Хемијска кинетика — разлика између измена

Садржај обрисан Садржај додат
Ред 208:
 
На исти начин може се одредити брзина стварања продукта -{C}- и његова концентрација током реакције.
 
===Каталитичке реакције===
Хемијске реакције уз суделовање материја које утичу на брзину реакције и при том се не мењају, називају се каталитичким реакцијама. Када се таква реакција одвија у једној фази онда је то ''хомогена каталитичка реакција''. Када се реакција одвија на граници фаза говоримо о ''хетерогеној каталитичкој реакцији''.
 
====Хомогене каталитичке реакције====
Карактеристика хомогене катализе је зависност брзине реакције од концентрације катализатора. Катализатор убрзава неку реакцију на тај начин што омогућава да се реакција одвија другим реакцијским путем, који има мању енергију активације од пута некатализиране реакције. У реакцији <math> A \rightarrow P </math> катализатор -{X}- ствара интермедијар -{I}-.
<center><math> A + X \leftrightarrows_{k_{2}}^{k_{1}} I </math></center>
 
који се затим распада на продукт и катализатор:
<center><math> I \rightarrow^{k_{3}} P + X </math></center>
 
Брзина којом се интермедијар ствара приближно је једнака брзинама којима се губи, <math> \frac{d\left[I\right]}{dt} = 0 </math>, по апроксимацији стационарног стања, па се добија:
<center><math> \frac{d\left[P\right]}{dt} = \frac{k_{1}k_{3}\left[A\right]\left[X\right]}{k_{2}+k_{3}} = k'[A][X] </math></center>
што показује да је брзина реакција сразмјерна концентрацији катализатора.
 
====Хетерогене каталитичке реакције====
При хетерогеној катализи долази до апсорпције на површини катализатора. За такву врсту катализе користимо Лангмуирове адсорпцијске једначине.
При слабој адсорпцији гаса део површине прекривене адсорбираним гасом је -{S=fp}-, при умереној адсорпцији тај део површине је -{S=fp<sup>1/n</sup>}-, а при потпуној адсорпцији гаса део, када је читава површина катализатора покривена гасом -{S}-=1 (где је -{p}- притисак гаса, a -{f}- коефицијент адсорпције, а -{n}- константа). У хетерогеним каталитичким реакцијама реагује само адсорбовани, па је брзина реакције сразмјерна делу површине покривене гасом, те су изрази за брзину реакције при слабој адсорпцији једног реактанта:
<center><math> -\frac{dp}{dt}=kS=kfp=k'p </math></center>
 
за умјерену адсорпцију једног реактанта:
<center><math> -\frac{dp}{dt}=kS=kfp^{\frac{1}{n}}=k'p^{\frac{1}{n}} </math></center>
 
а за потпуну адсорпцију једног реактанта:
<center><math> -\frac{dp}{dt}=kp^{0}=k</math></center>
 
брзина не зависи од притиска гаса и реакција је нултог реда.
 
Ако се поред реактанта на површину катализатора адсорбује и реакцијски продукт, што се често и догађа имаћемо израз за део адсорбоване
површине према Лангмуировом кинетичком поступку:
<center><math> S_{A} = \frac {f_{A}p_{A}}{1+f_{A}p_{A}+f_{B}p_{B}} </math>
<math> S_{B} = \frac {f_{B}p_{B}}{1+f_{A}p_{A}+f_{B}p_{B}} </math></center>
 
где су -{S<sub>A</sub>}- и -{S<sub>B</sub>}- површине прекривене реактантом А односно продуктом -{B, p<sub>A</sub>}- i -{p<sub>B</sub>}- парцијални притисци, а -{f<sub>A</sub>}- и -{f<sub>B</sub>}- адсорпцијски коефицијенти реактанта, односно продукта.
 
Када два слабо адсорбирана реактанта реагирају на површини катализатора, брзина реакције ће бити:
<center><math> -\frac{dp}{dt}=kS_{A}S_{B}=k_{2}p_{A}p_{B} </math></center>
 
==Литература==