Reacties en energie
12. Reactiekinetiek
Reactievergelijking geeft info over stoichiometrie vd reactie (d.m.v voorgetallen)
Reactiemechanisme geeft info over
o Welke moleculen botsen met elkaar
o Welke tussenproducten worden gevormd
Reactiemechanisme bestaat meestal uit verschillende reactiestappen
O.b.v kinetiek kan men reactiemechanismen gissen
12.1 Reactiesnelheid
Voorbeeld: A2(g) + B2(g) 2AB(g)
o Concentraties op t=0
mol
[ AB ] =0
L
mol
[ A2 ]= [ B2 ] =0,05 L
o Naarmate de tijd vordert, stijgt concentratie van de reactieproducten (AB) &
daalt de concentratie van de reagens (A2 & B2) tot een eindtoestand
(bv. evenwichtstoestand)
Reactiesnelheid (v) is evenredig met de afname per tijdseenheid van de concentraties
van de reagens OF evenredig met de toename van concentratie van de
d[X]
reactieproducten v=±
ν ∙ dt
Reactiesnelheid is op elk ogenblik evenredig met de helling aan de curve
−d [ A 2 ] −d [ B 2 ] +d [ AB ]
Bij het voorbeeld: v= = =
dt dt 2 dt
12.2 Invloed van de concentratie op de reactiesnelheid
De reactie A2(g) + B2(g) 2AB(g) is omkeerbaar als 2AB(g) A2(g) + B2(g)
o In principe treden beide reacties terzelfder tijd op (complicatie)
Meestal zullen we de initiële reactiesnelheid bepalen
, o Reactie bij t=0
o Als er nog geen eindproducten gevormd zijn
Reactiesnelheidsvergelijking: geeft het verband tussen de reactiesnelheid & de
x y
concentraties aan reagerende stoffen: v=k ∙ [ A 2 ] ∙ [ B2 ]
o Reactiesnelheidsconstante k
Varieert met de temperatuur
Eenheid is afhankelijk van de orde
o Orde van de reactie
Wordt bepaald door de machten x & y
Globale orde: x + y
NIETS te maken met stoichiometrie
Kunnen we enkel experimenteel bepalen (zie vb p.277)
Nota: wees altijd nauwkeurig in de definiëring, want we kunnen beginnend van
verschillende concentraties de snelheid bepalen
12.3 De verandering van de concentraties met de tijd
1. Eerste orde reactie
o Berekenen o.b.v. snelheidsvergelijking: νA → B
o Berekenen o.b.v. halveringstijd t 1 (= tijd nodig om [ X ] met helft te dalen)
2
o Besluit: voor een reactie van de 1ste orde is er een lineair verband tussen ln [ A ]
en de tijd. De halveringstijd is onafhankelijk van de beginconcentratie
12. Reactiekinetiek
Reactievergelijking geeft info over stoichiometrie vd reactie (d.m.v voorgetallen)
Reactiemechanisme geeft info over
o Welke moleculen botsen met elkaar
o Welke tussenproducten worden gevormd
Reactiemechanisme bestaat meestal uit verschillende reactiestappen
O.b.v kinetiek kan men reactiemechanismen gissen
12.1 Reactiesnelheid
Voorbeeld: A2(g) + B2(g) 2AB(g)
o Concentraties op t=0
mol
[ AB ] =0
L
mol
[ A2 ]= [ B2 ] =0,05 L
o Naarmate de tijd vordert, stijgt concentratie van de reactieproducten (AB) &
daalt de concentratie van de reagens (A2 & B2) tot een eindtoestand
(bv. evenwichtstoestand)
Reactiesnelheid (v) is evenredig met de afname per tijdseenheid van de concentraties
van de reagens OF evenredig met de toename van concentratie van de
d[X]
reactieproducten v=±
ν ∙ dt
Reactiesnelheid is op elk ogenblik evenredig met de helling aan de curve
−d [ A 2 ] −d [ B 2 ] +d [ AB ]
Bij het voorbeeld: v= = =
dt dt 2 dt
12.2 Invloed van de concentratie op de reactiesnelheid
De reactie A2(g) + B2(g) 2AB(g) is omkeerbaar als 2AB(g) A2(g) + B2(g)
o In principe treden beide reacties terzelfder tijd op (complicatie)
Meestal zullen we de initiële reactiesnelheid bepalen
, o Reactie bij t=0
o Als er nog geen eindproducten gevormd zijn
Reactiesnelheidsvergelijking: geeft het verband tussen de reactiesnelheid & de
x y
concentraties aan reagerende stoffen: v=k ∙ [ A 2 ] ∙ [ B2 ]
o Reactiesnelheidsconstante k
Varieert met de temperatuur
Eenheid is afhankelijk van de orde
o Orde van de reactie
Wordt bepaald door de machten x & y
Globale orde: x + y
NIETS te maken met stoichiometrie
Kunnen we enkel experimenteel bepalen (zie vb p.277)
Nota: wees altijd nauwkeurig in de definiëring, want we kunnen beginnend van
verschillende concentraties de snelheid bepalen
12.3 De verandering van de concentraties met de tijd
1. Eerste orde reactie
o Berekenen o.b.v. snelheidsvergelijking: νA → B
o Berekenen o.b.v. halveringstijd t 1 (= tijd nodig om [ X ] met helft te dalen)
2
o Besluit: voor een reactie van de 1ste orde is er een lineair verband tussen ln [ A ]
en de tijd. De halveringstijd is onafhankelijk van de beginconcentratie
