Chemická kinetika a rovnováha

- skúma, akým spôsobom sa reaktanty menia na produkty (reakčný mechanizmus), ako rýchlo dochádza k týmto zmenám a akými faktormi možno ovplyvniť rýchlosť chemických reakcií

Priebeh chemických reakcií
- aby mohli častice spolu reagovať, musia sa zraziť a k tomu dochádza len vtedy, keď majú dostatočnú kinetickú E
- minimálna E, ktorú musia mať aby došlo k chem. reak. je aktivačná energia (Ea)
- počet molekúl s aktivačnou E a E väčšou ako je Ea je oproti celkovému počtu malý
- k zrážke dochádza len vtedy, keď sú častice pri zrážke vhodne orientované
- pri zrážke dochádza k vzniku nestáleho a E bohatého medziproduktu - aktivovaný (prechodný) komplex - ten sa rozpadá na produkty alebo spätne na reaktanty (uvoľnovanie E)

- aktivačná E sa rovná rozdielu E aktivovaného komplexu a E reaktantov
- reakčné teplo sa rovná rozdielu E produktov a E reaktantov
- aktiv. komplex pedstavuje bariéru, ktorú môžu prekonávať len tie častice, ktoré majú E minimálne takú ako je Ea, čím je Ea väčšia, tým ju má menej častíc
- priebeh reakcie: A2 + B2 -> 2AB

Rýchlosť chemickej reakcie
- premena reaktantov na produkty sa uskutočňuje rôznou rýchlosťou
- rýchlosť možno vypočítať zo zmeny koncentrácie reaktantov alebo produktov za určitý časový interval
- pri časovej zmene koncentrácie reaktantov je uvedené záporné znamienko, lebo koncentrácia reaktantov sa zmenšuje

Faktory ovplyvňujúce rýchlosť chemických reakcií
• Ea
- čím je Ea menšia, tým je reakcia rýchlejšia
• koncentrácia
- čím je v určitom objeme viac častíc reaktantov, tým je aj väčší počet účinných zrážok
- rýchlosť chem. reak. pri určitej teplote je úmerná súčinu koncentrácií dosiaľ nezreagovaných reaktantov (Guldberg-Waage)
- aA + bB -> cC + dD v = k.c (A).c (B)
-- k závisí od Ea a tepl. konš.), c - okamžité koncentrácie, index - zisťujú sa experimentálne, v niektorých prípadoch zhodné so stechiometrickými koeficientmi
• teplota
- zvýšením o 10°C sa rýchlosť zväčší 2- až 4násobne
• katalyzátor
- zväčšuje rýchlosť reakcie, lebo zmenšuje hodnotu Ea
- A + K -> AK, AK + B -> AB + K
- reakcie sa nazývajú katalyzované reakcie
- inhibítory - spomaľujú rýchlosť, lebo zväčšujú Ea
• veľkosť povrchu
- čím je povrch väčší, tým prebieha rýchlejšie

CHEMICKÁ ROVNOVÁHA

- aj po dlhšom čase sa v reakčnej zmesi nachádzajú aj rektanty
- A + B -> C + D
- na začiatku je rýchlosť reakcie A a B najväčšia
- po určitom čase sa rýchlosť reakcie látok A a B (priama) rovná reakcii látok C a D (spätná), nastáva rovnovážny stav
- rovnovážny stav medzi reaktantami a produktami znázorňujeme protismernými šípkami
- koncentrácie látok v rovnovážnom stave reakčnej zmesi nazývame rovnovážne koncentrácie látok, zapisujú sa do hranatých zátvoriek (c(A) = [A])

Rovnovážna konštanta
- podiel súčinu číselných hodnôt koncentrácií produktov umocnených sechiometrickými koeficientmi a súčinu hodnôt rovnovážnych koncentrácií reaktantov umocnených stechiometrickými koeficientmi je konštantný - rovnovážna konštanta Kc.