ZSO1: Kinetiek van 0de, 1ste en 2de orde reacties
1. De chemische reactie op moleculaire schaal – de botsingstheorie
Reactiesnelheid varieert niet alleen naargelang het type reactie, maar ook obv:
- Druk
- Temperatuur
o Als T stijgt, krijgen deeltjes meer Ek om bepaalde
energiebarriere te overwinnen
- Concentraties van reagerende stoffen
- Invloed van externe verbindingen bv katalysatoren
Chemische reactie = het breken van bindingen en het vormen van nieuwe
bindingen
Breken van bindingen vereist energie
Energie door botsingen tussen reagerende stoffen: bij botsing wordt
bewegingsenergie omgezet in trillingsenergie. Bij voldoende trillingsenergie
(Ea= activeringsenergie) kan de trilling ouder verbindingen doen breken
Reactiesnelheid wordt bepaalt door
- Aantal botsingen
- Aantal moleculen dat bij botsing voldoende energie heeft
- Sterische factor (< of = 1) die weergeeft of het juiste gedeelte van het molecule geraakt werd
dus reagens moet op juiste plaats aanvallen op molecule
o Waarschijnlijkheid dat de botsing op de juiste plaats heeft plaatsgevonden
o Bij een effectieve botsing reactie en anders niet
o = 1 bij atomen
o Neemt af bij toenemende complexiteit
o Bimoleculaire reactie > termoleculaire reactie
Bij meer reactiepartners is de kans op succesvolle botsing kleiner
Reacties met 4 partners zijn uitgesloten en reacties zijn som van elementaire
reacties (combinatie elementaire reacties = samengestelde reactie)
o Hoe groter, hoe meer effectieve botsingen
2. Reactiesnelheid
= fysische reactiesnelheid of reactiesnelheid
- N2O5 zal 2x zo snel wegreageren als O2 terwijl NO2 4x zo snel gevormd wordt als O2
- Bij beginproducten altijd – ervoor
, 3. Experimentele bepaling van de orde van een reactie
3.1 De orde van een reactie
Reactiesnelheid hangt af van concentraties van reactiepartners en van het tijdsstip
−1 d [ A 1 ]
vA = =k f ( [ A 1 ] , [ A 2 ] , …)
1
ν 1 dt
K = cte, bij cte T = reactiesnelheidsconstante
−1 d [ A 1 ]
vA = =k f ( [ A 1 ] , [ A 2 ] , …)
1
ν 1 dt
Deze functie bevat enkel de reagentia.
- α, β,… zijn partiële ordes voor een bepaald reagens.
- Som van partiële ordes = orde van de reactie
- Stochiometrische orde van een reactie = v 1 + v2 …
Regel van van ’t Hoff voor een elementaire reactie is de orde gelijk aan de stoichiometrische orde:
−1 d [ A 1 ]
vA = =k [ A 1 ]ν [ A 2 ]ν
1 2
1
ν 1 dt
Met v1 = α, v2 = β….
3.2 Het bepalen van de orde van een reactie
A+ B k C
→
Algemene snelheidsvergelijking:
−1 d [ A ] α β −1 d [ B ]
vA= =k [ A ] [ B ] = =v B
ν 1 dt ν 2 dt
Dus:
2 3 /2
v A =k [ A ] [ B ]
Hieruit kun je dan ook k bepalen door het invullen van een experiment met hier k = 1.9 x 10 -2 M-5/2 s-1
1. De chemische reactie op moleculaire schaal – de botsingstheorie
Reactiesnelheid varieert niet alleen naargelang het type reactie, maar ook obv:
- Druk
- Temperatuur
o Als T stijgt, krijgen deeltjes meer Ek om bepaalde
energiebarriere te overwinnen
- Concentraties van reagerende stoffen
- Invloed van externe verbindingen bv katalysatoren
Chemische reactie = het breken van bindingen en het vormen van nieuwe
bindingen
Breken van bindingen vereist energie
Energie door botsingen tussen reagerende stoffen: bij botsing wordt
bewegingsenergie omgezet in trillingsenergie. Bij voldoende trillingsenergie
(Ea= activeringsenergie) kan de trilling ouder verbindingen doen breken
Reactiesnelheid wordt bepaalt door
- Aantal botsingen
- Aantal moleculen dat bij botsing voldoende energie heeft
- Sterische factor (< of = 1) die weergeeft of het juiste gedeelte van het molecule geraakt werd
dus reagens moet op juiste plaats aanvallen op molecule
o Waarschijnlijkheid dat de botsing op de juiste plaats heeft plaatsgevonden
o Bij een effectieve botsing reactie en anders niet
o = 1 bij atomen
o Neemt af bij toenemende complexiteit
o Bimoleculaire reactie > termoleculaire reactie
Bij meer reactiepartners is de kans op succesvolle botsing kleiner
Reacties met 4 partners zijn uitgesloten en reacties zijn som van elementaire
reacties (combinatie elementaire reacties = samengestelde reactie)
o Hoe groter, hoe meer effectieve botsingen
2. Reactiesnelheid
= fysische reactiesnelheid of reactiesnelheid
- N2O5 zal 2x zo snel wegreageren als O2 terwijl NO2 4x zo snel gevormd wordt als O2
- Bij beginproducten altijd – ervoor
, 3. Experimentele bepaling van de orde van een reactie
3.1 De orde van een reactie
Reactiesnelheid hangt af van concentraties van reactiepartners en van het tijdsstip
−1 d [ A 1 ]
vA = =k f ( [ A 1 ] , [ A 2 ] , …)
1
ν 1 dt
K = cte, bij cte T = reactiesnelheidsconstante
−1 d [ A 1 ]
vA = =k f ( [ A 1 ] , [ A 2 ] , …)
1
ν 1 dt
Deze functie bevat enkel de reagentia.
- α, β,… zijn partiële ordes voor een bepaald reagens.
- Som van partiële ordes = orde van de reactie
- Stochiometrische orde van een reactie = v 1 + v2 …
Regel van van ’t Hoff voor een elementaire reactie is de orde gelijk aan de stoichiometrische orde:
−1 d [ A 1 ]
vA = =k [ A 1 ]ν [ A 2 ]ν
1 2
1
ν 1 dt
Met v1 = α, v2 = β….
3.2 Het bepalen van de orde van een reactie
A+ B k C
→
Algemene snelheidsvergelijking:
−1 d [ A ] α β −1 d [ B ]
vA= =k [ A ] [ B ] = =v B
ν 1 dt ν 2 dt
Dus:
2 3 /2
v A =k [ A ] [ B ]
Hieruit kun je dan ook k bepalen door het invullen van een experiment met hier k = 1.9 x 10 -2 M-5/2 s-1
