H + H + X H 2 + X 2 NO + O 2 = 2 NO 2

Hasonló dokumentumok
H + H + X H 2 + X 2 NO + O 2 = 2 NO 2

Ezt kell tudni a 2. ZH-n

Metabolikus utak felépítése, kinetikai és termodinamikai jellemzésük

15_sebessegi_egyenlet.pptx

3. előadás Reaktorfizika szakmérnököknek TARTALOMJEGYZÉK. Az a bomlás:

Az enzimkinetika alapjai

A feladatok megoldása

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

5. Az adszorpciós folyamat mennyiségi leírása a Langmuir-izoterma segítségével

c A Kiindulási anyag koncentrációja c A0 idő t 1/2 A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

REAKCIÓKINETIKA ELEMI REAKCIÓK ÖSSZETETT REAKCIÓK. Egyszer modellek

Reakciókinetika és katalízis

Reakciókinetika és katalízis

Tizenegyedik gyakorlat: Parciális dierenciálegyenletek Dierenciálegyenletek, Földtudomány és Környezettan BSc

FOTOKÉMIAI REAKCIÓK, REAKCIÓKINETIKAI ALAPOK

Enzimkinetika. Enzimkinetika

Reakciókinetika. aktiválási energia. felszabaduló energia. kiindulási állapot. energia nyereség. végállapot

TÖBBKOMPONENS RENDSZEREK FÁZISEGYENSÚLYAI II. Ismerjük fel, hogy többkomponens fázisegyensúlyokban a folyadék fázisnak kitüntetett szerepe van!

SZÁLLÍTÓ REPÜLŐGÉPEK GÁZTURBINÁS HAJTÓMŰVEI NYOMÁSVISZONYA NÖVELÉSÉNEK TERMIKUS PROBLÉMÁI

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

Kinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

v=k [A] a [B] b = 1 d [A] 3. 0 = [ ν J J, v = k J

Reakciókinetika. Fizikai kémia előadások biológusoknak 8. Turányi Tamás ELTE Kémiai Intézet. A reakciókinetika tárgya

Katalízis. Tungler Antal Emeritus professzor 2017

16_kinetika.pptx. Az elemi reakciók sztöchiometriai egyenletéből következik a reakciósebességi egyenletük. Pl.:

TÖBBKOMPONENS RENDSZEREK FÁZISEGYENSÚLYAI IV.

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

Speciális fluoreszcencia spektroszkópiai módszerek

ELEKTROKÉMIA GALVÁNCELLÁK ELEKTRÓDOK

6. HMÉRSÉKLETMÉRÉS. A mérés célja: ismerkedés a villamos elven mköd kontakthmérkkel; exponenciális folyamat idállandójának meghatározása.

Reakciókinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

Digitális Fourier-analizátorok (DFT - FFT)

Reakciókinetika és katalízis

Potenciális energia felület

4. változat. 2. Jelöld meg azt a részecskét, amely megőrzi az anyag összes kémiai tulajdonságait! A molekula; Б atom; В gyök; Г ion.

A gáz halmazállapot. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

Reakciókinetika és katalízis

Reakció kinetika és katalízis

Általános Kémia, BMEVESAA101

Kiegészítő részelőadás 2. Algebrai és transzcendens számok, nevezetes konstansok

Alkalmazás a makrókanónikus sokaságra: A fotongáz

Reakciókinetika és katalízis

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. Általános és szervetlen kémia 9. hét. Elızı héten elsajátítottuk, hogy

Általános Kémia, BMEVESAA101 Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár. Az anyag Készítette: Dr. Csonka Gábor egyetemi tanár,

A feladatok megoldásához csak a kiadott periódusos rendszer és számológép használható!

Jegyzet. Kémia, BMEVEAAAMM1 Műszaki menedzser hallgatók számára Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Dr Madarász János, egyetemi docens.

Diffúzió. Diffúzió sebessége: gáz > folyadék > szilárd (kötőerő)

Biofizika szeminárium. Diffúzió, ozmózis

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2011/2012. tanév. Kémia I. kategória 2. forduló. Megoldások

Reakciókinetika és katalízis

Kémiai egyensúlyok [CH 3 COOC 2 H 5 ].[H 2 O] [CH3 COOH].[C 2 H 5 OH] K = k1/ k2 = K: egyensúlyi állandó. Tömeghatás törvénye

Proporcionális hmérsékletszabályozás

A légköri sugárzás. Sugárzási törvények, légköri veszteségek, energiaháztartás

Transzportfolyamatok a biológiai rendszerekben

a. 35-ös tömegszámú izotópjában 18 neutron található. b. A 3. elektronhéján két vegyértékelektront tartalmaz. c. 2 mól atomjának tömege 32 g.

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 8. osztály. A versenyző jeligéje:... Megye:...

Határfelületi jelenségek. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 3. Általános anyagszerkezeti ismeretek. N m J 2

Makroszkópos tulajdonságok, jelenségek, közvetlenül mérhető mennyiségek leírásával foglalkozik (például: P, V, T, összetétel).

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

6. változat. 3. Jelöld meg a nem molekuláris szerkezetű anyagot! A SO 2 ; Б C 6 H 12 O 6 ; В NaBr; Г CO 2.

Fizikai kémia 2 Reakciókinetika házi feladatok 2016 ősz

OPTIKA. Fénykibocsátás mechanizmusa fényforrás típusok. Dr. Seres István

1 Műszaki hőtan Termodinamika. Ellenőrző kérdések-02 1

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Abszorpció, emlékeztetõ

Kémiai reakciók sebessége

1. Egyensúlyi pont, stabilitás

[S] v' [I] [1] Kompetitív gátlás

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

2011/2012 tavaszi félév 3. óra

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

Molekulák mozgásban a kémiai kinetika a környezetben

Határfelületi jelenségek. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 3. Általános anyagszerkezeti ismeretek E A J 2. N m

Az atom- olvasni. 1. ábra Az atom felépítése 1. Az atomot felépítő elemi részecskék. Proton, Jele: (p+) Neutron, Jele: (n o )

Készletek - Rendelési tételnagyság számítása -1

Tartalom. Történeti áttekintés A jelenség és mérése Modellek

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

Szabadentalpia nyomásfüggése

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

5. Laboratóriumi gyakorlat

Természetes vizek, keverékek mindig tartalmaznak oldott anyagokat! Írd le milyen természetes vizeket ismersz!

Számítástudományi Tanszék Eszterházy Károly Főiskola.

Bevezetés a lézeres anyagmegmunkálásba

7. osztály Hevesy verseny, megyei forduló, 2003.

Enzimkinetika. Enzimkinetika. Michaelis-Menten kinetika. Biomérnöki műveletek és folyamatok Környezetmérnöki MSc. 2. előadás: Enzimkinetika

Általános kémia vizsgakérdések

Axiomatikus felépítés az axiómák megalapozottságát a felépített elmélet teljesítképessége igazolja majd!

9. évfolyam feladatai

Drótos G.: Fejezetek az elméleti mechanikából 4. rész 1

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 7. osztály. A versenyz jeligéje:... Megye:...

A reakciósebesség fogalma A sebességmérés kísérleti módszerei

Reakciókinetika. Fizikai kémia előadások 9. Turányi Tamás ELTE Kémiai Intézet. A reakciókinetika tárgya

Munkagázok hatása a hegesztési technológiára és a hegesztési kötésre a CO 2 és a szilárdtest lézersugaras hegesztéseknél

Fizika-Biofizika I. DIFFÚZIÓ OZMÓZIS Október 22. Vig Andrea PTE ÁOK Biofizikai Intézet

Diffúzió 2003 március 28

9 gyak. Acél mangán tartalmának meghatározása UV-látható spektrofotometriás módszerrel

RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAH /2016 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Átírás:

ÖSSZETETT REAKCIÓK MECHANIZMUSA I. Györeació - Gyöö, atomo ombinációja, reombinációja semleges moleuláá. - Gyaorlatilag nem igényel ativálási energiát. - Azonban az ütözésü inetius energiája ismét szétlöheti a reatánsoat. - A reatánso fölös energiáját egy harmadi részecse X veheti fel, s eor a reació trimoleulássá váli: H + H + X H + X - X lehet maga a reacióedény fala is. A fal reaciósebességre gyaorolt hatását falhatásna nevezzü. Ez ülönösen isebb nyomásoon jellemz. Ugyanis a gyööne a falhoz ell diffundálni a reació végbemeneteléhez, s a özepes szabad úthossz fordítottan arányos a nyomással. Harmadrend reació Példa: nitrogén-monoxid oxidációja nitrogén-dioxiddá Sebességi egyenlete: NO + O NO d [ NO ] [ NO] [ O ] A reació trimoleulás? Nem, ugyanis eor a reació a szoásos Arrheniustípusú hmérsélet-függést mutatná. A reaciósebessség azonban csöen a hmérsélettel! A helyes mechanizmus ét lépésbl áll.. lépés: elegyensúly NO N O X/

A folyamat egyensúlyi állandója: K [ N O ] [ NO]. lépés: bimoleulás ütözés Sebessége: N O + O NO d [ NO ] [ N O ][ ] O. Az egyensúlyra vezet reació adataiból a dinitrogén-dioxid oncentrációját ifejezhetjü és behelyettesíthetjü a nitrogén-dioxid épzdéséne sebességi egyenletébe. d [ NO ] [ NO] [ ] K O. Mivel a dimerizáció exoterm lépés, ezért a hmérsélet növelése csöenti a reació egyensúlyi állandóját. Ezzel szemben Arrhenius-típusú hmérséletfüggést mutat. Azonban, ha K nagyobb mértében csöen a hmérsélettel, mint ahogy növeszi, aor a reaciósebesség összességében csöen a hmérsélettel. Ezt igazolja a tapasztalat. ÁBRA: RM. 8.. (részlet) X/

Pontosabb (és általánosabb) tárgyalás: összetett reació hmérséletfüggése Teintsü a összetett reaciósebességi együtthatót! E A exp RT A E A exp RT E exp RT A A A E exp E RT + E A Ha E tot E E + E > 0, aor a reació sebessége növeszi a hmérsélettel. tot E exp RT tot Ha E tot E E + E < 0, aor a reació sebessége csöen a hmérsélettel. Ebben az esetben az összetett reació ativálási energiája negatív! ÁBRA: Atins 5.9. X/

Enzimreació Michaelis-Menten mechanizmusa Mechanizmus egy onszeutív elegyensúly + bomlási reació reaciórendszert tételez fel, ahol nem hanyagolju el a öztitermé átalaulásána sebességét! E: enzim S: szubsztrátum ES: enzim-szubsztrátum omplex P: termé E + S ES P + E ÁBRA: Atins 5.4. X/4

A orábban levezetett egyenlete alapján használva a steady-state özelítést, ifejezzü az ES oncentrációt [ ES ] [ E][ S] +. Az enzim teljes oncentrációja: [E]+[ES][E] 0. Átrendezés után: [ ES ] + [ ES ] [ E] 0[ S] + [ S] ([ E] [ ES ])[ S] 0 +. [ E] [ S] + [ S] [ E] [ S] [ S] 0 0 K + M + ahol a Michaelis-állandó: + K M. A termé épzdéséne sebességi egyenletébe beírva: d d [ P] [ ES] [ P] [ E] 0[ S] K [ S] Az egyenlet alapján a termé eletezéséne sebessége egyenesen arányos az enzimoncentrációval. d M + [ P] [ S] [ ] [ E ] 0 K S A termé eletezéséne sebessége bonyolult apcsolatban áll a szubsztrátum oncentrációjával. M +., X/5

- Ha [S]>>K M aor [ P] [ E] 0[ S] [ E] 0[ S] [ ] [ ] [ E] 0 K + S S, d M s a inetia [S]-re nulladrend lesz. Eor olyan nagy S oncentrációja, hogy minden enzim ötött állapotban van. A sebesség független [S]-tl. Eor a maximális sebesség: v max E [ ] 0 ÁBRA: Atins 5.5. - Ha [S]<<K M, aor [ P] [ E] [ S] d 0 [ E] 0[ S] K K, azaz a sebesség egyenesen arányos [S]-sel. M X/6 M

A teljes sebességi egyenlet linearizálható a övetez alaba: d [ P] [ E] 0[ S] K [ S] M + v K M +. [ E] 0 [ S] [ E] 0 /v-t ábrázolva /[S] függvényében a meredeség K M /v max, a tengelymetszet /v max lesz. Ez a Lineweaver-Bur-ábrázolás. ÁBRA: Atins 5.6. Elnye, hogy az enzime gátlásána allosztérius vs. ompetitív jellege eldönthet az ábrázolásból. Az enzime tipius atalizátoro. Az enzime hatásána csöentését az enzime gátlásána nevezzü. A gátláso ét típusa az irreverzibilis gátlás és a reverzibilis gátlás. X/7

- Irreverzibilis gátlás A biológiai ativitás már nem állítható vissza a gátlás után. Ilyen hatáso: o Hezelés teljes térszerezet megváltioztatása o Kémiai átalaítás (elsdleges szerezet orlátozott bontása, atíx oldallánco ovalens módosítása) - Reverzibilis gátlás A atalizátor mödését gátló anyago, inhibitoro, oozzá. Ha az inhibitor és a szubsztrát vetéledi az enzim atív helyéért, azaz a ötés helye ugyanaz, a gátlás neve: ompetitív gátlás. Az enzimatius reació sebességét a szubsztrátum és az inhibitor oncentrációviszonyai szabjá meg. ÁBRA: Gomböt-Sajgó 85. ábra X/8

Ha a gátlószer és a szubsztrátum nem ugyanarra a helyre ötdi, aor nincs versengés, a gátlás nem-ompetitív. ÁBRA: Gomböt-Sajgó 86. ábra A nem-ompetitív gátláso özé tartozi az allosztérius gátlás. Ilyenor az inhibitor egy több alegységbl álló enzimre hatva megváltoztatja egy alegység szerezetét, s ez a változtatás gátlólag hat az összes többi alegységre. Negatív ooperációs hatásént is ismert a jelenség. X/9

Katalitius reació A atalizátor nem vesz részt a émiai reacióban, csa új potenciális energia ösvényeet nyit meg a reatáns völgybl a termée potenciális energia völgyébe, s ezáltal csöenti a reació ativálási energiáját. A reació során így csa a inetiai viszonyo változna meg, a termodinamiai tulajdonságo nem. Ha az A anyag átalaulását B anyaggá a C atalizátor atalizálja, azaz a atalízis egyenlete a A + C B + C alaú, aor általában a reaciósebességi egyenlet alaja: d[ A] r [ A][ C]. A atalizátor rendségéne (gyaran nem egész szám!) meghatározását a pszeudo-zérusrend módszerrel vagy a ezdeti sebessége módszerével lehet elvégezni. Megjegyzés: Mivel a atalizátor oncentrációja onstans, ezért az beolvasztható a sebességi együtthatóba. Speciális típusú atalitius reació az autoatalitius reació. Az autoatalitius reacióban a reació során épzdött anyag tölti be a atalizátor szerepét. Így például a sematius A B reacióra, ahol B atalizálja A bomlását aor a sebességi egyenlet egy lehetséges formája: d[ A] [ A][ B] A atalizátor oncentrációja nem onstans, nem olvasztható be a sebességi együtthatóba. X/0

Az autoatalitius reació egy inubációs id után felgyorsulna. A reació lassan ugyan, de például a jelen lév szennyez anyago hatására elindul, aztán a termé, a atalizátor, megjelenése után felgyorsul. ÁBRA: RM. 8.8. Példa: Az oxálsav és a álium-permanganát özötti reació, melyne bruttó egyenlete: KMnO 4 + 5C O 4 H + H SO 4 MnSO 4 + 0CO + 8H O + K SO 4 A reacióban a Mn + iono veszne részt atalizátorént. A atalizátor fázisától függen beszélhetün homogén és heterogén atalízisrl. - Homogén atalízis Ha a atalizátor azonos fázisban van a reatánsoal, homogén atalízisrl beszélün. Példa: CO + ½ O CO A atalizátor NO. A atalízis mechanizmusa: X/

NO + ½ O NO NO + CO CO + NO A reació vázlatos energia diagramja: ÁBRA: RM 8.. A szerves émiából jól ismert sav- vagy bázisatalízissal végbemen reació is a homogén atalitius reació özé tartozna. Savatalízis esetén a szubsztrátum egy protont vesz fel. Példa: észtere szolvolízise, eto-enol tautomerizáció. Bázisatalízis esetén a szubsztrátum ad le egy protont a atalizátorna. Példa: egyes izomerizációs, halogénezési reació. - Heterogén atalízis Ha a atalizátor egy mási fázisban van mint a reatánso, heterogén atalízisrl beszélün. Ld. heterogén reació inetiája. X/

Oszcillációs reació A reatánso, öztitermée és termée oncentrációja mind idben, mind térben periódiusan változna. Elfordulásu iparban, bioémiai rendszereben. - Idbeli periodicitás a biológiában: szívmödés - Térbeli periodicitás a biológiában: periódius mintázato ialaulása. Egy egyszer modell: A Lota-Volterra mechanizmus A émiai reació: A sebességi egyenlete: A + X X + X X + Y Y + Y Y B d[a] d[x] d[b] [A][X] [X][Y] [Y] - Az els ét reació autoatalitius. - A anyag oncentrációja állandó. Ezt ívülrl adagolással érjü el, vagy nagy feleslegben alalmazzu. - B nem vesz részt a inetiában. - X és Y oncentrációja a változó. - A differenciálegyenlete (általában numerius) megoldása [X] és [Y] idbeli függvényét adja. X/

- Kvalitatív értelmezés: o Ha A-ból X eletezi, aor A átalaulása felgyorsul (autoatalízis), X oncentrációja megn, A oncentrációja csöen. o A rendszerben is mennyiségben lév Y reagál X-szel, Y oncentrációja megn, X oncentrációja csöen. o Ha X oncentrációja csöen, csöen az els reació sebessége is, majd a másodié is. o Ha a másodi sebessége lecsöent, ismét lehetség van X termelésére az els reació által, s ezzel a cilus ezdetén vagyun. o Szemléltetés: oncentráció-id görbé vagy oncentrációoncentráció zárt görbé (trajetóriá). ÁBRA: Atins 6.., 6.4. További modelle: - brüsszelátor modell - oregonátor modell X/4

Térbeli mintázatépzdés, állóhullámo aor jönne létre, ha a reacióban részt vev anyago diffúziós együtthatója ülönböz. ÁBRA: Atins 6. X/5

Láncreació Ha egy reaciórendszerben az egyi reaciólépésben eletez öztitermé egy övetez reacióban újabb reatív öztiterméet hoz létre, aor láncmechanizmusról, láncreacióról beszélün. A láncreació szerezete: - láncindító lépés (termolízis vagy fotolízis révén): láncviv öztitermée eletezése - láncterjed lépés(e): a láncviv öztitermé új láncviv öztiterméet hoz létre - láncelágazó lépés: a láncviv öztitermé több új láncviv öztiterméet hoz létre - ésleltet (retardációs) lépés: a láncviv öztitermé reaciója egy orábban épzdött termémoleulával - lánclezáró (láncletör) lépése: láncviv reombinációja - inhibíciós lépés: inhibitor elvonja a láncvivt, például az edény fala a gyö típusú láncvivet. Példá:. lórdurranógáz, é fény inicializálásával H + Cl HCl / d[hcl] [H ][Cl ] [Cl ] + [HCl] X/6

. hidrogén-bromid épzdése H + Br HBr d[hbr] / [H ][Br ] [Br ] + [HBr] A ét reació energia diagramja: ÁBRA: RM 8.4. A Bodenstein elv használatána segítségével (a hidrogén- és brómatomora) a táblázatbeli reacióat figyelembe véve levezethet a ísérleti sebességi egyenlet! Ld. Atins és RM jegyzet. Hasonlóépp zajli a hidrogén-lorid épzdése, a hidrogén-jodidé azonban egy egyszer bimoleulás mechanizmus szerint játszódi le. X/7

. oxigén- és hidrogénmoleulá reaciója vízzé (durranógáz) lépés H H + H láncindítás H + O HO + O láncelágazás O + H HO + H láncelágazás HO + H H O + H láncviv lépés HO + H H O lánczáró lépés H + fal ½ H lánczáró lépés Láncreació jellemzésére alalmazott mennyisége:. lánchossz termémoleulá száma/láncindító lépése száma. elágazási tényez termé láncviv száma/iindulási láncviv száma Lánchossz az. és. példában 0 6 nagyságrend, míg az elágazási tényez. A durranógáz esetén az elágazási tényez nagyobb mint. A láncelágazáso jelentsen felgyorsítjá a reacióat, robbanásohoz vezethetne. Láncreació robbanáso Alaptípusai: - láncrobbanás: a láncviv gyöö számána ugrásszer növeedése miatt beövetez ugrásszer reació felgyorsulás. - termius robbanás: exoterm reació esetében a épzd h miatt a reaciósebesség ugrásszeren megnöveszi. A robbanáso beövetezése függ a rendszer hmérséletétl és nyomásától. A robbanási tartományo p-t diagramban ábrázolhatju. Ez a Szemjonovdiagram. X/8

ÁBRA: Atins. 6.. - is nyomásoon, is hmérséleteen a reació egyenletes sebességgel zajli (pl. láncviv hatástalanná válhatna a falhatás miatt) - adott hmérséleten a nyomás emelésével a rendszer eléri az els robbanási határt (a láncviv a fal elérése eltt újabb láncvivvel találozna, majd a lánc elágazi ) - a reació újra egyenletes sebességgel zajli a másodi robbanási határ fölött a hármas ütözése növev gyaorisága miatt: a gyöö a gázmoleuláal nem-elágazó reacióban veszne részt: A + B + M C + M - még nagyobb nyomásoon eljutun a harmadi robbanási határhoz, a termius robbanás határához. Ez a határ már az egyenes láncú láncreaciónál, st a nem-láncreaciós mechanizmusú homogén gázfázisú reaciónál is elfordulhat. Oa: az exoterm reacióban eletez h nem tud eltávozni a rendszerbl. X/9

Néhány további fogalom: Lángo: olyan robbanáso, ahol a reagáló gázo egy loalizált reaciózónában találozna. Tulajdonéppen álló robbanáso jönne létre. Nyomáshullámo: a láng terjedését gáztömege mozgása ísérheti, ami térben terjed ompressziós és expanziós folyamato eletezésével jár. Közönséges robbanás: a nyomáshullám terjedési sebessége néhány m/s. X/0

Oldatfázisban lejátszódó reació A reatánso találozási módjai jelentsen ülönbözne a gázfázistól.. ütözési szám jóval isebb mint gázfázisban. ha találozna a reatánso, több i töltene egymás özelében. alitahatás: ha a reatánso az oldószer-moleulá jelenléte miatt tartózodna egymás hatásörében. 4. az ativálási energiá (potenciálfelülete) is jelentsen eltérne a reatáns oldószer asszociációs omplexe ialaulása miatt. Oldatreació során lejátszódó reació sematius ábrázolás ÁBRA: Pilling-Seains 6.. X/

Egyszer inetiai modell Tételezzü fel egy ütözési omplex épzdését, melyre másodrend a sebességi egyenlet. A + B AB d[ab] [A][B] Az ütözési omplex bomlására és a omplexne terméé való átalaulására tételezzün fel pszeudoelsrend folyamatoat: AB A + B és d[ab] [AB] AB P d[ab] [AB]. Számítsu i AB omplex steady-state oncentrációját! Azaz [ AB] d [ A][ B] [ AB] [ AB] 0 [ AB] [ A][ ] +. B. A termé épzdéséne sebessége ahol [ A][ B] d[p] [AB] [ A][ B], +. + X/

A sebességi egyenlet ét határesetét ülönböztetjü meg.. Ha az AB részecsé szétválási sebessége soal isebb mint a terméé alaulás sebessége, azaz <<. Eor. d[p] [ A][ B] + [ A][ B] Eze a diffúziógátolt reació. Ugyanis a reació sebességét A és B diffúziójána sebessége szabja meg. Mivel gyöö, atomo reombinációja nem igényel ativálási energiát, ezért a gyöö egyesülése diffúziógátolt folyamat. A reació sebességi állandója iszámítható a reatánso diffúziós együtthatói ismeretében.. Ha az AB részecsé reaciója számottev ativálási energiát igényel, azaz, >>. Eor. Ez az elegyensúly esete. d[p] [ A][ B] K [ A][ B] Eze az energiagátolt reació. X/

Felületi reació inetiája - heterogén reació határfelületeen játszódna le - so reaciót atalizálna szilárd anyago, eze határfelületén zajli a reació - ipari jelentsége óriási A felületen adszorbeált részecsé energetiája, szerezete ÁBRA: Pilling-Seains 7.. X/4

Felületen lejátszódó reació lépései: - reatánso diffúziója a felülethez - adszorpció - émiai reació - deszorpció - termée távozása a felületrl esetleges további lépése: - nuleáció - ristálynöveedés - helvonás Két esetet vizsgálun meg részletesebben.. Oldatoban általában a diffúzió a sebesség-meghatározó lépés. Példa: MgO + HCl MgCl + H O, mely oldatfázisban a MgO felületén játszódi le. Fic I. törvényét felírva: dc dc DA. dx Az egyenletet egyszersítjü, anna feltételezésével, hogy létezi egy vastagságú oldatréteg a szilárd fázis felületén melyben a HCl oncentrációja a tömbfázisbeli [HCl] oncentrációról nullára csöen éppen a felületnél. Ezért vagyis elsrend inetiát észlelün. d[hcl] [HCl] DA DA [HCl], δ δ A reaciósebesség hmérséletfüggését a diffúziós együttható hmérséletfüggése szabja meg, mely szintén Arrhenius-típusú összefüggést szolgáltat. X/5

. Gázo esetén a felületi reació a sebesség-meghatározó lépés. Gázoban a diffúzió ugyanis soal gyorsabb mint folyadéoban. Azonban elször vizsgálju meg az adszorpciós-deszorpciós sebességeet. Az adszorpció egyenlete: A deszorpció egyenlete: A + hely A-hely A-hely A + hely. A sebességeet a felületi borítottsággal () írju fel. Felületi borítottság elfoglalt adszorpciós helye száma/összes adszorpciós helye száma (N) Az adszorpció sebessége: A deszorpció sebessége: dθ pn ( θ ) dθ Nθ. Egyensúlyban a ét sebesség azonos, amine alapján a felületi borítottságot iszámítva a Langmuir-izotermához jutun. vagy Kp θ, + Kp θ Kp, θ ahol K az adszorpció és a deszorpció sebességi állandóina aránya. Ha tehát a felületi émiai reació a leggátoltabb folyamat, aor a reaciósebesség a felületi borítottságtól függ. Unimoleulás reaciónál: A dn θ X/6

Beírva -t a Langmuir izotermából (mind a számlálót, mind a nevezt osztju K-val): dn p. A K + p Ha K << p aor A dn, azaz, a reació sebessége nem függ a felületi telítettségtl, a reació nulladrend lesz. Példa: foszfin bomlása izzó wolframszálon. A mási határesetben ( nyomással, s így K >> azaz a folyamat elsrend lesz. p ) a felületi borítottság egyenesen arányos a A dn Kp, A ét eset özött a Freundlich-izoterma használatos: s ebbl A θ K p, dn K p. Bimoleulás felületi reaciónál a reació sebességi egyenlete: A dn θ Aθ B, s a felületi borítottság nyomásfüggését mindét reatánsra ülön-ülön meg ell vizsgálni. X/7

Nem termius ativálású folyamato: fotoémia A reació végbemeneteléhez szüséges energiát nem a termius energia, azaz nem a részecsé ütözése, hmozgása oozza. Energiaforrás: fény, vagy más nagy energiájú foton, pl. radioatív sugárzásból. A fotoémiai reació feltétele: az illet moleula legyen épes fotont abszorbeálni. Enne feltétele, hogy a moleulána legyen olyan betöltött állapota, melyne gerjesztéséhez éppen a foton energiájával egyez energia szüséges. A vantummechania további orlátozásoat is felállít az egyes gerjesztési típusora, ezeet iválasztási szabályona nevezzü. A foton energiája: ahol h: Plac-állandó : frevencia c: fény terjedési sebessége váuumban : hullámhossz A fény energiatartományai: E hν, c ν. λ - λ 00 400 nm (UV) - λ 400 000 nm (látható) - λ 00 µm (IR) A fény elnyeléséne fenomenologius leírását a Lambert-Beer törvény adja. X/8

A fény hatására a moleulában történ változáso vázlata a Jablonsidiagram. ÁBRA: Pilling-Seains., Atins 6. X/9

A fotoémiai inetia legfontosabb fogalma a vantumhasznosítási tényez. Kvantumhasznosítási tényez () a folyamatban részt vev gerjesztett moleulá száma/az elnyelt fotono száma vagy Kvantumhasznosítási tényez () termé moleulá száma/ az elnyelt fotono száma Néhány folyamat: - Valódi fotoémiai folyamato Példa: az ezüst-bromid bomlása. - Ativálás Példa: lórmoleulá homolitius disszociációja é fény hatására, majd az azt övet láncreació hidrogénmoleuláal. 0 6 - Szenzibilizáció A szenzibilizátor részecse felveszi a foton energiáját, és épes azt más részecséne átadni. Ebben az értelemben fotoémiai atalizátor. - Lumineszcencia Fluoreszcencia, foszforeszcencia - Fotoszintézis Glüóz szintézise fény hatására szén-dioxidból és vízbl. - Hidrogén-jodid bomlása Ezen példá részleteit ld. a Riedel Milós jegyzetben. X/0

Fázisátalauláso sebessége Párolgás és lecsapódás sebessége Forrás sebessége Olvadás sebessége Oldódás sebessége Kristályosodás sebessége Megfontoláso, levezetése ld. Riedel M. jegyzet! X/