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

Hasonló dokumentumok
Reakciókinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

Kinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

Reakció kinetika és katalízis

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

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

Kémiai reakciók sebessége

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

Fizikai kémia 2 Reakciókinetika házi feladatok 2016 ősz

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

Gyors-kinetikai módszerek

Energia. Energia: munkavégző, vagy hőközlő képesség. Kinetikus energia: a mozgási energia

Reakciókinetika és katalízis

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

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

Reakciókinetika (Zrínyi Miklós jegyzete alapján)

Reakciókinetika és katalízis

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

REAKCIÓKINETIKA ÉS KATALÍZIS

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

Reakciókinetika és katalízis

Energia. Energiamegmaradás törvénye: Energia: munkavégző, vagy hőközlő képesség. Az energia nem keletkezik, nem is szűnik meg, csak átalakul.

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

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

Katalízis. Tungler Antal Emeritus professzor 2017

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

Kiralitás és homokiralitás

Az égés és a füstgáztisztítás kémiája

Az enzimműködés termodinamikai és szerkezeti alapjai

FIZIKA I. Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István

5. Laboratóriumi gyakorlat

Gergely Pál - Erdőd! Ferenc ALTALANOS KÉMIA

Kémia fogorvostan hallgatóknak Munkafüzet 11. hét

FOTOKÉMIAI REAKCIÓK, REAKCIÓKINETIKAI ALAPOK

Szabadentalpia nyomásfüggése

Általános kémia vizsgakérdések

Reakciókinetika és katalízis

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

Gyakorló feladatok a reakciókinetika témaköreihez

összetevője változatlan marad, a falra merőleges összetevő iránya ellenkezőjére változik, miközben nagysága ugyanakkora marad.

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

Kémiai reakciók. Kémiai reakció feltételei: Aktivált komplexum:

SZÁMOLÁSI FELADATOK. 2. Mekkora egy klíma teljesítménytényező maximális értéke, ha a szobában 20 C-ot akarunk elérni és kint 35 C van?

A kálium-permanganát és az oxálsav közötti reakció vizsgálata 9a. mérés B4.9

Kémiai reakciók mechanizmusa számítógépes szimulációval

17_reakciosebessegi_elmelet.pptx

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

Diffúzió. Diffúzió. Diffúzió. Különféle anyagi részecskék anyagon belüli helyváltoztatása Az anyag lehet gáznemű, folyékony vagy szilárd

Általános kémia képletgyűjtemény. Atomszerkezet Tömegszám (A) A = Z + N Rendszám (Z) Neutronok száma (N) Mólok száma (n)

Légköri termodinamika

Termokémia. Hess, Germain Henri ( ) A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

A csillagközi anyag. Interstellar medium (ISM) Bonyolult dinamika. turbulens áramlások MHD

ÁLTALÁNOS ÉS SZERVETLEN KÉMIA SZIGORLATI VIZSGAKÉRDÉSEK 2010/2011 TANÉVBEN ÁLTALÁNOS KÉMIA

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

Diffúzió 2003 március 28

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

A kálium-permanganát és az oxálsav közötti reakció vizsgálata

Anyagismeret 2016/17. Diffúzió. Dr. Mészáros István Diffúzió

Matematika gyógyszerészhallgatók számára. A kollokvium főtételei tanév

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

Ezt kell tudni a 2. ZH-n

Molekulák mozgásban a kémiai kinetika a környezetben

SPEKTROSZKÓPIA: Atomok, molekulák energiaállapotának megváltozásakor kibocsátott ill. elnyeld sugárzások vizsgálatával foglalkozik.

Fluidum-kőzet kölcsönhatás: megváltozik a kőzet és a fluidum összetétele és új egyensúlyi ásványparagenezis jön létre Székyné Fux V k álimetaszo

A metabolizmus energetikája

Alkalmazás a makrókanónikus sokaságra: A fotongáz

A kálium-permanganát és az oxálsav közötti reakció vizsgálata

DIFFÚZIÓ. BIOFIZIKA I Október 20. Bugyi Beáta

Szemináriumi feladatok (alap) I. félév

VEBI BIOMÉRÖKI MŰVELETEK KÖVETELMÉNYEK. Pécs Miklós: Vebi Biomérnöki műveletek. 1. előadás: Bevezetés és enzimkinetika

TANMENET FIZIKA. 10. osztály. Hőtan, elektromosságtan. Heti 2 óra

Molekuláris dinamika I. 10. előadás

CO 2 aktiválás - a hidrogén tárolásban

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1997

Reakciókinetika és katalízis

Modern Fizika Labor. 11. Spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: dec. 16. A mérés száma és címe: Értékelés: A beadás dátuma: dec. 21.

ENZIMKINETIKAI PARAMÉTEREK KÍSÉRLETI MEGHATÁROZÁSA

Fizika feladatok. 1. Feladatok a termodinamika tárgyköréből november 28. Hővezetés, hőterjedés sugárzással. Ideális gázok állapotegyenlete

Reakciókinetika és katalízis

Szentjánosbogár, trópusi halak, sarki fény Mi a közös a természet fénytüneményeiben?

1. Mi a folytonos anyagelmélet négy eleme? 2. Mi a Dalton-féle atomelmélet négy alaptétele (posztulátuma)? 3. Mi az SI mértékegység rendszer 7

Spontaneitás, entrópia

Radioaktív nyomjelzés

Kémiai reakciók 2 H 2 + O 2 = 2 H 2 O. Molekuláris szinten molekulamodellekkel:

Csillapított rezgés. a fékező erő miatt a mozgás energiája (mechanikai energia) disszipálódik. kváziperiódikus mozgás

A környezetszennyezés folyamatai anyagok migrációja

Robbanáselleni védelem alapelvei

1. változat. 4. Jelöld meg azt az oxidot, melynek megfelelője a vas(iii)-hidroxid! A FeO; Б Fe 2 O 3 ; В OF 2 ; Г Fe 3 O 4.

3. A kémiai reakciók sebessége

Általános Kémia, BMEVESAA101

FIZIKA I. Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István

Radioaktív lakótársunk, a radon. Horváth Ákos ELTE Atomfizikai Tanszék december 6.

4. A metil-acetát lúgos hidrolízise. Előkészítő előadás

VEBI BIOMÉRÖKI MŰVELETEK

1. Feladatok a termodinamika tárgyköréből

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

A kémiatudomány magyar klasszikusai

Speciális fluoreszcencia spektroszkópiai módszerek

ESR-spektrumok különbözı kísérleti körülmények között A számítógépes értékelés alapjai anizotróp kölcsönhatási tenzorok esetén

Szalay Péter (ELTE, Kémia Intézet) Szentjánosbogár, trópusi halak, sarki fény Mi a közös a természet fénytüneményeiben?

Tartalmi követelmények kémia tantárgyból az érettségin K Ö Z É P S Z I N T

Átírás:

Reakiókinetika aktiválási energia kiindulási állapot energia nyereség felszabaduló energia végállapot

Reakiókinetika kinetika: mozgástan reakiókinetika (kémiai kinetika): - reakiók időbeli leírása - reakiómehanizmusok - reakiódinamika (molekuláris szintű történés) Egy reakió előrehaladottságának mértéke: reakióextenzitás: (extent of reation; vagy reakiókoordináta.) Általános reakióra: n A A + n B B n C C + n D D, ahol n i : sztöhiometriai együttható n i (t) = n i (t=0) n i (t), ahol n i : mólszám reakiósebesség: 1 v( t) V d( t) 1 d[ A] 1 d[ B] 1 d[ C] 1 dt n dt n dt n dt n A B C D d[ D] dt ahol V: térfogat

n A A + n B B n C C + n D D A sebességi törvény Kémiai reakiók sebessége függ: Tapasztalati úton XIX század óta ismert: - résztvevő anyagok minősége - konentráiók - hőmérséklet - katalizátor / inhibitor v( t ) k[ A] [ B] ahol k: reakiósebességi együttható, a, b: reakiórendek (Nem sztöhiometriai együtthatók!) a + b: bruttó reakiórend Mivel a konentráiók időről-időre változnak, ezért a sebesség is változik! a t b t Vizsgáljuk meg a N 2 O 5 (g) 2NO 2 (g) + ½O 2 (g) reakió kiindulási reakiósebességét a kiindulási konentráiók függvényében! 1. kísérlet: v 0 k[ N2O5] 0

A sebességi törvény Befolyásolják-e a N 2 O 5 (g) 2NO 2 (g) + ½O 2 (g) reakió sebességét a termékek? 2. kísérlet: konentráió mérése az idő függvényében (EBBEN A KONKRÉT ESETBEN) NEM! v t ) k[ N O 2 ] ( 5 t Mi történik, ha 2N 2 O 5 (g) 4NO 2 (g) + O 2 (g) -ként írjuk fel a reakiót? SEMMI! (Kísérleti eredményt természetesen nem befolyásolja)

Kémiai reakiók sebessége ELEMI REAKCIÓK nem bonthatók egyszerűbb lépésekre Molekularitás: Unimolekulás reakió: egyetlen molekula átalakulása Bimolekulás reakió: két molekula átalakulása azok ütközése útján Trimolekulás reakió: ritka, mert több molekulának kell ütköznie Elemi reakiók rendűségét a reakió molekularitása határozza meg. Elsőrendű reakió sebessége (pl. A B vagy A B + C, iklopropán propén ) integrált reakióegyenletek (konentráiók időfüggése, az előzőbe behelyettesítve ellenőrizhető): kiindulásianyag termék ( t) felezési idő (t 1/2 ): ( t) 0 v( t) k ( t) 1 e 0 e kt kt kiindulási anyag / 0 1/ 2 ln( 1/ 2) kt1 / 2 t1 / 2 ln2 / k

Kémiai reakiók sebessége Elsőrendű reakiók: Nukleáris bomlások is elsőrendűek! Kormeghatározás a fenti egyenlet segítségével! 14 N + n 14 C + p Ha állandó a kozmikus sugárzás, akkor állandó a 14 C konentráiója a levegőben, emiatt az élőszervezetekben is! Az elpusztult állat/növény nem vesz fel több szenet a levegőből, a 14 C viszont bomlik, t 1/2 = 5730 év

Kémiai reakiók sebessége Másodrendű reakiók: 2A B (vagy A + B C) v( t) d A dt k megoldás ( integrált alak ): 2 A 1 A 1 A,0 kt t 1/ 2 1 k A Azaz időben változik!

Kémiai reakiók sebessége ÖSSZETETT REAKCIÓK - reakiómehanizmusok k Sorozatos kémiai reakiók: A 1 k B 2 C sebességmeghatározó lépés: B C sebességmeghatározó lépés: A B k 1 >k 2 k 1 <k 2 Párhuzamos kémiai reakiók: A B k A 2 C Egyensúlyi kémiai reakiók: A B Egyensúly beállta után: v K k 1 k 1 k 2 k 1A k2b 0 k k 1 2 Milyen arányban képződnek a termékek? k 1 : k 2 B A K: egyensúlyi állandó

Kémiai reakiók sebessége Összetett reakió, egyszerű rendűség N 2 O 5 NO 2 + NO 3 K=[NO 2 ][NO 3 ]/[N 2 O 5 ] gyors Sebesség NO 2 + NO 3 NO 2 + O 2 + NO k 2 lassú!! meghatározó lépés NO + NO 3 2NO 2 k 3 gyors v= k 2 [NO 2 ][NO 3 ] = k 2 K[N 2 O 5 ]!! Egészrend, mégsem elemi reakió! Tört kitevő: H 2 + Br 2 2HBr d[br 2 ] dt = - k[h 2 ][Br 2 ] 1/2 1+k'[HBr]/[Br 2 ]

Kémiai reakiók sebessége BONYOLULTABB ÖSSZETETT REAKCIÓK pl. hidrogén-bromid képződése (gyökös lánreakió) (a) lánindítás: 1 Br 2 M 2Br M (b) lánfolytatás: A részreakiók ismeretében a HBr képződési sebessége megadható: v 1 k 1 Br 2 M 2 Br H2 HBr H v 2 k 2 [Br][H 2 ] 3 H Br2 HBr Br v 3 k 3 [H][Br 2 ] () inhibíió: 4 H HBr H2 Br (d) lánvégződés: 5 2Br M Br2 M számítógépes modellezés d HBr d t v4 k 4 [H][HBr] v [Br] 2 M 5 k 5 k1 2 k2 [H2] Br2 k5 k4 [Br2 ] [HBr] k 3 3 2 tört kitevő! biztosan nem elemi reakió Hasonló gyökös reakiók: - légköri reakiók - égések (pl. H 2 égése és robbanása) lánelágazás:.h + O 2.OH + O O + H 2.OH +.H

Molekulák számaránya (f) Reakiósebesség hőmérsékletfüggése AB + C A + BC kiindulási anyagok aktiválási energia (szabadentalpia) G aktivált komplex termékek Reakiókoordináta A reakió végbe megy, ha az ütköző anyagok energiája eléri az aktiválási energiát. Maxwell-Boltzmann-eloszlás (Molekulás sebességeloszlása gázfázisban, lásd később) f ( v) ~ 2 k T e m v / B Energia /molekula Arrhenius-egyenlet: k Ae G / RT ahol k: reakiósebességi együttható A: preexponeniális tényező Arrhenius kísérleti úton utána : - ütközési elmélet - aktivált komplex elm.

Reakiósebesség hőmérsékletfüggése Lineáris skálán: Logaritmikus skálán (egy másik reakió) Ma már nem érdemes így illeszteni mérési adatokra! (Programok tudnak exponeniálisat illeszteni, a mérési hibák pedig nem ugyanakkorák a logaritmikus skálán!!!) Svante August Arrhenius (1859 1927) kémiai Nobel-díj: 1903

Katalízis és inhibíió Homogén katalízis: reaktánsok és katalizátor egy fázisban. Heterogén katalízis: külön fázisban (pl. felületi katalízis)

Szabadentalpia Katalízis: enzimek működése E + S ES EP P + E E: enzim S: szubsztrát P: termék kiindulási anyagok termékek Reakiókoordináta