|
 |
|
Zadatak je izračunati konstantu brzine reakcije broma s mravljom kiselinom. Podaci o koncentraciji broma i prosječnim brzinama reakcije u intervalima od 50 s su ponuđeni u tablici.Uvrštavam li u jednadžbu prosječnu brzinu reakcije ili moram odrediti trenutnu? Zašto se u jednadžbi brzina= k x konc.(A) kod reakcije prvog reda ,a onda i kod trećeg ne uzima u obzir promjena koncentracije tj. zar ne bih trebala dobiti različite vrijednosti konstanti za različite vremenske intervale jer se brzina mijenja pa onda to nije konstanta? Pozdrav.
|
|
Ime i prezime:
Tamara Vasilj
tammy_1@net.hr
|
 |
 |
Nakon svakodnevnih dosadnih pitanja tipa "recite mi sve o karboksilnim kiselinama", evo napokon jednoga zanimljivog pitanja. Nadam se da će biti još takvih.
Da bi se izračunala konstanta brzine neke reakcije, najprije je potrebno odrediti red te reakcije. Red reakcije se definira kao zbroj potencija u izrazu koji povezuje brzinu reakcije s koncentracijama sudionika u toj reakciji. Konkretno, pretpostavimo da imamo reakciju A + B + C → D + E +... i pretpostavimo da smo eksperimentalno utvrdili da brzina reakcije slijedi jednadžbu v = k ∙ [A]2 ∙ [C]3. Za tu je reakciju red reakcije 2 + 3 = 5, dakle, reakcija je petog reda. Da smo, kojim slučajem, eksperimentalno ustanovili da brzina gornje reakcije slijedi jednadžbu v = k ∙ [B]2, oda bi to bila reakcija drugoga reda. Pri tom nas uopće ne zanima zašto brzina slijedi baš taj, a ne neki drugi zakon. Red reakcije je, naprosto, eksperimentalno utvrđena činjenica.
Vratimo se na konkretan zadatak. U zadatku su zadane prosječne koncentracije broma i pripadne prosječne brzine reakcije u različitim vremenskim intervalima. Da je reakcija kojim slučajem nultog reda, onda bi prosječne brzine u svim vremenskim intervalima bile jednake, neovisno o koncentraciji broma, jer bi jednadžba koja povezuje brzinu s koncentracijama glasila v = k, tj. koncentracije reaktanata su "na nultu potenciju" (uoči da se ta jednadžba može zapisati i kao v = k ∙ [Br2]0). Budući da se brzina reakcije u promatranoj reakciji tijekom vremena mijenja, pretpostavit ćemo najprije da je to reakcija prvog reda. Iz jednadžbe za brzinu reakcije prvog reda v = k ∙ [Br2] (uoči da je [Br2] = [Br2]1) slijedi da bi se brzina reakcije trebala mijenjati proporcionalno s promjenom koncentracije broma, pri čemu je k konstanta te proporcionalnosti. Uvrstiš li u tu jednadžbu prosječne brzine reakcija i prosječne koncentracije broma, za različite bi vremenske intervale trebala dobiti istu (ili približno istu) konstantu, što kažeš da dobivaš (ako sam te dobro razumio), pa je to dokaz da je reakcija doista prvog reda. Da je reakcija kojim slučajem drugog reda, onda bi se brzina mijenjala proporcionalno s [Br2]2.
Evo još nekoliko zanimljivosti o redu reakcije:
Red reakcije ne mora biti niti pozitivan, a niti cijeli broj. Jednadžba brzine za neku reakciju može glasiti v = k ∙ [A]2,54 ∙ [B]-0,14. Red te reakcije je 2,54 - 0,14 = 2,4. Nadalje, u jednadžbi za red reakcije, osim reaktanata, mogu se pojaviti i produkti, pa tako brzina reakcije može ovisiti i o koncentraciji produk(a)ta. Ako je red reakcije s obzirom na produkt pozitivan, onda govorimo o autokatalizi. Ako je, pak, negativan, govorimo o inhibiciji produktom. Reakcije čija brzina pokazuje ovisnost o koncentraciji i reaktanata i produkata pokazuju neka vrlo neobična svojstva, konkretno, mogu imati oscilacijsku kinetiku, tj. koncentracije sudionika u reakciji mogu neko vrijeme oscilirati prije nego što se uspostavi ravnoteža. Tada govorimo o tzv. nelinearnim kinetikama. Ponašanje takvih reakcija ovisi o početnim uvjetima na kaotičan način, pa je to jedno područje kemije u kome se primijenjuje teorija kaosa. Mnoge biokemijske reakcije pokazuju takve kinetike. Smatra se da se oscilacijske pojave u biologiji (srčani ritam, oscilacije moždanih valova, ritam spavanja, reprodukcijski ciklusi i sl.) temelje upravo na takvim reakcijama. Postoje vrlo lijepi demonstracijski pokusi koji prikazuju obojene reakcije s nelinearnom kinetikom, npr. reakcija Belousova i Žabotinskog. Nelinearne kinetike spadaju u najzanimljivija područja suvremene kemije.
Eto, ja sam se podosta raspisao, a zapravo o tome bi se dalo još puno više napisati... Nadam se da sam ti pomogao u rješavanju zadatka. Ako imaš još pitanja, javi se ponovno. Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Tomislav Portada
tportad@irb.hr
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
