Kinetyka i statyka chemiczna – powtórka do sprawdzianu

Szybkość reakcji, katalizator i energia aktywacji

• Katalizator obniża E_a i przyspiesza reakcję w obu kierunkach, ale nie zmienia ΔH.
• Szybkość reakcji to zmiana stężenia substratu lub produktu w jednostce czasu: v = Δc przez Δt (bierzemy wartość dodatnią). Tu v to szybkość [mol/(dm³·s)], Δc – zmiana stężenia [mol/dm³], Δt – czas [s].
• Katalizator przyspiesza reakcję, a po jej zakończeniu jest chemicznie taki sam (nie zużywa się). Inhibitor ją spowalnia (np. konserwanty w żywności). Enzymy to katalizatory biologiczne.

Obliczanie szybkości, równanie kinetyczne i rząd reakcji (rozszerzenie)

• Rząd reakcji ustalasz z danych doświadczalnych, a k zależy od temperatury, nie od stężeń.
• Rząd reakcji to suma wykładników (m + n). Wykładniki wyznacza się z doświadczeń, a nie z współczynników równania (są im równe tylko dla reakcji jednoetapowych).
• Teoria zderzeń: reakcja zachodzi, gdy cząsteczki zderzą się z odpowiednią energią (≥ E_a) i właściwym ustawieniem. Reguła van ’t Hoffa (orientacyjnie): ogrzanie o 10°C przyspiesza reakcję 2–4 razy.

Reakcje odwracalne i równowaga chemiczna (rozszerzenie)

• Równowaga jest dynamiczna: reakcje wciąż zachodzą, tylko z równą szybkością. Stężenia są stałe, ale zwykle nierówne.
• Reakcja odwracalna zachodzi w obu kierunkach i zapisujemy ją strzałką ⇌, np. N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃. Nieodwracalna biegnie praktycznie do końca (spalanie, wytrącanie osadu, ulatnianie gazu z otwartego naczynia).
• Stan równowagi to moment, gdy szybkość reakcji w prawo i w lewo jest równa, a stężenia substratów i produktów przestają się zmieniać.

Stała równowagi i obliczenia stężeń równowagowych (rozszerzenie)

• Do K wstawiasz stężenia równowagowe: początkowe ± zmiana wynikająca ze stechiometrii.