410

A    .Ui»    T ), Uli_tMh< 2t<«2

KIN RMHni v?. o by UN rws *n*

14

KINETYKA I MECHANIZM REAKCJI CHEMICZNYCH

14.1. RZĄD REAKCJI

W przyrodzie i w technice spotykamy się z reakcjami zachodzącymi z różną szybkością. Niektóre z nich. np. rozpad materiałów wybuchowych, przebiegają w ciągu ułamka sekundy, inne znów w ciągu minut, godzin, dni. Wiele procesów chemicznych, np. zachodzących we wnętrzu skorupy ziemskiej, dokonuje się dopiero w okresie wielu tysięcy lat. Szybkość procesu chemicznego zależy nie tylko od tego. z jaką reakcją mamy do czynienia, ale również w bardzo znacznym stopniu od warunków, jakie panują w danym układzie Ta sama reakcja może przebiegać z różnymi szybkościami zależnie od temperatury, stężeń substratów i produktów, obecności lub nieobecności katalizatorów itd.

Dział chemii fizycznej, który zajmuje się badaniem szybkości reakcji chemicznych oraz ich zależnością od wszystkich tych czynników, nazywamy kinetyką chemiczną Ma ona duże znaczenie zarówno teoretyczne, jak i praktyczne. Teoretyczne, gdyż badania kinetyczne umożliwiają wyciągnięcie wielu wniosków dotyczących mechanizmu reakcji chemicznych, praktyczne, gdyż znajomość kinetyki jest w wiciu przypadkach nieodzowna do projektowania procesów technologicznych oraz kierowania nimi w skali przemysłowej

Rozważania dotyczące szybkości reakcji rozpoczniemy od omówienia szybkości reakcji przebiegających w układach homogenicznych w fazie gazowej lub ciekłej. Szybkość jakiejś reakcji, np. reakcji rozpadu amoniaku zachodzącej w temperaturze kilkuset stopni, można śledzić oznaczając w odpowiednich odstępach czasu zawartość substancji wyjściowej, amoniaku, bądź też jednego z produktów azotu lub wodoru.

2NH, — N, + 3H_:

W pierwszym przypadku szybkość reakcji można wyrazić jako stosunek zmiany liczby moli cząsteczek amoniaku, dn_N„,. do czasu dr. w którym ta zmiana nastąpiła:

dn*H.

d;