykładniczy
( czynnik częstości )
RT
E
a
e
A
k
Energia aktywacji E
a
jest to najmniejsza energia, jaką muszą
mieć substraty, aby przekształcić się w
produkty
Większa energia aktywacji oznacza, że
stała szybkości reakcji silniej zmienia się
z temperaturą.
Czynnik przedwykładniczy A
jest miarą szybkości zachodzenia zderzeń
między cząsteczkami, niezależnie od ich
energii
RT
a
E
e
A
Iloczyn
określa liczbę skutecznych zderzeń na jednostkę czasu.
Parametry Arrheniusa
KINETYKA CHEMICZNA
Reakcje złożone:
Reakcje odwracalne
Reakcje równoległe
Reakcje następcze
B
A
k
k'
A + B
P
1
P
2
k
1
k
2
P
I
A
b
a
k
k
Reakcje
odwracalne
Pod względem termodynamicznym każda reakcja
jest odwracalna.
Ze względu na małą szybkość procesu w jedną ze
stron lub też znaczne przesunięcie stanu
równowagi w kierunku np. produktów wiele
reakcji z punktu widzenia ich kinetyki traktujemy
jako nieodwracalne.
B
A
k
k'
Jeżeli założymy, że reakcja wprost ( k) i reakcja odwrotna ( k`) są
reakcjami I- go rzędu, to
stężenie A maleje w reakcji przebiegającej wprost z szybkością k
[A] i
rośnie w wyniku reakcji odwrotnej z szybkością k` [B].
Wypadkowa szybkość reakcji wynosi
:
k`[B]
k[A]
dt
d[A]
Jeżeli początkowe stężenie reagenta A = [A]
0 ,
a [B]
0
=0,
to w dowolnym czasie [A] + [B] = [A]
0
stąd
[B]= [A
0
] – [A]
0
0
k`[A]
k`)[A]
(k
[A])
k`([A]
k[A]
dt
d[A]
0
k`)t
(k
[A]
k`
k
e
k
k`
[A]
Reakcje odwracalne
B
A
k
k'
Ewolucja stężeń do wartości
równowagowych dla reakcji
odwracalnej I-go rzędu w obu
kierunkach
k = 2k`
W stanie równowagi szybkości reakcji wprost i
odwrotnej muszą być sobie równe:
k [A]
rów.
=
k`[B]
rów
.
k`
k
[A]
[B]
K
rów.
rów.
Stała równowagi reakcji
(wielkość termodynamiczna)
jest równa stosunkowi stałych
szybkości reakcji wprost i
reakcji odwrotnej ( wielkości
kinetyczne).
Znając K i k możemy obliczyć k`
Reakcje
równoległe
z tych samych substratów
powstaje równocześnie
kilka produktów
A + B
P
1
P
2
k
1
k
2
Jeżeli założymy, że reakcje równoległe 1 i 2 są pierwszego rzędu
względem substratu A to szybkość zmian stężenia substratu A wynosi:
)[A]
k
(k
dt
d[A]
2
1
t
)
k
(k
[A]
[A]
ln
2
1
0
Po rozdzieleniu zmiennych i scałkowaniu otrzymujemy
Szybkości tworzenia produktów P
1
i P
2
wynoszą:
[A]
k
dt
]
d[P
[A]
k
dt
]
d[P
2
2
1
1
Rozwiązanie tych równań prowadzi do zależności opisujących stężenia
produktów reakcji równoległych:
]
e
[1
[A]
k
k
k
]
[P
]
e
[1
[A]
k
k
k
]
[P
)t
k
(k
0
2
1
2
2
)t
k
(k
0
2
1
1
1
2
1
2
1
W każdej chwili reakcji stosunek szybkości
tworzenia produktów i stężeń produktów
ma się jak stosunek stałych szybkości
.
2
1
2
1
2
1
k
:
k
]
[P
:
]
[P
dt
]
d[P
:
dt
]
d[P
Reakcje
następcze
to reakcje, które przebiegają z utworzeniem produktu pośredniego I
P
I
A
b
a
k
k
Szybkość rozpadu
substratu
A
wynosi:
[A]
k
dt
d[A]
a
Produkt przejściowy I
powstaje z rozpadu substratu A z szybkością k
a
[A] i rozpada się do
produktu P z szybkością k
b
[I]. Wypadkowa szybkość jego tworzenia
wynosi:
[I]
k
[A]
k
dt
d[I]
b
a
Produkt P
powstaje z rozpadu produktu przejściowego z szybkością:
[I]
k
dt
d[P]
b
Na początku (t=0) stężenia reagentów wynoszą:
[A]=[A]
0
, [I]=0 i [P]=0, a w dowolnym momencie
reakcji [A]+[I]+[P] = [A]
0
Rozwiązanie równań
różniczkowych prowadzi do
zależności opisujących
stężenia poszczególnych
reagentów w dowolnej chwili t:
t
a
k
e
[A]
[A]
0
0
t
k
t
k
a
b
a
[A]
)
e
(e
k
k
k
[I]
b
a
0
t
k
t
k
[A]
k
k
e
k
e
k
1
[P]
a
b
a
b
b
a
Reakcje następcze
P
I
A
b
a
k
k
t
a
k
e
[A]
[A]
0
0
t
k
t
k
a
b
a
[A]
)
e
(e
k
k
k
[I]
b
a
0
t
k
t
k
[A]
k
k
e
k
e
k
1
[P]
a
b
a
b
b
a
Zmiany stężeń A, I i P w trakcie
reakcji następczych
Jeżeli k
b
>> k
a
tzn. produkt pośredni
natychmiast rozpada się do produktu
końcowego P, to
b
a
b
t
k
t
k
k
k
k
i
e
e
a
b
0
t
k
)[A]
e
(1
[P]
a
Tworzenie produktu P zależy
jedynie od szybkości powstawania
produktu przejściowego
PRZYBLIŻENIE STANU STACJONARNEGO
zakłada się, że w trakcie zasadniczego przebiegu reakcji szybkości zmian
stężeń wszystkich produktów pośrednich są tak małe, że można przyjąć, że
stężenie produktów pośrednich jest stałe.
0
dt
d[I]
0
[I]
k
[A]
k
dt
d[I]
b
a
P
I
A
b
a
k
k
k
a
[A] – k
b
[I] ≈ 0
[A]
k
k
[I]
b
a
[A]
k
[I]
k
dt
d[P]
a
b
t
a
k
e
[A]
[A]
0
0
t
k
t
0
t
k
0
a
[A]
)
e
(1
dt
e
[A]
k
[P]
a
a
W czasie reakcji stężenie produktu przejściowego jest
stałe (stacjonarne)
Szybkość tworzenia produktu P wynosi:
Reakcje
łańcuchowe
Reakcję łańcuchową
:
H
2
+ Br
2
→ 2 HBr
możemy podzielić na etapy
:
1. etap inicjacji:
Br
2
+ M → Br• +Br• + M
zapoczątkowanie reakcji przez wytworzenie pierwszych cząsteczek nośników
łańcucha
( termoliza – reakcja inicjowana przez ciepło,
fotoliza, radioliza - reakcja inicjowana przez promieniowanie elektromagnetyczne )
2. etap propagacji:
Br• + H
2
→ HBr + H•
H• + Br
2
→ HBr + Br•
następuje rozwój reakcji w wyniku tworzenia się kolejnych nośników łańcucha
3. etap hamowania:
H• + HBr
→ H
2
+ Br•
zmniejsza się szybkość reakcji, w wyniku oddziaływania cząsteczek wytworzonego
produktu z nośnikami łańcucha
4. etap terminacji:
Br• + Br• + M
→ Br
2
+ M
*
następuje zakończenie reakcji, nośniki łańcucha reagują ze sobą.
są odmianą reakcji następczych, w których uczestniczy reaktywne
indywiduum (cząsteczka wzbudzona, jon, rodnik, rodniko-jon), zwane
nośnikiem łańcucha. Zachodzą w fazie gazowej oraz w fazie ciekłej –
reakcje polimeryzacji.
W reakcji łańcuchowej produkt pośredni wytwarzany w jednym etapie generuje
produkt pośredni w następnym etapie, który z kolei wytwarza następny produkt
pośredni w kolejnym etapie itd..
Produkty pośrednie odpowiedzialne za rozwój reakcji nazywamy nośnikami łańcucha.
Szybkość tworzenia HBr
k`[HBr]
]
[Br
]
][Br
k[H
dt
d[HBr]
2
3/2
2
2
Reakcje łańcuchowe prowadzą do skomplikowanych równań kinetycznych
Mechanizm Rice’a i
Hertzfelda
Reakcję łańcuchową opisuje mechanizm Rice’a
i Hertzfelda:
inicjowanie łańcucha
: A R
1
+ R
X
r = k
0
[A]
rozwijanie łańcucha
: R
1
+ A R
2
+ C r = k
1
[R
1
] [A]
R
2
C
2
+ R
1
r = k
2
[R
2
]
przerywanie (terminacja) łańcucha
: R
1
+ R
1
D
*
r = 2k
3
[R
1
]
2
założenia:
reaktywne są tylko rodniki R
1
oraz R
2
stężenia rodników R
1
oraz R
2
osiągają wartości stacjonarne,
czyli i
2
1
3
2
2
1
1
o
1
]
[R
2k
]
[R
k
[A]
]
[R
k
[A]
k
dt
]
d[R
]
[R
k
[A]
]
[R
k
dt
]
d[R
2
2
1
1
2
0
dt
]
d[R
1
0
dt
]
d[R
2
Po dodaniu równań opisujących szybkości zmian stężeń obu rodników otrzymujemy:
3
o
1
2
1
3
o
2k
[A]
k
]
[R
0
]
[R
2k
[A]
k
Szybkość reakcji determinuje reakcja rozwijania łańcucha:
3/2
3/2
1/2
3
o
1
1
1
[A]
k
[A]
2k
k
k
][A]
[R
k
dt
d[A]
Reakcje łańcuchowe
rozgałęzione
Odmianą reakcji łańcuchowych są reakcje
łańcuchowe rozgałęzione:
spalanie wodoru
w tlenie
, reakcje jądrowe.
Inicjowanie
: H
2
+ M
2H
+ M
Rozgałęzienie
:
H
+ O
2
HO
+ O
O
+ H
2
HO
+
H
Rozwijanie
: HO
+ H
2
H
2
O
+
H
Przerywanie
:
H
+ M
(H
)
adsorb
H
+ O
2
+ M
HO
2
+ M
Nośnikiem łańcucha
jest rodnik
wodorowy
H
(X
)
H
powstaje w reakcji inicjowania
łańcucha z szybkością r
0
oraz w
reakcjach propagacji i reakcji
rozgałęzionej, które określa stała
szybkości k
r
,
H
zanika w reakcji terminacji
łańcucha ze stałą szybkości k
z
.
]
[X
)
k
(k
r
]
[X
k
]
[X
k
r
dt
]
d[X
z
r
o
z
r
o
Stężenie nośnika łańcucha:
1
e
r
]
[X
t
o
z
r
k
k
gdzie
- stała przyspieszenia reakcji
Wartość stałej przyspieszenia reakcji decyduje o
przebiegu reakcji łańcuchowej.
Jeżeli < 0 czyli k
z
> k
r
, stężenie nośnika łańcucha
osiąga wartość stacjonarną (reakcja przebiega
łagodnie)
o
r
]
[X
Jeżeli > 0 czyli k
z
< k
r
, stężenie nośnika
łańcucha rośnie wykładniczo (reakcja
przebiega gwałtownie)
t
o
e
r
]
[X
Granice wybuchu dla reakcji 2H
2
+ O
2
2H
2
O
To czy reakcja przebiega wybuchowo
czy nie, zależy od ciśnienia i
temperatury panujących w układzie.
Pod b. małym ciśnieniem gazy
reagują bez wybuchu.
Wzrost ciśnienia dla temp.>730 K
spowoduje znalezienie się układu w
obszarze wybuchu
- w tych warunkach odgrywają rolę
reakcje rozgałęzienia.
Dalszy wzrost ciśnienia powoduje, że
rodniki rekombinują ze sobą i
reakcja przebiega bez wybuchu. Po
przekroczeniu trzeciej granicy
następuje wybuch cieplny.
Reakcje z wybuchem
Jeżeli w reakcji egzotermicznej energia cieplna pozostaje w układzie, to
wzrasta temperatura układu. Wzrost temperatury powoduje wzrost stałej
szybkości reakcji i szybkość reakcji wzrasta, wydziela się więcej ciepła,
temperatura wzrasta co powoduje wzrost szybkości reakcji itd. aż dochodzi
do wybuchu.
Wybuch może również wystąpić w reakcjach łańcuchowych o rozgałęzionych
łańcuchach.
Oba rodzaje wybuchu można zaobserwować w reakcji między wodorem i tlenem:
Document Outline