ZINETIKA KIMIKOA

ZINETIKA KIMIKOAZINETIKA KIMIKOA

EdukiakEdukiak• Erreakzio abiaduraErreakzio abiadura

– Zinetika kimikoaren helburuaZinetika kimikoaren helburua– Kontzeptua eta neurketaKontzeptua eta neurketa– Batez besteko eta aldiuneko abiadurak.Batez besteko eta aldiuneko abiadurak.

• Erreakzioaren abiadura ekuazioa Erreakzioaren abiadura ekuazioa – Erreakzio ordena eta abiadura konstantea : kalkulu esperimentalaErreakzio ordena eta abiadura konstantea : kalkulu esperimentala

• Zero , lehen eta bigarren ordenako zinetikak.Zero , lehen eta bigarren ordenako zinetikak.• Erreakzio kimikoen teoria : Aktibazio energiaErreakzio kimikoen teoria : Aktibazio energia• Erreakzio abiaduran eragiten duten faktoreakErreakzio abiaduran eragiten duten faktoreak

– Erreaktiboen izaera eta egoera fisikoaErreaktiboen izaera eta egoera fisikoa– Erreaktiboen kontzentrazioaErreaktiboen kontzentrazioa– TenperaturaTenperatura

• Erreakzio mekanismoak.Erreakzio mekanismoak.– Prozesu elementalak (funtsezko erreakzioak)Prozesu elementalak (funtsezko erreakzioak)– MolekularitateaMolekularitatea

• KatalisiaKatalisia– HomogeneoaHomogeneoa– HeterogeneoaHeterogeneoa– EntzimatikoaEntzimatikoa

Erreakzio Erreakzio abiaduraabiadura

Erreakzio abiadura : kontzeptuaErreakzio abiadura : kontzeptua

• Erreakzio ematen deneko azkartasuna adierazten duErreakzio ematen deneko azkartasuna adierazten du• Erreakzio guztietan,denboran zehar, erreaktiboak Erreakzio guztietan,denboran zehar, erreaktiboak

kontsumitu eta produktuak eratzen dira.kontsumitu eta produktuak eratzen dira.– Erreaktiboen kontzentrazioak jaitsiz denboran zehar.Erreaktiboen kontzentrazioak jaitsiz denboran zehar.– Produktuen kontzentrazioak igoz denborarekin batera.Produktuen kontzentrazioak igoz denborarekin batera.

• Abiadura erreakzioaren mekanismoaren menpe dago Abiadura erreakzioaren mekanismoaren menpe dago (erreakzio globala osatzen dute pauso indibidualak)(erreakzio globala osatzen dute pauso indibidualak)– Erreakzio Erreakzio abiaduraren neurketakabiaduraren neurketak erreakzio erreakzio mekanismoen mekanismoen

ezagutza bideratzenezagutza bideratzen du. du.– Mekanismoa ezagutuz abiadura aldaketa bidera dezakegu komeni Mekanismoa ezagutuz abiadura aldaketa bidera dezakegu komeni

zaigun bidetik.zaigun bidetik.

Adibidez.:Adibidez.: Zer egin ozonoaren zulaketan eragiten duen erreakzio Zer egin ozonoaren zulaketan eragiten duen erreakzio abiadura moteltzeko?.abiadura moteltzeko?.

Erreakzio abiadura: kontzeptuaErreakzio abiadura: kontzeptua

2 2 2 2

1

2H O H O O

denbora(s) [H2O2] (M) [H2O] (M) [O2] (M)

0400

2,321,72

00,60

00,30

H2O2-ren deskonposizio abiadura : 1,72 2,32 M

400 s

0,0015 M/s

(kontzentrazioa 0,0015 mol/l jaisten da segundo bakoitzeko)

2 2Δ H O

t

H2O-ren formazioaren abiadura: 0,60 0 M

400 s

0,0015 M/s

(kontzentrazioa 0,0015 mol/l igotzen da segundo bakoitzeko)

2Δ H O

t

O2-ren formazioaren abiadura: 0,30 0 M

400 s

0,00075 M/s

(kontzentrazioa 0,00075 mol/l) igotzen da segundo bakoitzeko

2Δ O

t

Denbora bitarte honetan :

Ba al dago abiadura adierazpenik erreferentzi substantziaren menpe ez dagoenik?


2 2 2 2

1

2H O H O O

denbora (s) [H2O2] (M) [H2O] (M) [O2] (M)

0400

2,321,72

00,60

00,30

Erreakzio abiadura :

0,0015 M/s

2 2Δ H O

t

0,0015 M/s

2Δ H O

Δ t

Pasatzen den segundu bakoitzeko:

2Δ O

t

Denbora bitarte honetan:

1,72 2,32 M

400 s

0,60 0 M

400 s

0,30 0 M1

1/ 2 400 s

0,0015 M/s

H2O2-ren kontzentrazioa jaitsi egiten da 1 x 0,0015 mol/l

H2O-ren kontzentrazioa igo egiten da 1 x 0,0015 mol/l

O2-ren kontzentrazioa igo egiten da 1/2 x 0,0015 mol/l

1

1/ 2


A B G Ha b g h

Δ A1

a t

v

Δ1 B

b t

Δ G1

g t

Δ H1

h t

Denbora bitarte baten:

Aldiunean : 0t A1

t

d

a dv

1 d B

b d t

G1 d

g d t

H1 d

h d t

Erreakzio abiadura : neurketaErreakzio abiadura : neurketa

2 2 2 2

1

2H O H O O

denbora (s) [H2O2] (M)

0

400

2,32

1,72

800 1,30

1200 0,98

1600 0,73

2000 0,54

2400 0,39

2800 0,28

Δt (s) Δ[H2O2] (M)

400

400

400

400

400

400

400

-0,60

-0,42

-0,32

-0,25

-0,19

-0,15

-0,11

v (M/s)

0,0015

0,0011

0,00080

0,00063

0,00048

0,00038

0,00028

AbiaduraAbiaduraekuazioaekuazioa

Abiadura ekuazioaAbiadura ekuazioa

• Abiadura ekuazioa edo ekuazio zinetikoaAbiadura ekuazioa edo ekuazio zinetikoa– Adierazpen enpiriko honek erreakzio abiadura eta erreakzioan parte Adierazpen enpiriko honek erreakzio abiadura eta erreakzioan parte

hartzen duten konposatuen kontzentrazioak erlazionatzen ditu.hartzen duten konposatuen kontzentrazioak erlazionatzen ditu.

A B G Ha b g h v Am n

k B

• Erreakzio ordenaErreakzio ordena

– m, n, ... m, n, ... : erreakzio ordena A, B, ... rekiko: erreakzio ordena A, B, ... rekiko• Normalean, zenbaki osoak dira, positibo eta txikiak dira: 0, 1, 2Normalean, zenbaki osoak dira, positibo eta txikiak dira: 0, 1, 2

– adib.: zero ordenakoa B-rekiko; bigarren ordenakoa A-rekiko eta lehen ordenako B-adib.: zero ordenakoa B-rekiko; bigarren ordenakoa A-rekiko eta lehen ordenako B-rekiko; etab...rekiko; etab...

• Noiz edo noiz, negatiboak edo zatikiak izan daitezke.Noiz edo noiz, negatiboak edo zatikiak izan daitezke.• EZ daude erlazionatuta erreakzio globalaren koefiziente estekiometrikoekinEZ daude erlazionatuta erreakzio globalaren koefiziente estekiometrikoekin

– mm eta eta aa EZ daude zertan bat etorri ; ez eta EZ daude zertan bat etorri ; ez eta n etan eta bb ere; etab. ere; etab.• Bat datoz, soilik, pauso bakarrean ematen diren erreakzioetan (erreakzio Bat datoz, soilik, pauso bakarrean ematen diren erreakzioetan (erreakzio

elementalak/futsezkoak)elementalak/futsezkoak)

– mm++nn+...+... : erreakzio ordena osoa edo globala : erreakzio ordena osoa edo globala


A B G Ha b g h v Am n

k B

• Abiadura konstantea edo konstante zinetikoa : Abiadura konstantea edo konstante zinetikoa : kk – Erreakzioaren, Erreakzioaren, katalizatzaileenkatalizatzaileen eta eta tenperaturarentenperaturaren menpe dago. menpe dago.– Bere balioak erreakzioa motela edo azkarra den adieraziko digu.Bere balioak erreakzioa motela edo azkarra den adieraziko digu.

– Bere unitateak erreakzioaren ordenaren menpe daude.Bere unitateak erreakzioaren ordenaren menpe daude.

• Abiadura ekuazioa edo ekuazio zinetikoaAbiadura ekuazioa edo ekuazio zinetikoa– Adierazpen enpiriko honek erreakzio abiadura eta erreakzioan Adierazpen enpiriko honek erreakzio abiadura eta erreakzioan

parte hartzen duten konposatuen kontzentrazioak erlazionatzen parte hartzen duten konposatuen kontzentrazioak erlazionatzen ditu.ditu.


AdibideakAdibideak

– H2O2-rekiko ordena 1 da; ordena globala ere 1 da.

– H2O2-rekiko lehen ordenako erreakzioa eta globalarekiko ere bai.

2 2 2 2

1

2H O H O O 2 2v k H O

– NH3-rekiko ordena 0 da; ordena globala ere 0 da.

– NH3-rekiko zero ordenakoa eta globalarekiko ere bai.

3 2 22 3NH N H v k

– NO2-rekiko ordena 1 da . F2-rekiko ere 1 da; ordena globala 2 da.

– Erreakzio osoa bigarren ordenakoa eta NO2 eta F2-rekiko lehen ordenakoa.

2 2 22 2NO F NO F 2 2v k NO F


Adibidea: 600 K-etan, NO2ren deskonposizioa bigarren ordenakoa da, abiadura 2,0×10-3 mol L-1 s-1 delarik NO2-ren kontzentrazioa 0,080 M denean. a) Idatzi abiadura ekuazioa. b) Kalkulatu abiadura konstantea. Zeintzuk dira bere unitateak? c) Zein da abiadura NO2-ren kontzentrazioa 0,020 M denean?

2 2 2

1

2NO N O 2

2v k NO

2

2

vk

NO

3 1

2 2

2,0 10

0,080

M s

M

1 1 1 10,31 0,31M s mol l s

2

2v k NO 21 10,31 0,020M s M 4 11,2 10 M s

Abiadura ekuazioaren determinaketa : Abiadura ekuazioaren determinaketa : hasierako abiaduraren metodoahasierako abiaduraren metodoa

• 1. pausoa: Erreaktiboen kontzentrazio egokiak aukeratuz, erreakzio 1. pausoa: Erreaktiboen kontzentrazio egokiak aukeratuz, erreakzio ordenak kalkulatuko ditugu hasierako aldiunean.ordenak kalkulatuko ditugu hasierako aldiunean.– Erreakzio ordenak ez du zer ikusirik denbora eta kontzentrazioekin.Erreakzio ordenak ez du zer ikusirik denbora eta kontzentrazioekin.– Erreaktibo baten kontzentrazioan bereizten direnErreaktibo baten kontzentrazioan bereizten diren bi erreakzio bi erreakzio

nahasteen nahasteen hasierako abiaduren arteko erlazioakhasierako abiaduren arteko erlazioak erakutsiko digu erakutsiko digu zein den erreakzio ordena erreaktibo horrekiko. zein den erreakzio ordena erreaktibo horrekiko.

• 2. pausoa: Abiadura konstantea kalkulatu 1.pausoan egindako 2. pausoa: Abiadura konstantea kalkulatu 1.pausoan egindako saiakera bateko kontzentrazio eta hasierako abiaduraren balioak saiakera bateko kontzentrazio eta hasierako abiaduraren balioak erabiliz.erabiliz.– Abiadura konstantea denbora eta kontzentrazioekiko independientea da.Abiadura konstantea denbora eta kontzentrazioekiko independientea da.

Abaidura ekuazioaren determinaketa: Abaidura ekuazioaren determinaketa: hasierako abiaduren metodoahasierako abiaduren metodoa

22 2 4 2 2 22 ( ) ( ) 2 ( ) 2 ( ) ( )HgCl aq C O aq Cl aq CO g Hg Cl s Adibidea :

22 2 4v

nmk HgCl C O

2 /HgCl M 22 4 /C O M Saiak.

1 0,105 0,15 51,78 102 0,105 0,30 57,12 103 0,0525 0,30 53,56 10

2

1

v

v

22 42 2 2

22 2 41 1

nmC OHgCl

HgCl C O

22 4 2

22 4 1

n

C O

C O

7,12 0,30

1,78 0,12

n

4,00 2,0n 2n

2

3

v

v

22 42 2 2

22 2 43 3

nmC OHgCl

HgCl C O

2 2

2 3

nHgCl

HgCl

7,12 0,105

3,56 0,0525

n

2,00 2,00m 1m

nm

1

222 2 41 1

vk

HgCl C O

5 1

2

1,78 10 min

0,105 0,15

M

M M

3 2 17,5 10 mink M

VVhasiera hasiera / / MM min min-1-1

MM : mol/L : mol/L

11,350,50,253

5,670,250,502

1 2,830,250,25

Esperientzia v (mol·L–1·s–1)[H2O] (mol/L)[CH3-Cl] (mol/L)


AdibideaAdibidea:: Kalkulatu ondo erreakzioaren ordenaKalkulatu ondo erreakzioaren ordena : :

CHCH33-Cl (g) + H-Cl (g) + H22O (g) O (g) CH CH33-OH (g) + HCl (g)-OH (g) + HCl (g)

ondoko taulan dituzuen datuak erabiliz. ondoko taulan dituzuen datuak erabiliz.

v = k · [CHv = k · [CH33-Cl -Cl mm · [H · [H22OOnn

v = k · [CHv = k · [CH33-Cl -Cl mm · [H · [H22OOnn

1 eta 2 esperientzietan1 eta 2 esperientzietan [H [H22OO-ren kontzentrazioa ez da aldatzen, beraz, -ren kontzentrazioa ez da aldatzen, beraz, abiadura aldaketa, [CHabiadura aldaketa, [CH33-Cl -Cl -ren aldaketari dagokio. -ren aldaketari dagokio. [CH [CH33-Cl] bikoizterakoan -Cl] bikoizterakoan abiadura bikoiztuabiadura bikoiztu egiten denez, CH egiten denez, CH33-Cl-rekiko erreakzio ordena -Cl-rekiko erreakzio ordena “1” “1” izango izango da.da.

1 eta 31 eta 3 esperientzietanesperientzietan [CH [CH33-Cl-Cl-ren kontzentrazioa ez da aldatzen;beraz, -ren kontzentrazioa ez da aldatzen;beraz,

abiadura aldaketa [Habiadura aldaketa [H22OO-ri sor zaio. [-ri sor zaio. [HH22OO bikoizterakoanbikoizterakoan abiaduraabiadura laukoiztulaukoiztu egiten denez Hegiten denez H22O-rekiko erreakzio ordena O-rekiko erreakzio ordena “2” “2” izango da.izango da.

v = k · [CHv = k · [CH33-Cl -Cl · [H · [H22OO22

Eta erreakzioaren ordena osoa Eta erreakzioaren ordena osoa “3”“3” izango da. “k”-ren balioa edozein izango da. “k”-ren balioa edozein saiakerako datuak erabiliz lortzen da : saiakerako datuak erabiliz lortzen da : 181’4 mol181’4 mol–2–2ll22ss –1 –1..


Erreakzio kimikoen teoria : Erreakzio kimikoen teoria :

aktibazio energiaaktibazio energia

Erreakzio kimikoen teoriaErreakzio kimikoen teoria

• Talken teoria– Molekulak talka egiten dute.

• Gasetan, talka maiztasuna oso oso handia da: 1030 talka/seg inguru.• Talka guztiak erreakzioa emango balute, erreakzio abiadura ikaragarriak lirateke, 106 M/s

ingurukoak; errealitatean, askoz ere txikiagoak dira.

– Aktibazio energia : • Erreakzioa emateko erreaktibo molekulak izan behar duten energia mimimoa. • Erreakzioa, soilkik, aktibazio energia baino energia handiago duten molekulen

arteko talkek eman dezakete.• Orientazio egokia duten molekulen arteko talkak izango dira, soilik,

eraginkorrak.

• Trantsizio egoeraren teoria– Talka eraginkorretan bitarteko espezie kimikoa sortzen da, konplexu

aktibatua, energia handikoa eta egoera ezegonkorra duena (trantsizio egoera).

– Konplexu aktibatu hau deskonposatu egingo da ,produktuak sortuz edo hasierako erreaktiboetara itzuliz.

– Trantsizio egoera eta erreaktiboen arteko energia diferentzia aktibazio energia da.

Talka eraginkoarrak eta ez-eraginkorrakTalka eraginkoarrak eta ez-eraginkorrak

Talka ez-eraginkorra: energia zinetiko txikiegia

Talka eraginkorra : energia zinetiko nahikoa eta orientazio egokia.

Talka ez-eraginkorra : energia zinetiko nahikoa baina orientazio desegokia

Talken orientazioaTalken orientazioa

Konplexu aktibatuaKonplexu aktibatua

Aktibazio energiaAktibazio energia

2N O NO

2 2N NO

erreaktiboak

produktuak

Erreakzio koordenatuak

En

erg

ia (

kJ)

trantsizio egoera

ΔE≈ΔH

2N O NO

+209 kJ

+348 kJ

-139 kJ

Ea (zuzena)

Ea (alderan.)

Aktibazio energia: erreakzioaren perfilaAktibazio energia: erreakzioaren perfila

erreaktiboak

erreaktiboak

produktuak

produktuak Aktibazio energia

Erreakzio entalpia (H)

Entalpia

Konplexu aktibatua Konplexu aktibatua

Erreakzio abiaduran eragiten duten faktoreakErreakzio abiaduran eragiten duten faktoreak

• Erreakzio kimikoaren abiaduran eragiten duten Erreakzio kimikoaren abiaduran eragiten duten faktore garrantzitsuenak :faktore garrantzitsuenak :

– Erreaktiboen izaera eta egoera fisikoaErreaktiboen izaera eta egoera fisikoa– Erreaktiboen kontzentrazioaErreaktiboen kontzentrazioa– TenperaturaTenperatura– KatalizatzaileakKatalizatzaileak

Abiaduran eragiten duten faktoreak.Abiaduran eragiten duten faktoreak.

• Erreaktiboen izaeraErreaktiboen izaera– Substantzia batzuk beste batzuk baino askoz ere Substantzia batzuk beste batzuk baino askoz ere

azkarrago erreakzionatzen dute. Horrela azkarrago erreakzionatzen dute. Horrela sodioasodioa (ionizazio energia txikia) oso erraz oxidatzen eta (ionizazio energia txikia) oso erraz oxidatzen eta urreaurrea oso zila da oxidatzea(ionizazio energia handia).oso zila da oxidatzea(ionizazio energia handia).

– Lotura kobalentezLotura kobalentez elkarturiko atomoz osatutako elkarturiko atomoz osatutako substantzia molekularrak astiroago erreakzionatzen substantzia molekularrak astiroago erreakzionatzen dute, dute, lotura ionikozlotura ionikoz osaturiko substantziak baino. osaturiko substantziak baino.

Química (1S, Grado Biología, G12) UAM 2009/10 4. Cinética química

28

• Erreaktiboen egoera fisikoaErreaktiboen egoera fisikoa– Erreaktiboak Erreaktiboak gasakgasak badira edo badira edo disoluzioandisoluzioan badaude erreakzioa badaude erreakzioa

azkarazkar gertatzen da. Gas egoeran molekulen arteko talka kopurua gertatzen da. Gas egoeran molekulen arteko talka kopurua oso handia da eta horregatik erreakzioak azkarragoak diraoso handia da eta horregatik erreakzioak azkarragoak dira

– Egoera Egoera solidoansolidoan erreakzioak erreakzioak motelakmotelak dira(apenas dago dira(apenas dago kontakturik erreaktibo partikulen artean).kontakturik erreaktibo partikulen artean).

– Erreakzio heterogeneoetan ukipen gainazalak eragin handia du erreakzioaren abiaduran.Substantzia solidoak, zatiketa mailaren arabera, abiadura asko aldatzea lor dezakete . Adibidez, Zerrautsak enbor lodiak baino errazago su hartzen du.

– Ur disoluzioan, orokorrean, erreakzioak azkarrak izaten dira.Zilar nitratoak sodio kloruroarekin,solido egoeran ez du erreakzionatzen , disolbatuta, ordea, erreakzioa bat-batean ematen da.

Abiaduran eragiten duten faktoreak.Abiaduran eragiten duten faktoreak.

Abiaduran eragiten duten faktoreakAbiaduran eragiten duten faktoreak

• Erreaktiboen kontzentrazioaErreaktiboen kontzentrazioa– Erreakzio abiadura igo egiten da erreaktiboen kontzentrazioarekin, Erreakzio abiadura igo egiten da erreaktiboen kontzentrazioarekin,

bolumen unitateko partikula kopurua igo egiten baita eta honekin bolumen unitateko partikula kopurua igo egiten baita eta honekin batera beraien arteko talka kopurua.batera beraien arteko talka kopurua.

Abiadura konstantearen menpekotasuna Abiadura konstantearen menpekotasuna tenperaturarekikotenperaturarekiko

• Oharra: Erreakzioaren abiadura T-rekin igo egiten da.• Esperientziak erakusten du tenperatura igotzean erreakzio abiadura igo

egiten dela. Orokorrean, erreakzioaren tenperatura 10ºC-z igotzean abiadura bikoiztu egiten da.

• Arrhenius-en legea (1889): nahikoa hurbiltasunez, esan daiteke erreakzio gehienen abiadura konstantea igo egiten dela T-rekin ondoko erara:

aE RTk A e

22

ln ln ;aEk A

RT 1

1

ln ln aEk A

RT

2 12 1

1 1ln ln aE

k kR T T

2

1 2 1

1 1ln aEk

k R T T

ln ln aEk A

RT

1 T

ln k

2

1

lnk

k

2 1

1 1

T T

aE

RMalda :

Abiadura konstantearen menpekotasuna Abiadura konstantearen menpekotasuna tenperaturarekiko tenperaturarekiko

Adibidea : Kalkulatu erreakzio baten aktibazio energia, jakinik bere

abiadura konstantea 298K-tan k=3,46x10-5 s-1 dela eta 305 K-etan

k=9,63x10-5 s-1 . 5 1

5 1

9,63 10 1 1ln

3,46 10 305 298aEs

s R K K

5 11,023615 7,7016 10aE

KR

1 15

1,0236158,3145 111 /

7,7016 10aE K JK mol kJ mol

Adibidea :Kalkulatu abiadura konstantea 305 k-etan, bere balioa 298K

k=3,46x10-5 s-1 bada eta bere aktibazio energia de 111 kJ/mol. 3 1

25 1 1 1

111 10 1 1ln

3,46 10 8,3145 305 298

k J mol

s JK mol K K

1,028241

1,02824125 13,46 10

ke

s 5 1

2 9,67 10k s

Erreakzio mekanismoakErreakzio mekanismoak

• Erreakzio mekanismoa : erreakzio globala osatzen duten prozesu elementalak(edo funtsezkoak)– Erreakzio globalaren estekiometriarekiko koherentea izan behar du.– Abiadura ekuazio esperimentalekiko koherentea izan behar du.

• Prozesu elementalak edo funtsezkoak: etapa bakarrean ematen diren aldaketa kimikoak.– Molekularitatea: prozesu elementaleko trantsizio egoeraren eraketan

parte hartzen duen molekula kopurua.– Prozesu elementalak unimolekularrak edo bimolekularrak izaten dira

(hiru edo molekula gehiagoren talka eraginkorra oso oso arraroak lirateke)– Erreakzio globalean ez bezala, prozesu elementaletan abiadura

ekuazioko kontzentrazioen berratzaileak bat datoz koefiziente estekiometrikoekin.

– Badaude bitarteko espezie kimikoak, erreaktibo edo produktu ez direnak, prozesu elemental batean sortzen direnak eta beste batean kontsumitu. Bitarteko espezie hauek ezin dira agertu erreakzio globalaren ekuazioan.

– Prozesu elemental bat besteak baino motelagoa bada, erreakzio globalaren abiaduraren etapa determinatzailea izango da.

Erreakzio mekanismoaErreakzio mekanismoa


Erreaktiboak ProduktuakBitartekoak

etapaazkarra

etapamotela

Erreakzio-perfila


Kasua : Mekanismoak, paso motela eta jarraian azkarra

2 22 2H ICl I HCl 2v k H IClesperimentalki:

2H ICl HI HCl

2HI ICl I HCl

2 22 2H ICl I HCl

Etapa1, motela:

Etapa2, azkarra:

estekiometria OK

1 1 2v k H ICl

2 2v k HI ICl

1 2v k H ICl

Etapa determinatzailea

Abiadura ekuazio esperimentala OK

Bigarren etapa emateko HI sortu behar da lehenengoan. Bigarren prozesua azkarragoa izanik,HI sortu bezain pronto bigarrenean kontsumitzen da. Horregatik 1.prozesuak, hau da motelenak, mugatzen du erreakzio globalaren abiadura. Beraz, erreakzio globala H2 –arekiko lehen ordenakoa da eta ICl-arekiko bigarren ordenakoa.


Kasua: Mekanismoak, paso motela eta jarraian azkarra 2 22 2H ICl I HCl 2v k H IClesperimentalki:

Ea


En

erg

ia (

kJ)

2 2H IClerreaktiboak

2 2I HClproduktuak

2PE1: H ICl HI HCl

PE1-en trantsizio egoera

PE2-ren trantsizio egoera

HI HCl ICl bitartekoa

2PE2 : HI ICl I HCl

PE :prozesu elementalaPE :prozesu elementala

KatalisiaKatalisia

KatalisiaKatalisia

• Katalizatzailea: erreaktibo edo produktu ez den substantzia, iraunkorki aldatu gabe erreakzioan parte hartzen duena, honen abiadura aldatuz. – Erreakzioaren mekanismoa aldatzen du.– Aktibazio energia jaisten du

• Trantsizio egoera desberdina sorrarazten du, energia txikiagokoa.

– Ez du aldatzen erreakzioaren entalpia eta entropia• Ez du aldatzen erreakzioaren espontaneitatea.

– Katalizatzaileak izan daitezke:• Positiboak : erreakzio abiadura igo egiten dute.• Negatiboak : erreakzioen abiadura moteldu egiten dute.

KatalisiaKatalisia

H

EA katalizatzaile gabeEnergia


erreaktiboak

produktuak

EA katalizatzailearekin

Katalisia homogeneoaKatalisia homogeneoa

• Katalisi homogeneoa: katalizatzailea, erreaktibo eta produktuen fase berean dago.– Adibidea: H2O2-ren deskonposizioa I-ak katalizatuz (Bromo(l) ere erabil

daiteke katalizatzaile gisa)

2 2 2H O I OI H O

2 2 2 2H O OI H O I O

2 2 2 22 2H O H O O

Pauso1, motela:

Pauso2,azkarra:

1 1 2 2v k H O I

1k I k

Paso determinatzailea

PE2 azkarragoa izatean, I- desagertzean PE1-ean, berehala agertzen da PE2-ren bitartez, I- -ren kontzentrazioa konstante mantenduz.

1 2 2v v k H O

Kasu honetan, I—k katalizatutako erreakzioa lehen ordenakoa da,katalizatua ez dena ere bai, baina lehenengoan abiadura konstantea askoz ere handiagoa da. Gainera, katalizatua katalizatzailearen kontzentrazioarekin igotzen da, kasu honetan.

Katalisia heterogeneoaKatalisia heterogeneoa

• Katalisi heterogenoa: katalizatzailea beste fase batean dago; normalean, katalizatzailea erreakzioa gertatzen deneko euskarri solidoa da.– Adibideak:– Amoniakoaren sintesian katalizatzaile gisa burdina(s) erabiltzen da.– Sufre trioxidoaren sintesian dibanadio pentoxidoa : V2O5 (s)

– Gantz likidoen hidrogenazioan nikela(s), fin-fin zatituta, erabiltzen da. – CO-aren oxidazioa CO2-ra eta NO-ren erredukzioa N2-ra, Rh-az

2 22 2 2RhCO NO CO N

Katalisi heterogeneoa :Katalisi heterogeneoa :Kotxearen bihurgailu katalitikoaKotxearen bihurgailu katalitikoa

Hemendik hartua: http://www.oni.escuelas.edu.ar/olimpi99/autos-y-polucion/cataliza.htm

http://www.oni.escuelas.edu.ar/olimpi99/autos-y-polucion/cataliza.htm



Katalisi heterogeneoa :Katalisi heterogeneoa :Kotxeen bihurgailu katalitikoaKotxeen bihurgailu katalitikoa

• Kotxeen katalizatzaileek Pt eta Rh-z osaturiko nahastea Kotxeen katalizatzaileek Pt eta Rh-z osaturiko nahastea erabiltzen dute. erabiltzen dute.

• Bertan ondoko erreakzioak gertatzen dira:Bertan ondoko erreakzioak gertatzen dira:2 CO (g) + O2 CO (g) + O22 (g) (g) 2 CO 2 CO22 (g) (g)

2 NO2 NO (g) + 2 CO (g) (g) + 2 CO (g) N N22 (g) + 2 CO (g) + 2 CO22 (g) (g)

2 C2 C22HH66 (g) + 7 O (g) + 7 O22 (g) (g) 4 CO 4 CO22 (g) + 6 H (g) + 6 H22O (g)O (g)

• Katalisi honen helburua CO eta NO gas pozoiontsuak Katalisi honen helburua CO eta NO gas pozoiontsuak desegitea da eta berauekin batera erre ez diren desegitea da eta berauekin batera erre ez diren hidrokarburoak(adibidez, etanoa).hidrokarburoak(adibidez, etanoa).

Katalisi entzimatikoaKatalisi entzimatikoa

• Katalisi entzimatikoa: entzimak katalizatutako erreakzioak. Entzimak masa molekular handiko proteinak dira.

• Katalisi entzimatikoaren ezaugarriak:– Katalisi oso espezifikoa.– Katalisi oso eraginkorra.– Katalisi homogeneo da baina, heterogeneorekiko antzekotasun handiak ditu.

• Adibidea : laktosaren deskonposizio glukosa eta galaktosa emateko, laktasa erabiliz katalizatzaile gisa.

Aktibazio energia

En

ergi

a

Erreakzioaren bilakaera

Konplexuaktibatua

Erreaktiboak H<0

Aktibazio energia

Erreakzioaren bilkaera

Konplexuaktibatua

Erreaktiboak

H>0

En

ergi

a

Erreakzio exotermikoa Erreakzio endotermikoa

Produktuak

Produktuak

E.A

E.A

Katalizatzaile negatiboak igo egiten dute

aktibazio energia

Katalizatzaile positiboakJaitsi egiten duteAktibazio energia

A.E katalizatzaile gabeA.E katalizatzaile negatiboarekinA.E katalizatzaile positiboarekin

Katalisia. Energia diagrama

ZINETIKA KIMIKOA

Documents

Transcript of ZINETIKA KIMIKOA