58556 skan0238

Kinetyka chemiczna 241

AS^oU możemy obliczyć za pomocą wyrażenia (5.62) lub (5.64). To ostatnie równanie jest szczególnie przydatne, gdy dla danej reakcji znany jest wyłącznie czynnik przedeksponencjalny.

Po zlogarytmowaniu równania (5.64) i niewielkim jego przekształceniu otrzymujemy

- * (ⁱⁿ tóM⁺PP¹)⁺-*>)•

Reakcje są w fazie gazowej, zatem, w obu przypadkach An_g = Xv,- = -1. Obliczenia wykonujemy, jak zwykle, w SI, gdzie wymiarem stężenia standardowego jest [mol • m^-3]. W tym równaniu występuje ono dwukrotnie. W pierwszym nawiasie ma wymiar [mol ■ dm“³], gdyż czynnik przedeksponencjalny A w równaniu Arrheniusa dla reakcji II rzędu jest, zgodnie z tradycją, wyrażony w [M^-1 • s^_1], a argument logarytmu musi być bezwymiarowy. Za drugim razem stężenie standardowe jest w [mol ■ m^-3], bo pozostałe wielkości są w SI.

Pracę możemy znacznie ułatwić i przyspieszyć, obliczając osobno wspólne dla obu reakcji elementy równania

4S°* = Rln/i + R (ln( _kgT^, ) + ^ln (^) + (An_t- l)j =R\nA+D, gdzie, po wstawieniu stałych (tab. 1.4), D wynosi, w [J ■ K^_1 • mol^-1]

D = 8,314-

ln

6,626 • 10~³⁴

1,3807 • 10-²³ • 298,15 • 1^_1

+

+ (-1) ■ ln

8,314-298,15- 10³ 10⁵

+ (-2) = -288,25.

Ostateczne wyniki obliczeń pokazano w tab. 5.10. ■

Szybkość reakcji chemicznej może ulec zwiększeniu w wyniku działania katalizatorów lub opóźnieniu w wyniku działania inhibitorów. Katalizator, nie zmieniając położenia stanu równowagi, powoduje wzrost szybkości reakcji zarówno w jedną, jak i w drugą stronę. Działanie katalityczne może polegać na obniżeniu energii aktywacji albo na zwiększeniu czynnika przedeksponencjalnego.

Jeżeli katalizator i reagenty są w tej samej fazie, to jest to kataliza homogeniczna. Katalizator (K) reaguje z substratem z powstaniem kompleksu przejściowego (SK), który następnie rozkłada się na produkt (P), a katalizator ulega regeneracji. W ten sposób symbol katalizatora nie występuje w sumarycznym równaniu reakcji^

^ Nic dotyczy to tzw. autokatalizy, gdzie katalizatorem jest produkt reakcji.