Samenvatting hoofdstuk 6 Algemene chemie II

Hoofdstuk 6: reactiekinetiek
Inleiding
Snelle en trage reacties
 Contact tussen chemische verbindingen zorgt voor reactie -> vorming van nieuwe producten
o Kan zeer snel gebeuren -> (explosieve) reactie 2H 2 + O2 -> 2H2O
 Volgende methodes werken alleen voor niet-te-snelle reacties
 Indien snelle reactie zijn er gesofistikeerde methodes nodig
o Kan vrij traag gebeuren -> 4Fe(s) + 3O2 -> 2Fe2O3
 Snelheid van een reactie = de mate waarin de concentraties van de reagentia en de
reactieproducten veranderen

Reacties in de gasfase
 Voor het bepalen van de reactiesnelheden is de concentratie van de verschillende stoffen nodig
-> concentratie uitzetten in functie van tijd geeft de snelheid
 Relatief eenvoudige meetmethoden mogelijk bij reacties met één of meerdere gassen
o Meten van de druk in functie van de tijd
-> bepalen van de hoeveelheid -> bepalen van de concentratie
o Ingewikkelder bij meerdere gassen, maar onder gunstige omstandigheden mogelijk
 Bv: 2 N2O5 (g) -> 4 NO2 (g) + O2 (g)
o Overgaan van 2 gasvormige moleculen naar 5 -> volgens ideale gaswet kunnen we
concluderen dat de druk zal stijgen

Reacties in de vloeistoffase
 Dilatometer
o In vat V worden de reagentia gemengd
o Kraan K stuurt mengsel naar reactorkamer R
 Tot vloeistof een bepaald niveau in
gegradueerde capillair C bereikt
o Geheel wordt in thermostatisch bad gebracht
-> reactie onder constante temperatuur
o Volume reactiemengsel zal toe- of afnemen ->
vloeistofniveau in capillair volgt deze beweging
 Zeer klein volume binnen capillair -> kleine
veranderingen kunnen waargenomen worden
o Enkel globale informatie af te leiden, niet over de
individuele componenten




1

, Kleurveranderingen
 Indien er specifieke, verschillende kleuren (of kleurloos) kunnen toegeschreven worden aan alle
componenten van de reactie, kan de kleur gebruikt worden als indicator
o Intensiteit van de kleuring in functie van de tijd
 Bv: H2 (g) + Br2 (g) -> 2HBr(g)
o Br2 heeft een intens rood-bruine kleur terwijl de rest kleurloos is
 Naarmate de tijd vordert vermindert de kleurintensiteit
 Niet enkel absorptie van licht op gebied van elektromagnetisch spectrum mogelijk
o UV en IR stralingen ook mogelijk te volgen
-> mogelijk om concentratie van groot aantal verschillende stoffen te volgen

Elektrochemische metingen
 Via geleidbaarheidsmetingen concentratieverhoudingen bepalen
 Via pH-metingen
o In reacties waar hydronium-ionen worden vrijgesteld
-> verandering in zuurtegraad in functie van de tijd

Reactiesnelheid
 Reactiesnelheid = de verandering per tijdseenheid van de concentratie van één van de
componenten
 Reactie aA+ bB + cC + … = fF + gG + …
o Bepalen van snelheid van component A
 Concentratie [A(t)] op een tijdstip t vergelijken met [A(t+∆t)]

-> vA =
[ A (t +∆ t ) ]−[ A (t ) ] = −∆ [ A]
∆t ∆t
 Nemen we hiervan de limiet naar 0 van het tijdsinterval ∆t

-> vA = − lim
[ A ( t+ ∆ t ) ]−[ A ( t )] = lim ∆[ A] −d [ A]
=
∆ t →0 ∆t ∆t→ 0 ∆t dt
 Component A is een uitgangsproduct -> concentratie zal afnemen
o Snelheid zal een negatieve waarde aannemen
 Snelheid wordt als positieve grootheid beschouwt
-> het minteken voor de breuk
 Indien we snelheid van component F of G zouden bepalen vervalt de “-“
 Verband tussen vA, vB,… en vf, vg… verkrijgen we door delen door het voorgetal a
b c f g
-> A + B+ C +… → F+ G+ …
a a a a
-> daling (per tijdseenheid ∆t) in concentratie (-∆[B]) is b/a maal groter dan daling in concentratie
van A (-∆[A])
−b −∆ [ B ] −b ∆ [ A ]
 −∆ [ B ] = ∆[ A] of =
a ∆t a ∆t
−d [ B ] −b d [ A ]
 Voor infinitesimaal klein tijdsinterval dt: =
dt a dt
b 1 1
of vB = vA of vB = vA
a b a
2