KEMIJSKE REAKCIJE i ISKORIŠTAVANJE

Kemijske reakcije - procesi koji dovode do nastanka novih tvari

Prikaz kemijskih reakcija

Napredna kemijska reakcija prikazuje se jednadžbom: R -> P

Povratna reakcija prikazuje se strelicom u suprotnome smjeru: R <- P

Vrste kemijski reakcija:

Reverzibilne reakcije mogu se događati u oba smjera

Sinteza - iz dviju ili više tvari nastaje jedna

Analiza - iz jedne tvari nastaju dvije ili više

Supstitucija - zamjena atoma ili skupine atoma drugim atomom ili skupinom atoma

Oksidacija - reakcija tvari s kisikom, otpuštanje elektrona

Redukcija - reakcija oduzimanja kisika, primanje elektrona

Ireverzibilne reakcije

nije moguća u oba smjera

korisne su u tehnologiji proizvodnje novih materijala

Iskorištavanje kemijske reakcije

omjer mase dobivenog produkta i maksimalne mase produkta koju je bilo moguće dobiti iz dodanih reaktanata

η = n ili m (produkta) ÷ n ili m (teorijska)


Stupanj reakcije

Dinamička ravnoteža

Stanje kemijske ravnoteže

omjer dosega reakcije i maksimalnog dosega reakcije


α = ξ ÷ ξ (max)

Stanje kemijske ravnoteže posebno je stanje sustava u kojem su brzina napredne i povratne reakcije jednake i u kojemu se ukupna koncentracija sudionika reakcije ne mijenja

Uvjeti:

  • reakcija mora biti reverzibilna, to jest moguća u obama smjerovima
  • sustav mora biti zatvoren
  • temperatura i tlak moraju biti stalni

Red veličine

click to edit

Dinamička ravnoteža uspostavlja se bez obzira polazi li se od reaktanata ili produkata, ali ovisi o uvjetima reakcije (koncentraciji, tlaku i temperaturi)

Vrijednost konstante ravnoteže

Le Chatelierovo načelo

Uvjeti:

  • sustav mora biti zatvoren (reaktanti i produkti mogu biti različitog agregacijskog stanja)
  • promjena mora biti povratna
  • čestice moraju imati dovoljnu energiju
  • dolaskom u ravnotežno stanje, kemijska reakcija se i dalje odvija

Kp - tlačna konstanta ravnoteže

Kc - konstanta ravnoteže

Manja od 1-ravnoteža na str. R


Veća od 1-ravnoteža na str. P

click to edit

I. Kc > 102 - u ravnotežnom sustavu je vrlo mala koncentracija reaktanata

II. Kc < 10-2 - u ravnotežnom sustavu je vrlo mala koncentracija produkata

III. 10-2 < Kc < 102 - u ravnotežnom sustavu mogu se izmjeriti koncentracije svih R i P

Na osnovi brojčane vrijednosti konstante ravnoteže može se zaključiti ima li u reakcijskoj smjesi više reaktanata ili produkata.

Ako se sustavu u ravnoteži promijeni koncentracije nekog od sudionika reakcije, temperatura ili ukupni tlak, sustav se mijenja nastojeći umanjiti nastalu promjenu te se uspostavlja novo ravnotežno stanje."

Utjecaj koncentracije na pomak ravnoteže

click to edit

  • pomakom ravnoteže prema produktima (->) raste koncentracija reaktanata, a smanjuje se koncentracija produkata.
  • pomakom ravnoteže prema reaktantima (<-) raste koncentracija produkata, a smanjuje se koncentracija reaktanata.

Utjecaj temperature

Ako je reakcija egzotermna, hlađenjem se ravnoteža pomiče prema produktima, a zagrijavanjem prema reaktantima (šalica kave)


Ako je reakcija endotermna, zagrijavanjem se ravnoteža pomiče prema produktima, a hlađenjem prema reaktantima (sladoled)


  • važno načiniti temperaturu


  • u obje vrste reakcije promjenom temperature dolazi do promjene vrijednosti konstante ravnoteže

Utjecaj tlaka

Promjena tlaka ne utječe na pomak ravnoteže kada je broj molekula reaktanata jednak broju molekula produkata

Katalizatori

  • heterogena kataliza (R i P su različitog agregatnog stanja)

  • ne utječe na pomak ravnoteže

  • homogena kataliza (R i P su istoga agregatnog stanja)

  • inhibitori - suprotni katalizatorima

  • princip ključ-brava

  • ne sudjeluje u reakciji

  • ubrzava kemijsku reakciju snižavanjem energije aktivacije