Reakcija: koncept, vrste

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-02 17:42

U hemijskoj kinetici, jedan od važnih zadataka je pronaći redosled reakcije. Iako je ova vrijednost formalna, ona omogućava da se najbolje odražava eksperimentalna ovisnost brzine bilo koje reakcije od koncentracije. U pravilu, za pronalaženje brzine reakcije koriste se koncentracije polaznih spojeva, uzete u snagama koje odgovaraju njihovim stehiometrijskim koeficijentima. Ali ovo vrijedi samo za vrlo jednostavne reakcije.

Red hemijske reakcije prema supstanci je vrednost stepena n, u kojoj je koncentracija ovog jedinjenja uključena u formulu za pronalaženje brzine reakcije, dobijenu empirijski. Ali opšti poredak je zbir svih redosleda za supstance: n=n₁ + n₂. Vrijednosti n₁ i n_{2 odgovaraju stehiometrijskim koeficijentima u jednadžbama jednostepenih reakcija. Zapravo, mogu biti pozitivne ili negativne, cijele ili razlomke.}

Na primjer, za jednačinu interakcije H₂+ Ι₂ ― > 2HΙ, što odgovara formuli za određivanje brzine v=kC H_CI_{, poredak supstanci je n}H_{=1 in}I_{=1, ukupan redoslijed reakcije n=n}H_+nI_=1+1=2.

Nulta narudžba

Neke reakcije imaju nulti red reakcija. U pravilu na njih ne utječu koncentracije polaznih spojeva. Ovo se dešava u sljedećim slučajevima:

• ako se bilo koja početna supstanca uzme u značajnom višku;
• ako je brzina kontrolirana energijom aktivacije molekula uključenih u reakciju, na primjer, u fotosintezi.

Kao primjer, razmotrite reakciju interakcije etil acetatnog etera sa vodom, tj. njegova saponifikacija.

SΗ₃SOOS₂Η₅ + Η₂ O ―> SΗ₃SOOΗ + S₂Η_5OΗ

Pošto je međusobna rastvorljivost početnih supstanci izuzetno mala, većina njih je u različitim fazama. Kada se eter potroši u hemijskoj reakciji, iz sloja etera blagovremeno dolazi novi deo, odnosno njegova koncentracija u rastvoru se ne smanjuje.

Reakcije prve narudžbe

Ova interakcija supstanci može se uslovno napisati jednačinom: A―>B. Primjer je razgradnja dimetil etera:

SΗ₃OSΗ₃―>SΗ₄+Η_{2 +CO}

Za koje je brzina reakcije definisana kao v=kC_{S2N6O. U ovom slučaju, poredak po sadržaju i opšti poredak se poklapaju i jednaki su jedan.}

Vrijeme (τ) određivanja određene date koncentracije C je od praktične važnosti za reakcije prvog reda, ako je početnakoncentracija C_o, kao i vreme poluraspada τ_{1/2, ovo je vreme tokom kojeg polovina originalne supstance ima vremena da reaguje.}

reakcije drugog reda

Reakcije tipa A + B ―> proizvodi se mogu pripisati takvim interakcijama. Primjer je gornja reakcija za proizvodnju jodovodika ili alkalnu saponifikacija etil acetata:

SΗ₃COOS₂H₅ + OH- ―> CH 3_{SOO- + S}2_H5_{OΗ, v=kC}S4N8O2 _SOH-_.

Takođe (k) odvojene reakcije razlaganja tipa: 2A ―> proizvodi imaju drugi red. Primjeri uključuju:

• 2NOCl ―> 2NO + Cl₂, v=kC²_NOCl.
• 2O_{3 ―>} 3O₂, v=kC² _O3.
• 2NO₂ ―> 2NO + O2, v=kC²_NO2.

Nastavne reakcije

Reakcije trećeg i narednog naloga su manje uobičajene od prethodnih opcija. To je zbog male vjerovatnoće istovremenog susreta u prostoru tri ili više čestica. Međutim, formiranje dušika i ugljičnog dioksida iz njihovih monoksida može poslužiti kao primjer takvih interakcija:

• 2NΟ+Ο₂→ 2NΟ₂, v=kC² NE_CO2.
• 2SO+O₂→ 2SO₂, v=kC² CO_CO2.

I za takve reakcijepostoji zavisnost koncentracije reagensa o vremenu njegovog protoka. Formule za pronalaženje konstanti poluraspada i brzine reakcije su objedinjene uvođenjem indeksa n, jednakog redoslijedu ovih istih reakcija.

Molekularnost reakcije

Ne brkajte redosled reakcije sa njenom molekularnošću, koja je određena upravo brojem molekula koji vrše čin hemijske transformacije. Za razliku od reda koji se utvrđuje eksperimentalno, molekularnost hemijske reakcije ima teorijsku osnovu. Da biste to odredili, morate razumjeti suštinu procesa, kako tačno molekuli međusobno djeluju, kroz koje faze transformacije prolaze.

Uporedne karakteristike

Narudžba	Molekularnost
Formalna vrijednost	Postoji fizičko značenje, pokazuje broj reagujućih molekula
Može uzeti različite numeričke vrijednosti	Prihvata samo jednu od tri vrijednosti: 1, 2, 3
Primjenjuje se na reakcije bilo koje složenosti i više faza	Primjenjuje se samo na elementarne reakcije u jednom koraku

Postoji nekoliko razloga zašto se poredak i molekularnost ne podudaraju za istu reakciju:

• ako se jedan od reagensa uzima u velikom višku, kao što je gore spomenuto;
• za mnoge heterogene reakcije, redoslijed se može promijeniti tokom njihove implementacije, posebno ako se promijene uslovi za njihovo pojavljivanje;
• katalitičke reakcije imaju višestepeni mehanizam, čija se suština ne odražava uvijek u stehiometrijskoj jednačini;
• u složenim višestepenim reakcijama, samo jedan od međuprodukta može uticati na ukupnu brzinu, što će kao rezultat odrediti redosljed cijele transformacije.

Monomolekularne reakcije uključuju razgradnju molekula:

I_{2 ―> 2I}

U bimolekularnim reakcijama, dva molekula se sudaraju. Štaviše, to mogu biti molekuli obje različite supstance, i to iste:

H₂+ Ι_{2 ―> 2HΙ}

Trimolekularne reakcije nazivaju se takve reakcije, za čiju su realizaciju potrebne tri molekule polaznih supstanci:

2NΟ + H₂ ―> N₂Ο + H_2O

H₂ + O₂ ―> 2H_2O