Χημική κινητική

Πόσο γρήγορα, όχι πόσο

Η θερμοχημεία απάντησε στο «πόση ενέργεια». Η κινητική απαντά σε άλλη ερώτηση, εντελώς ανεξάρτητη: πόσο γρήγορα.

Η ταχύτητα ορίζεται ως μεταβολή συγκέντρωσης στη μονάδα του χρόνου:

$$v = \frac{\Delta c}{\Delta t}$$

σε $M/s$. Για αντιδρών παίρνουμε αντίθετο πρόσημο, ώστε η ταχύτητα να βγαίνει θετική.

Θεωρία συγκρούσεων

Για να αντιδράσουν δύο μόρια, πρέπει να συγκρουστούν — και η σύγκρουση πρέπει να είναι αποτελεσματική, δηλαδή να πληροί δύο όρους:

1. αρκετή ενέργεια, τουλάχιστον όση η ενέργεια ενεργοποίησης
2. σωστός προσανατολισμός

Κάθε παράγοντας που επηρεάζει την ταχύτητα το κάνει αλλάζοντας έναν από αυτούς τους αριθμούς — το πλήθος των συγκρούσεων ή το ποσοστό των αποτελεσματικών.

Τι κάνει ο καταλύτης, και τι δεν κάνει

Πάτησε «Με καταλύτη»: ο λόφος χαμηλώνει και από τις δύο μεριές, αλλά τα δύο άκρα δεν κουνιούνται. Το ΔΗ μένει ακριβώς το ίδιο — γι' αυτό ο καταλύτης δεν μετατοπίζει καμία ισορροπία.

ΑντιδρώνταΠροϊόντα

Ενθαλπία ΔΗ−80 kJ

Ενέργεια ενεργοποίησης120 kJ

Χωρίς καταλύτηΜε καταλύτη

Ea ευθείας

120 kJ

Ea αντίστροφης

200 kJ

ΔΗ

−80 kJ

Εξώθερμη — και ο καταλύτης δεν το άλλαξε αυτό.

Ο καταλύτης

Ο καταλύτης προσφέρει εναλλακτική διαδρομή με μικρότερη ενέργεια ενεργοποίησης, και βγαίνει από την αντίδραση αμετάβλητος.

Τρία πράγματα που ρωτιούνται ακριβώς επειδή δεν τα κάνει:

• δεν μετατοπίζει τη χημική ισορροπία — χαμηλώνει και τα δύο φράγματα εξίσου
• δεν αλλάζει το $\Delta H$ — τα άκρα του διαγράμματος μένουν εκεί που ήταν
• δεν αλλάζει την απόδοση — φτάνεις στο ίδιο σημείο, γρηγορότερα

Νόμος ταχύτητας

Για πολλές αντιδράσεις η ταχύτητα γράφεται

$$v = k\,[A]^x [B]^y$$

Το $k$ λέγεται σταθερά ταχύτητας και εξαρτάται από τη θερμοκρασία και τον καταλύτη — όχι από τις συγκεντρώσεις.

Λυμένα παραδείγματα

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Δείξε τη λύση