DAS Chemische Kinetik ist ein Gebiet, das die Faktoren untersucht, die die Geschwindigkeit der Entwicklung chemischer Reaktionen beeinflussen, dh die Geschwindigkeit, mit der sie ablaufen. Es gibt immer mehr Forschung in diesem Bereich, da wir oft einige Reaktionen beschleunigen oder andere verlangsamen möchten. Dies ist besonders wichtig für die Industrie und diese Forschung hat wichtige technologische Konsequenzen.
Da jedoch die Reaktionsgeschwindigkeit in jedem Zeitintervall und von einer Substanz zur anderen variieren kann, ist es üblich, die durchschnittliche Reaktionsgeschwindigkeit.
Betrachten Sie die folgende generische Reaktion, bei der die Koeffizienten die Kleinbuchstaben sind und die Reaktanten und Produkte durch die Großbuchstaben dargestellt werden:
a A + b B → c C + d D
Die durchschnittliche Geschwindigkeit dieser Reaktion wird angegeben Dividieren der durchschnittlichen Reaktionsgeschwindigkeit einer der reagierenden Substanzen oder der durchschnittlichen Bildungsgeschwindigkeit eines der Produkte durch ihren entsprechenden Koeffizienten in der chemischen Gleichung.
Dies ist gegeben durch:
Betrachten Sie zum Beispiel die Wasserstoffperoxid-Zersetzungsreaktion:
2 Stunden2Ö2 (wässrig) → 2 H2Ö(1) + 1 O2 (g)
Nehmen wir an, in 1 Minute wurden 0,3 mol/L H gebildet2O und 0,15 mol/L O2, während 0,3 mol/L H zersetzt2Ö2, d. h. die durchschnittlichen Zersetzungs- und Bildungsgeschwindigkeiten dieser Stoffe in der Reaktion betragen:
VmH2O2 = 0,3 mol/l. Mindest
VmH2O = 0,3 mol/l. Mindest
VmO2 = 0,15 mol/l. Mindest
Die durchschnittliche Geschwindigkeit der globalen Reaktion wird ermittelt, indem einer dieser Werte genommen und durch den entsprechenden Koeffizienten in der Gleichung geteilt wird:
Vich = VmH2O2 = 0,3 mol/l. Mindest = 0,15 mol/l. Mindest
2 2
Vich = VmH2O = 0,3 mol/l. Mindest = 0,15 mol/l. Mindest
2 2
Vich = VmO2 = 0,15 mol/l. Mindest = 0,15 mol/l. Mindest
1 1
Beachten Sie, dass die drei Werte gleich sind, daher ist die Reaktionsgeschwindigkeit als Funktion eines beliebigen Reaktanten oder Produkts im gleichen Zeitintervall gleich.
Wie wurden jedoch die Werte der Durchschnittsgeschwindigkeiten der einzelnen an diesen Reaktionen beteiligten Substanzen gefunden?
Es lässt sich berechnen Division der Konzentrationsschwankung des Stoffes (Reagenz oder Produkt) durch das Zeitintervall. Wenn wir die Durchschnittsgeschwindigkeit eines der Reagenzien der Reaktion müssen wir a. setzen negatives Zeichen vorher, oder berücksichtige den Konzentrationswert im Modul ||, da die Konzentration des Reaktanten mit der Zeit abnimmt, wäre der Geschwindigkeitswert negativ, aber es gibt keine negative Geschwindigkeit.
Betrachten Sie zum Beispiel die folgende Ozongaszersetzungsreaktion (O3(g)) in Sauerstoffgas (O2(g)):
2 O3(g) → 3 O2(g)
Nehmen wir an, in einem Ballon waren 10 Mol Ozongas, aber nach 1 Minute waren nur noch 4 Mol übrig; Dies bedeutet, dass 6 Mol Ozon in Sauerstoffgas umgewandelt wurden. Also haben wir:
2 O3(g) → 3 O2(g)
t = 0 min 2 mol/L 0 mol/L
Ausgaben gebildet
6 mol/l 9 mol/l
t = 1 min 4 mol/L 9 mol/L
Beachten Sie, dass das Reaktionsverhältnis 2:3 beträgt, wenn 6 Mol O verwendet wurden3, 9 mol O wurden gebildet2. Nach 1 Minute haben wir also folgende Durchschnittsgeschwindigkeiten:
Vich = - ∆ [Die3]
t
Vich = - ([Ö3finale - Ö3Anfangs])
tFinale - tInitiale
Vich = - ([4 - 10])
1– 0
Vich = 6 mol/l. Mindest→ 1 Minute lang reagierten 6 mol Ozon in jedem Liter des Systems.
Vich = ∆ [Die2]
t
Vich = ([Ö2finale - Ö2initial])
tFinale - tInitiale
Vich = ([9 - 0])
1– 0
Vich = 9 mol/l. Mindest→ Während 1 Minute wurden 9 Mol Sauerstoff in jedem Liter des Systems gebildet.
Dies zeigt uns, dass wir die mittlere Geschwindigkeit als Funktion der Reaktanten oder als Funktion der Produkte berechnen können.
Wenn wir nun die durchschnittliche Geschwindigkeit dieser globalen Reaktion berechnen möchten, machen Sie es wie am Anfang gezeigt: Teilen Sie jede dieser Geschwindigkeiten durch ihre jeweiligen Koeffizienten in der chemischen Gleichung:
Vich = VmO3 = 6 mol/l. Mindest = 3 mol/l. Mindest
2 21
Vich = VmO2 = 9 mol/l. Mindest = 3 mol/l. Mindest
3 3
Vich = VmO3 = VmO2
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Von Jennifer Fogaça
Abschluss in Chemie
Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/velocidade-das-reacoes-quimicas.htm
