Mechanizm reakcji

Obiecałem, więc ciągnę temat dalej. Wiemy już, czym są reakcje proste, czym są reakcje złożone. Chociaż nakreśliłem już pojęcie mechanizmu reakcji, warto pochylić się nad nim nieco bardziej.

Mechanizm reakcji to zbiór reakcji elementarnych składających się na złożony proces (reakcję złożoną). Wiemy już, że większość znanych reakcji zachodzi nie jednoetapowo (ciach i sobie zaszło), tylko w wielu etapach, poprzez różne produkty pośrednie. Należy postawić sobie pytanie, skąd ów mechanizm się bierze.

Wiele osób ma z tym duży problem, ale mechanizm reakcji, jako badacze, ustalamy sobie sami. Wykonując badania kinetyczne (określając zależność szybkości reakcji od poszczególnych stężeń substratów) ustala się taki mechanizm, który prowadzi do otrzymanego eksperymentalnie równania kinetycznego. Jak to się robi? Kiedy mamy przed sobą mechanizm i znamy zależności między szybkościami poszczególnych etapów (przede wszystkim wiedząc, które etapy są szybkie (niemal natychmiastowe), a które wolne (mówi się: limitujące proces)), można, różnymi metodami i założeniami, wyprowadzić z niego równanie kinetyczne. Proponowany mechanizm można uznać za prawdopodobny tylko, gdy prowadzi do równania kinetycznego zgodnego z eksperymentem.

Czytaj dalej >>

Reakcje proste a złożone

Teorii nigdy dosyć! Tak to niestety jest - kinetyka jest dość specyficznym działem i zanim zaczniemy w ogóle podchodzić do jakichś zadań obliczeniowych, trzeba najpierw dokładnie wiedzieć, co się dzieje dookoła. Dowiesz się, czym jest reakcja prosta i złożona, a także kiedy - to, co tygrysy lubią najbardziej - można napisać równanie kinetyczne (pełne, ze znanymi wartościami \alpha,\ \beta...), znając jedynie równanie reakcji.

Na wstępie trzeba wyraźnie powiedzieć, że kiedy widzimy przed sobą jakieś równanie reakcji (a na pewno miałeś styczność z przynajmniej kilkoma), bardzo rzadko dostarcza nam ono informacje o rzeczywistym przebiegu procesu. Co to znaczy? Weźmy sobie prosty przykład:

 \mathrm{H_2 + Br_2\longrightarrow 2\ HBr}

Czytaj dalej >>

Stała szybkości reakcji - lektura do poduchy

"Bajek", jak to mówi moja Pani Profesor od chemii fizycznej, ciąg dalszy. O samej stałej szybkości reakcji też trzeba powiedzieć kilka słów. Jak powinieneś pamiętać, pojawiła się ona "znikąd", w równaniu kinetycznym.

Dlaczego w ogóle jest potrzebna? Wspomniałem, że chemicy wymyślili sobie, że szybkość reakcji jest proporcjonalna do stężeń substratów (podniesionych do odpowiednich potęg). Można by to, dla maglowanej przeze mnie reakcji ogólnej, zapisać tak:

v=...[\mathrm{A}]^\alpha[\mathrm{B}]^\beta

Jak widzisz, proporcjonalny nie znaczy równy (nie bez pewnej poprawki - stąd wielokropek, coś tu jeszcze trzeba dostawić)! Jeżeli masz problem z tym słowem, szybko tłumaczę. Prosty przykład - rachunki za prąd płacisz. Jeśli nie Ty, to na pewno któryś z Twoich domowników. Wysokość rachunku jest proporcjonalna do (wybaczcie mi wszyscy fizycy, elektrycy...) poboru tego prądu. Im więcej "prądu zużyjesz", tym więcej zapłacisz. Można więc powiedzieć, że rachunek za prąd jest proporcjonalny do poboru prądu. Ale to nie znaczy, że ile kilowatogodzin (jednostka energii) prądu pobierzesz, tyle samo złotych zapłacisz, prawda? Trzeba to przemnożyć przez jakiś współczynnik - cenę (w zł) za jedną kilowatogodzinę.

Po co gadanie o prądzie? Ten iloczyn stężeń (z równania kinetycznego) jest jak nasz pobór prądu, a stała szybkości reakcji - jak współczynnik, przez który trzeba go przemnożyć, żeby dostać inną pożyteczną wielkość - w naszym przypadku szybkość reakcji. Stałą szybkości możemy w tym przypadku, bardziej fachowo, nazwać czynnikiem proporcjonalności. Zwróć uwagę, żeby nie kiełbasiły Ci się pojęcia stałej szybkości z szybkością reakcji - pisząc artykuły z kinetyki nawet samemu niejednokrotnie się na tym złapałem.

Czytaj dalej >>