Kinetika kemijskih reakcija i ravnoteža kemijske reakcije

• Kemijska kinetika je grana kemije koja proučava brzinu i mehanizme kemijskih reakcija
• Formula prosječne brzine nastajanja reaktanata: - Δc/Δt
• Kada je vremenski interval vrlo kratak, prosječna brzina postaje trenutačna brzina​
• Prosječna brzina kemijske reakcije jednaka je promjeni množinske koncentracije bilo kojeg sudionika reakcije u vremenu
• U kemijskoj reakciji prilikom gibanja čestica dolazi do sudara između čestica​
• Kako bi kemijska reakcija bila uspješna, sudari između čestica moraju biti uspješni
• Da bi sudari bili uspješni, čestice moraju imati dovoljno energije
• Čimbenici koji utječu na brzinu kemijske reakcije: koncentracija, agregacijsko stanje, površina reaktanata, temperatura i katalizator
• Pokus 1: Utjecaj koncentracije reaktanata (varikin + zelena prehrambena boja); Veća koncentracija jednog od reaktanata povećava broj uspješnih sudara​
• Pokus 2: Utjecaj agregacijskog stanja reaktanata (kalijev jodid + olovljev (II) nitrat; Broj sudara je veći što su čestice slobodnije te će reakcija biti brža
• Pokus 3: Utjecaj površine reaktanata; cink u prahu ima veću specifičnu površinu od cinka u granulama, pa će se veći broj atoma cinka sudarati s molekulama klorovodične kiseline te će reakcija biti brža.​
• Pokus 4: Utjecaj temperature (otapanje šumećih tableta); viša temperatura znači da je kinetička energija čestica veća, što znači da čestice imaju više energije te je veća brzina kemijske reakcije​
• Katalizatori su tvari koje ulaze u kemijsku reakciju, ali iz nje izlaze nepromijenjeni​, oni ubrzavaju reakciju jer smanjuju energiju aktivacije
• Energija aktivacije je energijska barijera koju čestice moraju prijeći da dođu do prijelaznog stanja
• Prijelazno stanje je stanje u kojem čestice moraju doći blizu kako bi došlo do kemijske reakcije (ni R, ni P)
• Inhibitor je tvar koja usporava reakciju tako što povećava energiju aktivacije
• Kemijska reakcija može biti:

  reverzibilna (povrativa npr. isparavanje, otapanje soli)

  ireverzibilna (nepovratna; napredna -> ili povratna <- npr. gorenje, hrđanje)
• Kemijska reakcija s obzirom na završetak reakcije:

  1. Reakcija u kojoj se 1 ili oba reaktanta potroše (ide do kraja)
  2. Ravnotežna reakcija
• Ravnoteža kemijske reakcije je stanje sustava u kojem su brzine napredne i povratne reakcije jednake
• Le Chatelierovo pravilo kaže da ako na reakciju utječemo promjenom temperature, tlaka ili koncentracije reaktanata, sustav će se pokušati prilagoditi i pomaknuti ravnotežu u suprotnom smjeru
• Ako se tlak poveća, reakcija se pomiče prema strani s manje molekula plina i brža je
• Ako se poveća broj reaktanta reakcija je brža i ravnoteža se pomiče prema produktima
• Ako se poveća temperatura, reakcija je brža i ravnoteža se pomiče prema strani endotermne reakcije (tamo gdje se troši toplina)
• Sumporov oksid može djelovati kao katalizator ili inhibitor
• 3 uvjeta ravnotežnog stanja:

  1. reakcija mora biti reverzibilna
  2. sustav mora biti zatvoren
  3. temperatura i tlak moraju biti stalni
• 3 vrste ravnoteže:

  1. fazna/dinamička
  2. kemijska
  3. ravnoteža u otopinama soli
• Faza ravnoteže: faze su različite tekućine koje mogu postojati jedno uz drugo bez promjene njihova sastava
• Kemijska ravnoteža: nastaje kad se neki kemijski element spaja sa drugim elementom ili atomom da bi formirao novi spoj
• Ravnoteža u otopinama soli: nastaje kada se neki ion spaja sa drugim ionima da bi formirali kompleksnu molekulu
• Kontinuiranim dodavanjem natrijevog klorida u vodu se sol otapa dok ne dobijemo zasićenu otopinu koja je stanje ravnoteže (tvar se istovremeno otapa i kristalizira)
• Konstanta ravnoteže određuje ravnotežni sustav reakcijske smjese te pri danoj temperaturi i tlaku mora biti stalna
• Konstanta ravnoteže u otopinama se naziva koncentracijska konstanta ravnoteže