skanowanie0007x

i, iMiipiyw, irmiuiyimmmn i równowaga onBmioznn

Analogiczne równania kinetyczne można napisać dla innych reakcji jednoetapowych. Dla izomeryzacji cyklopropanu, przebiegającej zgodnie ze schematem:

cyklopropan —► propen równanie kinetyczne przyjmuje postać:

v = k • [cyklopropan]

Natomiast dla rozpadu jodowodoru:

2 HI — H₂ + I₂ równanie kinetyczne jest następujące:

v = k • [HI] • [HI] czyli v = k • [HI]²

Równanie kinetyczne podaje zależność szybkości reakcji od stężeń reagentów.

ponieważ w reakcji tej następuje zderzenie dwóch cząsteczek jodowodoru. Jak widać, równanie kinetyczne reakcji prostej wynika bezpośrednio z jej równania stechiometrycznego. Szybkość takiej reakcji jest wprost proporcjonalna do iloczynu stężeń substratów w potęgach odpowiadających współczynnikom stechiometrycznym.

Równanie kinetyczne można także napisać dla reakcji o mechanizmie złożonym, składającej się z wielu etapów. W takim jednak wypadku nie jest możliwe wyprowadzenie równania kinetycznego bezpośrednio na podstawie równania stechiometrycznego reakcji. Równania kinetyczne reakcji złożonych ustala się doświadczalnie, badając, jak zmiana stężeń poszczególnych reagentów wpływa na szybkość procesu. W tabeli 1.2 podano przykłady równań kinetycznych kilku procesów wieloetapowych.

Równanie stechiometryczne reakcji	Równanie kinetyczne reakcji
2 NO + 02 — 2 N02	v = k- [NO]^2 • [OJ
2 N205 — 4 NOz + 02	v = k[ NA]
ch3 ch3 H3C—C—CH3 + KOH ~ H3C—C—CH3 + KBr Br OH	v = k - [(CH3)3C—Br]
H2 + Br2 — 2 HBr	v = k • [HJ • [BrJ^1® (równanie to opisuje szybkość reakcji w początkowym stadium przebiegu procesu, gdy ilość wytworzonego HBr jest jeszcze niewielka)

Tfeb. 1.2. Równania kinetyczne wybranych reakcji złożonych

Juk widuć, równanie kinetyczne reukejl SltiAoilii nie musi mieć nic wipólnogo z jej równaniem Nlcdilimniiyt/iiym /hlc/uofłć luku może Nlę /durzyć. Juk dlu rcukcji ulleniunlu Ni h (mimik jt ui uhm pr/ypudkowu.

Siula Rzybkolcl reakcji mu war lość clmriiklcryMlyc/mj dla danej reakcji. Reakcje, o których potocznie mówimy, że przebiegają szybko, cechują się dużymi wartościami stałych szybkości. Stała szybkości danej reakcji rośnie wraz ze wzrostem temperatury, co objawia się wzrostem szybkości Kaniego procesu. Tabela 1.3 podaje wartości stałych szybkości kilku reakcji, odniesione do temperatury 25°C.

Równanie reakcji	Wartość stałej szybkości
2 NO + 02 — 2 N02	6,7-10= W mor • s
2 N205 — 4 N02 + 02	3,38-10* — s
CH3I + KBr — CH3Br + KI	1.3 mol * s
sacharoza + H20 — glukoza + fruktoza	9,4 • 10"^6 — s

Tub. 1.3. Stałe szybkości wybranych reakcji w temperaturze 25°C

Rzędowość m akcji josl łącznym wykładnikiem potęgi, do jakiej podniesione są stężania substratów w równaniu kinetycznym.

Na podstawie równania kinetycznego reakcji określamy jej rzędo-wość. Rzędowość to łączny wykładnik potęgi, do jakiej podniesione są Mlężenia substratów w równaniu kinetycznym. Na przykład dla reakcji rozpadu jodowodoru opisanej równaniem kinetycznym:

v = k- [HI]²

rząd reakcji jest równy 2, ponieważ stężenie jodowodoru w równaniu kinetycznym podniesione jest do potęgi drugiej. Podobnie II-rzędowa jest reakcja syntezy jodowodoru, ponieważ łączny wykładnik potęg stężeń w równaniu kinetycznym także jest równy 2:

v — k‘ [H₂] • [I₂]

czyli v = k • [HJ¹ • [I₂]\ 1 + 1 = 2

Natomiast reakcja izomeryzacji cyklopropanu, opisana równaniem kinetycznym:

v = k • [cyklopropan] czyli v - k • [cyklopropan]¹

Rzędowość roakcll proitol Joat równa |a| cząstoczko-wośol.

jest reakcją I rzędu. Widać stąd, że rzędowość reakcji prostych jest równa ich cząsteczkowości, czyli wynosi 1,2 lub 3. Rzędowość reakcji złożonych może przyjmować różne wartości, niekoniecznie całkowite. Przykładem jest reakcja syntezy hiouiowodoru z pierwiastków, którą we wstępnej fazie przebiegu opisuje równanie kinetyczne:

\'*h |li,| |l!r,|i

czyli jej rząd Joal równy \ , ________

------------- -^j