Chimie-Fizica

Chimie 2 fizică 2. Cinetică

Capitolul I. Cinetică chimică. Notiuni introductive

I. 1. Viteză de reactie, constantă de viteză: definitii; ordin de reactie,

mecanism, ecuatie cinetică

Cinetica chimică se ocupă cu studiul evolutiilor în timp a reactiilor

chimice, elucidarea mecanismelor de reactie si analiza factorilor care

influentează viteza de reactie (temperatura, presiunea, compozitia

amestecului de reactie, prezenta si tipul catalizatorilor, tăria ionică a

solutiei, radiatiile etc.).

Un alt obiectiv important al cineticii chimice îl constituie

fundamentarea teoretică a legilor care guvernează evolutia în timp a

proceselor chimice, necesare atât pentru interpretarea datelor experimentale

cât si pentru prestabilirea conditiilor optime în vederea obtinerii unui anumit

produs de reactie, cu randament maxim si consum de energie minim.

I.1.1. Viteza de reactie. Definitii

Considerăm o reactie oarecare care se desfăsoară unilateral (de la

stânga la dreapta) conform ecuatiei stoechiometrice:

1 1 2 2 3 3 4 4 J A +J A ®J A +J A

A1, A2- reactantii

A3, A4- produsi de reactie

1 2 3 4 J ,J ,J ,J coeficienti stoechiometrici.

Cantitătile transformate din reactanti si cantitătile de produse de

reactie apărute sunt proportionale cu valorile coeficientilor stoechiometrici

corespunzători.

Viteza de reactie se poate exprima prin relatiile:

dt

dn

dt V

dn

dt V

dn

dt V

dn

V

r 4

4

3

3

2

2

1

1

1 1 1 1 1 1 1 1 = × × = × × = × × = × ×

J J J J

(1.1)

si reprezintă numărul de moli dintr-un participant la reactie (reactant sau

produs de reactie) care se tranformă (se consumă sau apare) în unitatea de

timp, într-o unitate de volum de reactor.

Gabriela Lisa 3

Coeficientii stoechiometrici se vor considera cu semnul minus

pentru reactanti si cu semnul plus pentru produsele de reactie. Numărul de

moli de reactant scade în timp ( 0, 0 1 2 dn < dn < ), în timp ce numărul de

moli de produs de reactie creste în timp ( 0, 0 3 4 dn > dn > ).

Ecuatia (1.1.) are forma generală:

dt

dn

V

r i

i

×

×

=

J

1

(1.2.)

dt

dn

V

r

dt

dn

V

r

dt

dn

V

r

dt

dn

V

r A A A A

1 2 3 4 1

;

1

;

1

;

1

1 2 3 4 = - × = - × = × = × dacă nu se tine

cont de stoechiometria reactiei.

Între vitezele de reactie si fiecare participant la reactie există relatia:

1 2 3 4

1 2 3 4

J J J J

A A A A r r r r

= = = (1.3.)

În cazul reactiilor omogene este convenabil să se exprime viteza de

reactie în termeni de concentratie.