Kokkupõrke teooria: määratlus ja reaktsioonikiirust mõjutavad tegurid

Kokkupõrke teooria: määratlus ja reaktsioonikiirust mõjutavad tegurid - Kas olete kunagi kuulnud terminist Kokkupõrgeteooria? Füüsikaõpilaste jaoks pole see muidugi võõras termin. Kuid neile, kes tähendusest aru ei saa, on parem temaga tutvumiseks parem vaadata allolevat artiklit. Vaatame arutelu.

Kokkupõrke teooria: määratlus ja reaktsioonikiirust mõjutavad tegurid

---

Kokkupõrgeteooria on kvalitatiivne seletus selle kohta, kuidas toimub keemiline reaktsioon ja miks võib reaktsiooni kiirus olla erinev. Kokkupõrgeteooria pakkus esmakordselt välja Max Trautz 1916. aastal. Max teatas, et kui reaktiivi osakesed üksteisega kokku põrkavad, põhjustavad tõhusa kokkupõrkena tuntud keemilisi muutusi vaid mõned protsendid kokkupõrgetest.

Tõhusa kokkupõrke toimumiseks on vajalik, et molekulaarsete kokkupõrgete orientatsioon oleks õige. Orientatsioon on põrkuvate molekulidevaheliste molekulide suund või asukoht. Enne kokkupõrke toimumist vajavad osakesed minimaalset energiat, mida nimetatakse aktiveerimisenergiaks või aktivatsioonienergiaks (Ea). Aktiveerimisenergia on minimaalne energia, mis on vajalik reaktsiooni toimumiseks. Seda energiat kasutatakse nii sidemete purustamiseks kui ka uute sidemete moodustamiseks, nii et moodustuvad reaktsioonisaadused.

Liikuvatel molekulidel on kineetiline energia. Mida kiirem on liikumine, seda suurem on kineetiline energia, mis muundatakse vibratsioonienergiaks. Kui algne kineetiline energia on suur, siis põrkuvad molekulid vibreerivad tugevalt, mille tulemuseks on molekulis mõningate keemiliste sidemete purunemine. Reaktsiooniproduktide moodustumine algab esimese sammuna sidemete purunemisega. Kui aga algne kineetiline energia on väike, siis molekul lihtsalt põrkab ja jääb terveks. Reaktsiooni tekkimiseks peab olema täidetud minimaalne kokkupõrkeenergia. Seetõttu peab reaktsiooni tekkimiseks kokkupõrkuvate molekulide kogu kineetiline energia olema võrdne või suurem kui aktivatsioonienergia (Ea). Kui kineetiline energia on väiksem kui aktivatsioonienergia, jääb molekul puutumatuks, mille tagajärjel reaktsiooni ei toimu.

Keemilised reaktsioonid tekivad siis, kui reageerivate ainete (reagentide) osakesed üksteisega kokku põrkavad. Kuid mitte kõik tekkivad kokkupõrked ei tekita uusi aineid. Täiuslikust kokkupõrkest saab toota uut ainet. Täiuslikku kokkupõrget nimetatakse tõhusaks kokkupõrkeks. Teineteisega põrkuvad ainete osakesed ei muutu mõnikord ka tooteks. Kokkupõrkes moodustub kõigepealt kompleksmolekul, mida nimetatakse aktiveeritud kompleksmolekuliks. Aktiveeritud kompleksmolekuli moodustumine on seotud aktivatsioonienergiaga. Aktivatsioonienergia (EA) on madalaim kokkupõrkeenergia, mis on vajalik aktiveeritud kompleksmolekuli moodustamiseks, et reaktsioon saaks toimuda.

Põhiline kokkupõrgeteooria

Kokkupõrge, mille tulemuseks on reaktsioon, on kokkupõrge, kus osakestel on suurem energia kui aktivatsioonienergial. Mida väiksem on aktivatsiooni energia väärtus, seda kiiremini reaktsioon toimub.

Reaktsioon P + Q → R + S võib toimuda, kui P + Q-l on minimaalne aktiveerimisenergia. Minimaalse aktiveerimisenergia olemasolu võimaldab kokkupõrget, mis toodab energiat, tingimusel et reaktiivide reaktsioonienergia on> Ea.

Gaasimolekulide kineetilisel teoorial põhinev kokkupõrgeteooria ütleb järgmist.

• Gaasid koosnevad gaasimolekulidest, mis on väiksemad kui molekulidevaheline kaugus.
• Gaasimolekulid liiguvad alati sirgjooneliselt igas suunas.
• Gaasimolekulide kokkupõrked anuma seintega on täiesti elastsed, mis tähendab, et gaasimolekulid peegelduvad tagasi energiat kaotamata.
• Gaasimolekulide liikumiskiirust mõjutavad temperatuuri muutused. Mida kõrgem temperatuur, seda kiiremini gaasimolekulid liiguvad.
• Gaasimolekulide keskmine kineetiline energia on samal temperatuuril sama või ei mõjuta nende mass.
• Keemilise reaktsiooni kiiruse suurust mõjutavad mitmed tegurid. Reaktsiooni kiirust saame reguleerida, muutes reaktsiooni kiirust mõjutavaid tegureid. Pidage siiski meeles, et mitme teguri variatsioonidega katse andmete puhul pole kõigil teguritel alati mõju.

Reaktsioonikiirust mõjutavad tegurid

Reaktsioonikiirust mõjutavad tegurid

Keskendumine

Kontsentratsioon on seotud kokkupõrgete sagedusega. Kontsentratsioon on jätkuvalt suur, kuni reageerivate ainete osakesi on palju. Selle tulemusena on võimalik, et reageerivate osakeste kokkupõrked on jätkuvalt suured ja ka osakeste vahelised tõhusad kokkupõrked suurenevad jätkuvalt. Seega oli vastus jätkuvalt välk käes.

Pindala

Kui pindala on jätkuvalt suur, on võimalik, et ka reaktantide vaheline kontakt on jätkuvalt suur. See suurendab kokkupõrgete sagedust, nii et toimuvad ka tõhusamad kokkupõrked. Jätkuvalt suurenevate tõhusate kokkupõrgete sagedus suurendab reageerimise määra.

Temperatuur

Temperatuuri tõstmisel suureneb ka reaktiivimolekulide kineetiline energia. Suure kineetilise energia olemasolu põhjustab molekulidevahelise liikumise jätkumist välk ja juhuslik. Seetõttu on toimuvate kokkupõrgete sagedus jätkuvalt suur ning ka tõhusate kokkupõrgete arv kasvab, nii et reageerimine on jätkuvalt välkkiire.

Katalüsaator

Katalüsaator on aine, mis võib kiirendada reaktsioonikiirust ilma püsivate või püsivate keemiliste muutusteta, nii et reaktsiooni lõppedes saab aine taastada. Katalüsaatorid jagunevad kaheks, nimelt homogeenseteks ja heterogeenseteks katalüsaatoriteks.

Homogeenne katalüsaator on katalüsaator, millel on sama faas kui reagentide faasil. Teisest küljest on heterogeensed katalüsaatorid katalüsaatorid, millel on reaktiivfaasist erinev faas. Üldiselt kasutatakse heterogeenseid katalüsaatoreid tahkel kujul. Vahepeal on reagendid gaasid.

Katalüsaatori kogunemine viib boonusreaktsioonide etappideni, mis jagavad teist rada madalama aktivatsioonienergiaga (Ea). Aktivatsioonienergia (Ea) on minimaalne energia, mis peab olema osakese valduses või sellele antud, et kokkupõrge tekitaks vastust. Boonusreaktsiooni etapid on katalüsaatori sidumise ja katalüsaatori vabastamise seansi vormis vastuse lõpus. Katalüsaatoritel on eriline olemus, see tähendab, et nad saavad aidata kaasa ainult teatud reageerimisele.

Katalüsaator toimib aktivatsioonienergia vähendamiseks. Katalüsaatori olemasolu põhjustab reaktsiooni mitmel seansil. Keemilise reaktsiooni reaktsioonietappide rida nimetatakse reageerimismehhanismiks. Reaktsiooniseansid on reageerimismehhanismis, nimelt vastuse kiirust määravas seansis, väga aeglased.

See on ülevaade Teave Knowledge.co.id kohta umbes Kokkupõrke teooria, võib olla kasulik.