41961

naniu z ilościami substratów, mogą mieć silny wpływ na szybkość reakcji. Reakcje, w których produkt jest katalizatorem nazywamy autokatalitycznymi. Przykładem takiej reakcji może być jodowanie acetonu. Jednym z produktów tej reakcji jest jodowodór, który jako mocny kwas przyspiesza enolizację acetonu. Dopiero forma enolowa acetonu podlega reakcji jodowania.

H* ♦ HaC-C-CH₃ —► H₃C C-—CH₃ —► H₃C-C=CH₂ - H*

II    I    I

O    OH    OH

J₂ + CH3COCH3 -> CH₃COCH₂J + HJ

Ogólne wyrażenie na szybkość reakcji autokatali tycznej można zapisać w postaci:

^=\k_l+k₂x^p\(a-xy

gdzie: k_t - stała szybkości reakcji bez katalizatora

k) - stała szybkości reakcji z udziałem katalizatora

p - liczba cząsteczek produktu uczestniczących w elementarnej przemianie katalitycznej n - rząd reakcji

a - stężenie początkowe reagenta x - stężenie produktu

Najczęstszym przypadkiem jest taki, gdy p = 1, a ki jest bardzo małe, tzn. reakcja bez katalizatora przebiega bardzo powoli. Jest to przypadek tzw. prostej autokatalizy. Równanie kinetyczne ma wówczas postać:

W omawianym przypadku jodowania acetonu reakcja jest pierwszego rzędu, tzn. jej szybkość zależy tylko od stężenia acetonu:

f^=k*⁰~^x)

Całkowanie tego równania prowadzi do następującego równania kinetycznego:

k = —ln*^-*⁰} ar x₀(a-x)

gdzie: x₀ - stężenie produktu w chwili rozpoczęcia pomiaru

Jeżeli na początku reakcji dodamy do roztworu pewną ilość mocnego kwasu o stężeniu b, to równanie kinetyczne ma postać:

dx

ZT=k(b + x)(a-x) at

Po scałkowaniu otrzymujemy ostateczne wyrażenie, często wykorzystywane w praktyce:

k--!—in£±fiS

(b+a)t    (a—x)b

2. Obliczenia

Wykonując obliczenia korzystałam z następujących wzorów: Stała szybkości reakcji jodowania acetonu: