6ο ΕΝΙΑΙΟ ΛΥΚΕΙΟ ΖΩΓΡΑΦΟΥ Βυζιργιαννάκης Μανώλης Κεφ. 3ο: ΧΗΜΙΚΗ ΚΙΝΗΤΙΚΗ Β΄ Λυκείου : Θετική Κατεύθυνση 6ο ΕΝΙΑΙΟ ΛΥΚΕΙΟ ΖΩΓΡΑΦΟΥ Βυζιργιαννάκης Μανώλης

Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η : Χ Η Μ Ι Κ Η Κ Ι Ν Η Τ Ι Κ Η Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η : Χ Η Μ Ι Κ Η Κ Ι Ν Η Τ Ι Κ Η Ο παράγοντας Χρόνος . Πως ορίζεται η ταχύτητα μιας αντίδρασης - μέση και στιγμιαία ταχύτητα . Θεωρία των ενεργών συγκρούσεων (Arrhenius 1889) - θεωρία της μεταβατικής κατάστασης. Παράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα. Νόμος της ταχύτητας ( ποσοτική έκφραση της επίδρασης της συγκέντρωσης ) και πειραματικός προσδιορισμός του. Μελέτη της τάξης και μηχανισμός της αντίδρασης. Καταλύτες – θεωρίες για την δράση τους.

Χημική Κινητική 1 ) Ταχύτητα αντίδρασης . 1 ) Ταχύτητα αντίδρασης . Ποιοι παράγοντες και πως την επηρεάζουν. Χημική Κινητική 2 ) Μηχανισμός αντίδρασης ( ενδιάμεσα στάδια ) . ΘΕΩΡΕΙΑ ΣΥΓΚΡΟΥΣΕΩΝ 1) Έχουν την απαιτούμενη ενέργεια ενεργοποίησης Αποτελεσματική σύγκρουση σωματιδίων Χημική Αντίδραση 2) Έχουν κατάλληλο προσανατολισμό κατά την σύγκρουση .

Δ Ι Α Γ Ρ Α Μ Μ Α Τ Α Ε C (M) Α + Β Εα Cαντιδρώντος Γ + Δ t Ενεργοποιημένο σύμπλοκο [ ΑΒ* ] C (M) Cπροϊόντος Α + Β Εα Cαντιδρώντος αντιδρώντα Γ + Δ προϊόντα t Διάγραμμα Συγκεντρώσεων Ενεργειακό Διάγραμμα t

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΤΗΣ ΠΟΡΕΙΑΣ ΜΙΑΣ ΥΠΟΘΕΤΙΚΗΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΤΗΣ: Α(g)  Β(g) 1. μέση ταχύτητα από 0 - 20 s υ = Δ[B] /Δt =(46-0) /20 =2,3 mol L-1 s-1 2. μέση ταχύτητα από 20 - 40 s υ = Δ[B] /Δt =(70-46) /20 = 1,2 mol L-1 s-1 3. μέση ταχύτητα την περίοδο 0 - 40 s υ = Δ[B] /Δt =(70-0) /40 = 1,75 mol L-1 s-1

ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ : α Α + β Β γ Γ + δ Δ ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ : α Α + β Β γ Γ + δ Δ Ρυθμός μεταβολής της συγκέντρωσης : ΔC A ΔC Γ U A = – ή U Γ = Δt Δt Ταχύτητα αντίδρασης αντιδρώντος ή προϊόντος 1 ΔCA 1 ΔCB 1 ΔCΓ 1 ΔCΔ Uαντ = - ― = - ― = ― = ― α Δt β Δt γ Δt δ Δt Ταχύτητα αντίδρασης

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΤΙΓΜΙΑΙΑΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΤΗ ΧΡΟΝΙΚΗ ΣΤΙΓΜΗ t1

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΤΑΞΗ ΜΕΛΕΤΗΣ ΧΗΜΙΚΗΣ ΚΙΝΗΤΙΚΗΣ - ΚΑΜΠΥΛΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΤΑΞΗ ΜΕΛΕΤΗΣ ΧΗΜΙΚΗΣ ΚΙΝΗΤΙΚΗΣ - ΚΑΜΠΥΛΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ

α) Συγκέντρωση αντιδρώντων : C ↑ ═> U ↑ Παράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα αντίδρασης. β) Πίεση (για αέρια) : Ρ ↑ ═> U↑ ( θ = σταθ., V↓ , C ↑) γ) Θερμοκρασία : θ ↑ ═> U ↑ (Δθ = 100 C ═> U΄≈ 2 U ) δ) Επιφάνεια στερεών : Λεπτός διαμερισμός ═> U ↑ ε) Ακτινοβολίες : ενεργοποίηση μορίων αντιδρ.═> U ↑ στ) Καταλύτες : Είναι ουσίες που με την παρουσία τους και σε μικρές ποσότητες επιταχύνουν μια αντίδραση ενώ παραμένουν στο τέλος ποσοτικά και ποιοτικά αναλλοίωτοι. Είδη κατ/σης : α) Ομογενής, β) Ετερογενής , γ) Αυτοκατάλυση Θεωρίες κατάλυσης : α) Θεωρία ενδιαμέσων σταδίων . β) Θεωρία προσρόφησης

ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ Είναι η μαθηματική έκφραση της στιγμιαίας ταχύτητας ( U ) συναρτήσει των συγκεντρώσεων των αντιδρώντων . Για την αντίδραση π.χ. α Α + β Β → γ Γ + δ Δ θα έχουμε : U = k [A] χ. [Β] ψ ι) Οι εκθέτες χ , ψ καθορίζονται πειραματικά και ονομάζονται τάξη της αντίδρασης ως προς Α και Β αντίστοιχα ενώ το άθροισμα ( χ + ψ ) ονομάζεται ολική τάξη της αντίδρασης. α) Αν η αντίδραση είναι απλή ( γίνεται σε ένα στάδιο ) χ = α , ψ = β β) Αν η αντίδραση είναι σύνθετη ( γίνεται με ενδιάμεσα στάδια ) ο νόμος της ταχύτητας καθορίζεται μόνο από το ποιο αργό στάδιο, οπότε χ ≠ α και ψ ≠ β . ιι) Η κ ονομάζεται σταθερά της αντίδρασης και ισούται αριθμητικά με την ταχύτητα όταν οι συγκεντρώσεις των αντιδρώντων ισούνται με την μονάδα ( 1Μ ). Η κ είναι ανεξάρτητη από τις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων και εξαρτάται από τους άλλους παράγοντες ( θερμοκρασία κ.α. )

ιιι) Μηχανισμός μιας αντίδρασης είναι τα ενδιάμεσα στάδια με τα οποία γίνεται εφόσον αυτή είναι σύνθετη . π.χ για την αντίδραση της αναγωγής του ΝΟ (g) με το Η2 (g) 10 στάδιο : 2 ΝΟ (g) + H2 (g) → N2O (g) + H2O (g) ( αργό ) 20 στάδιο : Ν2Ο (g) + H2 (g) → N2 (g) + H2O (g) ( γρήγορο ) Συνολική : 2 ΝΟ (g) + 2 H2 (g) → N2 (g) + 2 H2O (g) Ο μηχανισμός πρέπει να συμφωνεί με τα πειραματικά δεδομένα για τον νόμο της ταχύτητας : U = k [NO]2∙[H2] άρα καθορίζεται από το 10 στάδιο που είναι το ποιό αργό ). ιv) Οι συγκεντρώσεις στερεών δεν λαμβάνουν μέρος στον νόμο της ταχύτητας δεδομένου ότι παραμένουν σταθερές κατά την αντίδραση.

ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΗΣ ΧΗΜΙΚΗΣ ΚΙΝΗΤΙΚΗΣ ΣΤΗΝ ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΗ ΖΩΗ

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΤΗΣ 2H2O2(l)  2H2O(l) + O2(g) ΜΕ ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΜΑΖΑΣ ΤΟΥ ΕΛΕΥΘΕΡΩΜΕΝΟΥ O2 ΣΕ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΜΕ ΤΟ ΧΡONO.

Ο ΚΑΤΑΛΥΤΗΣ ΒΡΙΣΚΕΙ ΕΝΑ ΠΙΟ ΕΥΚΟΛΟ ΜΟΝΟΠΑΤΙ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ, ΜΕ ΜΙΚΡΟΤΕΡΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗΣ

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΩΝ ΔΡΑΣΕΩΝ 1. ΔΙΑΣΠΑΣΗ ΤΟΥ KClO3 ΜΕ MnO2 2

ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΤΗΣ ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΗΣ ΔΡΑΣΗΣ ΤΟΥ Ni ΣΤΗΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ : C2 H4 (g) + H2 (g)  C2 H6 (g) ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΣ ΠΡΟΣΡΟΦΗΣΗΣ