418

A    r ). (Uimm 2U&

KW rmhni v>. o ty un rws w:

418    U KINETYKA I MECHANIZM REAKCJI CHEMICZNYCH

co oznacza, żc stężenia AB. A i B przestają się zmieniać. Reakcja doszła do stanu równowagi. Przekształcając to ostatnie równanie, możemy napisać:

(14.21)

|AB)-    _ fc,

IA.) (B_;| k

Iloraz stałych k+/k- ma oczywiście wartość stałą. Doszliśmy przeto do równania wyrażającego prawo działania mas dla reakcji odwracalnej

A_: + B, ^ 2AB

Wyprowadzenie tego prawa na drodze kinetycznej wskazuje nam na dynamiczny charakter równowagi chemicznej. W układzie znajdującym się w stanie równowagi bynajmniej nie ustają procesy chemiczne, które były czynne przed osiągnięciem równowagi. Równowagę cechuje równoczesne zachodzenie z jednakową szybkością reakcji w dwóch przeciwnych kierunkach.

Reakcje zachodzące w stanie równowagi możemy badać posługując się wskaźnikami promieniotwórczymi Jeżeli na przykład do układu zawierającego w stanie równowagi I;, H_: i HI (który zawiera tylko zwykły izotop jodu ^U?I) wprowadzimy pewną ilość promieniotwórczego izotopu jodu ^IJIIj <dla zachowania nienaruszonej równowagi należy równocześnie wprowadzić równowagowe ilości H_; i HI), to po pewnym czasie stwierdzimy pojawienie się cząsteczek H^mI powstałych w reakcji

oraz cząsteczek ^,JTI^I,II powstałych w czasie rozpadu judowodoru H'”I + H¹'¹! —» H* + ^,ł’IⁿⁱI

14.4. ZALEŻNOŚĆ SZYBKOŚCI REAKCJI OD TEMPERATURY. TEORIA ZDERZEŃ I TEORIA STANU PRZEJŚCIOWEGO

Szybkość reakcji w bardzo znacznym stopniu zależy od temperatury. Szybkość łączenia się tlenu z wodorem w temp. 500 K jest jeszcze bardzo mała. w temp. 900 K ta sama reakcja przebiega wybuchowo w ciągu ułamka sekundy. Orientacyjna reguła podana przez Jacobusa H. van’t Hoffa stwierdza, że podwyższenie temperatury o 10 K powoduje 2-4-krotny wzrost szybkości reakcji. Można więc łatwo obliczyć, żc podwyższenie temperatury o 100 K powoduje, że szybkość reakcji zwiększa się 2¹⁰ 4¹⁰ razy. czyli po zaokrągleniu 1000-1 000000 razy.

.i

In i ■ B - -

Podwyższenie temperatury powoduje wzrost stałej szybkości k pojawiającej się w równaniu kinetycznym (14.5). Zależność tę określa równanie empiryczne, zwane równaniem Arrhcniusa:

i 14 22)