cinética química

0
6463

definição :

Ela está interessada na evolução ao longo do tempo de sistemas de reação. Tem como objectivo :

  • A determinação e o estudo das velocidades de reacção e as leis que regulam estas reacções.
  • Determinando o mecanismo reaccional.

A cinética formais é a formatação dos resultados experimentais obtidos em condições cuidadosamente controladas. Isso levou à criação de leis de velocidade.

velocidade de reacção :

A taxa de reacção, em um determinado intervalo de tempo, a uma temperatura predeterminada, é igual à variação na concentração com respeito ao tempo.

Ele pode ser expressa em termos da concentração de reagentes ou a concentração do produto.

exemplo : AA é a reação + APA -> cC + dD

A taxa de reacção, em qualquer momento, é :

  • V = (-1/uma) d[UMA] / dt = (-1/b) d[B] / dt ; taxa de desaparecimento.
  • V = (1/c) d[C] / dt = (1/d) d[D] / dt ; taxa de aparecimento.

As taxas de desaparecimento da aparência e são iguais em valores absolutos, no tempo t.

Fim da reação :

geralmente, a taxa de reacção é proporcional à concentração de espécies reagentes : v = k[UMA]um [B]b

onde : k = constante cinética específico de um sistema em evolução, a uma determinada temperatura,
α = ordem parcial em relação a espécies A.
β = ordem parcial em relação à espécie B.
α + β = ordem global da reacção.

molecularidade :

É o número de partículas que não participa na reacção química. É indicado pela equação estequiométrica.

observação : Ela não deve ser confundida com a reacção de ordem molecular. Eles são iguais somente se as reações são elementares (simples).

exemplo : C4Hg -> 2 C2H4 : molecularidade = 1 (monomolecular)

Reações ordem simples :

uma- A reacção de ordem zero :
Numa reacção típica A - * Produtos, velocidade é expressa pela : v = – d[UMA] / dt = k[UMA]° = K. portanto : [UMA] = kt + constante.
a t = 0 [UMA] = [UMA0] = constante. A lei de variação da concentração é, com o tempo :
[UMA] – [UMA0] = Kt -> [UMA0] – [UMA] = kt.
Os k = constante ([UMA0] -[UMA])/t s'exprime em mol.Ltps-1.
teoricamente, o reagente é completamente consumido apenas após um tempo infinito. É por isso que, geralmente define o tempo de meia-vida fi / 2 de um reagente em conformidade com o tempo necessário para consumir a metade da concentração utilizável deste reagente.
A concentração é seguida : [UMA] = [UMA0] 12. Segue-se que : X a = [UMA0] /2k.
observação : A representação gráfica da concentração em função do tempo é uma linha recta cuja inclinação é igual a -k.

b- reacção ordem 1 :
Em uma reacção do tipo A -> produtos,
A velocidade é expressa pela : V = – d[UMA] / dt = k[UMA]
portanto : ln[UMA] = kt + constante.
a t = 0 ; [UMA] = [UMA0] -► Ln[UMA] = kt + ln[UMA0]. A lei de variação da concentração é, com o tempo :
ln([UMA]/[UMA0]) = -Kt -► [UMA] = [UMA0]e-kt. A constante de velocidade k = (1/t) ln([UMA]/[UMA0]) fala em TPS-1.
O tempo de reacção metade, para o qual [UMA] = [UMA0] / 2, é então igual : t1/2 = Ln2 / k = 0,693 / k.
observação : A representação gráfica do logaritmo da concentração versus tempo fica à direita -k negativo declive e Ln[UMA0].

c- reacção ordem 2 :
Num tipo de reacção A + UMA -> produtos,
velocidade é expressa pela : V = – d[UMA] / dt = k[UMA]2
portanto : d[UMA] / [UMA]2 = -Kdt - 1/[UMA] – 1/[UMA0] = kt.
a t = 0 [UMA] = [UMA0] - * k = (1/t)(1/[UMA] – 1/[UMA0]) s'exprime em mol-1ltps-1.
Substituindo o valor da concentrao [UMA] = [UMA0] / 2 na equação de taxa, é obtido : t n = (1/k)(1/[UMA0]).
observação : A representação gráfica de 1/[UMA] ao longo do tempo é uma linha de inclinação + k e interceptar 1/[UMA0].

Determinar a ordem de uma reação :

Para estabelecer a ordem de uma reacção, existem dois meios.

1- Cálculo da constante de velocidade k para verificar a equação correspondente :
Se k é expressa em mol L-1tps-1, a reacção é de ordem zero.
Se k é expressa como GST-1, a reacção é de ordem 1.
Se k é expressa em mol-1ltps-1, a reacção é de ordem 2.

2- representação gráfica :

• Para uma reação de ordem zero, o enredo da concentração versus tempo dá uma inclinação negativa k direita e a intercepção [UMA0]

• Para uma ordem de reaco 1, o enredo de Ln[UMA] ao longo do tempo é k inclinação negativa direita e interceptar Ln[UMA0],

• Para uma ordem de reaco 2, o incêndio 1/[UMA] ao longo do tempo é uma linha recta com um declive + k positivo e intercepção l /[UMA0].

Curso do Dr. Tayeb Benmachiche Akila – Faculdade de Constantino