158 2

7.9. Zastosowanie termodynamiki do opisu reakcji

chemicznych

Feliks Jaroszyk. Andrzej Pilawski

7.9.1. Rodzaje reakcji chemicznych

Reakcje chemiczne dzieli się na proste i zJoicme. Do /łożonych najczęściej iuIczj reakcje odwrotne, reakcje równoległe oraz reakcje następcze. Tc ostatnie są ważne w btologii. poniew aż produkt jednej reakcji staje się substratem dla następne i a stałe szybkości reakcji są porównywalne co do rzędu wielkości. Procesy syntezy związków wielkocząsteczkowych o uporządkowanych elementach strukturalnych stanowią długi szereg reakcji następczych.

W dalszych rozważaniach więcej uwagi poświęcono reakcjom chemicznym pustym w celu omówienia kilku podstawowych pojęć.

W równaniach kinetycznych prostych (także w złożonych) reakcji występują takie wielkości jak szybkość reakcji chemicznej (r). uała szybkość reakcji (k) oraz rząd reakcji (oznaczony cyframi rzymskimi).

Szybkość reakcji chemicznej rozumiana jest jako ubytek stężenia substratu (-0.» lub przyrost stężenia produktu (d:) w jednostce czasu zgodnie ze wzorem:

Szybkość reakcji, ogólnie mówiąc, jest funkcją stężenia reagentów. W przypad ku reakcji prostych, przebiegających tylko w jednym kierunku, zachodzi związek w postaci:

(7.47.

fdzx: k - suIj wyhku4ci trakcja. • r{ • 4 - iloczyn uęZrrf pm/rafóAnycti wśibftmfa*

Wykładniki a. b. c określają tzw. rząd reakcji względem poszczególnych «ib stratów. Sumaryczny rząd reakcji wynosi (a ♦ b ♦ c). Rząd reakcji odnosi się do doświadczalnego równania reakcji i zwykle me przekracza 3. co oznacza, że elemen tam przemiany chemiczne odbywają się maksymalnie z udziałem trzech cząsteczek, prowadząc wprost do uzyskania produktu reakcji.

Równania kinetyczne prostych reakcji pierwszego rzędu można zapisać na dwj sposoby:

(7.48)

lub: (7.49-pSne: t - uęiett* pocisko** wibstratu.; - ikiuWoc WfZcm* prcsJuklu

158