Rys.1.2. Zmiany anergll w czasie biegu reakcji egzotermicznej s
a) bez udziału katalizatora} b) z udziałem katalizatora
Schematycznie, zmiany energii aktywacji reakcji z udziałem i bez udziału katalizatora zilustrowane sę na rys.1.2. Obniżenie energii aktywacji zwiększa liczbę częstek aktywnych, a więc i liczbę zderzeń efektywnych w układzie w danej temparaturze, co zwlęk< sza szybkość reakcji chemicznej.
Często czynnikiem ograniczającym szybkość reakcji chemicznej Jest szybkość dostarczania substratów do lub szybkość odprowadzania produktów z obszaru reakcji. W takich przypadkach czynnikami zwiększającymi szybkość reakcji jest mieszanie środowiska reakcji lub rozdrobnienie reagentów. Mieszanie 0026 być reeli* zowane za pomocę mieszadeł mechanicznych, barbotażu gazami lub działaniem ultradźwięków.
1.1.3.2. Równowaga chemiczna
Na ogół wszystkie reakcje chemiczne sę odwracalne, to znaczy z danych substratów tworzę się produkty, a Jednocześnie produkty reakcji ulegaję rozkładowi na substraty. Fakt ten w równaniach chemicznych często zaznaczamy dwoma przeciwnie skierowanymi strzałkami % *• . Reakcje nieodwracalne n-leżę do wyjętków i biegnę z reguły wtedy, gdy 1ed«n z produktów opuszcza środowisko reakcji. Rozpatrzmy cgolnę reakcję, w której a moll substancji A oraz b moli substancji B tworzy e moli substancji E i d moli substancji D
a A + b B
e E ♦ ć 0
(1 .23;
Szybkość v, przsmiany substratów w produkty będzie zgodnie z równaniem (1.17) opisana wzorem
Szybkość maleje w cza3ie trwania reakcji w miarę zmniejszania się stężania substratów A i B. 2 chwilę pojawienia się pierwszych ilości produktów £ i D może występie proces odwrotny, tj. produkty mogę ulegać przemianie 2 powrotem w substraty A i B z szybkościę v^.
Szybkość v2 tej odwrotnej przemiany będzie wynosiła
i będzie rosła w czasie trwania reakcji (1.23), wskutek nagromadzania się coraz większych ilości produktów £ i G. Zmiany stężeć substratów i produktów reakcji chemicznej w czasie jej trwania zilustrowane sę na rys.1.3.
Rys.1.3. Zmiany stężeń substratów i produktów w czasie biegu reakcji chemicznej
Gdy temperatura T reagujęcego układu Jest stała w czssie procesu, wtedy zmiany szybkości reakcji wprost i reakcji odwrotnej spowo-
23