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cinétique chimique
La vitesse de réaction
Théorie collision
réaction élémentaire
molécularité
L'équation cinétique
ordre de réaction
constante de vitesse
équation Arrhenius
équation eyring
Transition État théorie
transition État
Mécanisme de réaction
L'énergie d'activation
approximation de régime permanent
Effet isotopique cinétique
catalyse
catalyseur
catalyse homogène
catalyse hétérogène
catalyseur de transfert de phase
catalyse enzymatique
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Activité catalytique
site actif
support catalytique
la désactivation du catalyseur
Catégorie: Cinétique chimique

la cinétique chimique Il est la branche chimie qui étudie vitesse de réaction et les facteurs qui l'affectent. Son champ d'étude est également étendue aux mécanismes impliqués dans la formation des produits finaux.

espèces stables et métastables

cinétique chimique
Les effets de l'augmentation de la concentration dans les réactions chimiques

Dans la nature, il y a des réactions thermodynamiquement permis (et donc avec ÀG<0), ma talmente lente da non avvenire in pratica.

Un exemple est la combustion de papier en présence de 'oxygène et dell 'air: A température ambiante, la réaction est si lent qu'il faut des décennies à l'oxygène pour « brûler » une couche de surface du papier, ce qui rend jaune et fragile. Le papier est défini pour ce composé métastable, à savoir un composé instable d'un point de vue thermodynamique, mais stable d'un point de vue cinétique.

Ou bien, le carbone, dont la forme stable est le graphite (Présent par exemple dans la tête au crayon), tandis que le diamant il est une forme métastable. Mais la transformation du graphite en diamant est si lent que pratiquement le diamant reste tel.

Les réactions lentes peuvent être favorisées cinétiquement en utilisant appropriés catalyseurs ce qui abaisse l'énergie d'activation, en augmentant le nombre d'impact effectif diminuant ainsi les temps de réaction chimique.

En réaction a lieu

cinétique chimique
Graphique montrant la variation dell 'énergie potentielle en fonction de coordonner réaction. La réaction générale est décrite X → Y (avec sa réaction inverse), ainsi qu'une comparaison est faite dans le cas où il y a un catalyseur (Ligne rouge). La différence d'énergie entre produire et réactifs Il représenteenthalpie de réaction (AH).

Pour qu'une réaction chimique se produise, il est nécessaire que réactifs posséder un niveau d'énergie minimal défini énergie d'activation. Dans ces conditions, liens originaires qui caractérisent les molécules des corps réactionnels subissent un clivage avec formation de nouvelles liaisons qui donnent lieu à un composé intermédiaire et métastable, caractérisé en haut énergie potentielle et définie comme « complexe activé ». Ainsi, les nouvelles liaisons chimiques faibles nouvellement formés subissent la formation d'un réarrangement définitif produire réaction final.

Graphiques comme celui montré sur le côté couramment rencontrés dans la cinétique chimique et montrent la variation de l'énergie potentielle en fonction du cours de la réaction (la coordonnée réaction dite); Ils sont utiles pour décrire qualitativement le chemin d'une réaction. Il est souvent signalé, pour des raisons d'exemple, seulement un maximum d'énergie potentielle (énergie correspondant au complexe activé), mais en réalité ceux-ci au maximum sont généralement plus d'un.

Une approche plus élaborée est basée sur l'étude de surfaces d'énergie potentielle.

Etude cinétique d'une réaction

Une étude cinétique de la vitesse d'une réaction peut être réalisée en surveillant la concentrations des espèces présentes au cours de la réaction et la recherche d'une fonction mathématique qui se rapproche le meilleur de ces valeurs. En répétant les mesures à différentes températures peuvent être obtenues les conditions optimales dans lesquelles pour réaliser une réaction et certains paramètres tels que l'énergie d'activation ou de la vitesse constante d'une réaction.

A cet effet, il est communément utilisé des dispositifs qui permettent de réaliser la réaction en utilisant un écoulement continu des réactifs, ou en bloquant alternativement à un moment donné ce flux (flux arrêté). réactions beaucoup plus rapides, l'ordre de nanosecondes et picoseconde, peuvent être étudiés en utilisant la photolyse flash. Quand il concerne également isoler les intermédiaires, par exemple, de les caractériser par la suite, applique la trempe chimique ou par refroidissement: dans le premier cas, la réaction est arrêtée à un stade donné, en ajoutant au mélange des réactifs d'un autre composé, tandis que dans le deuxième on a recours à un refroidissement brusque.

L'étude de Mécanisme de réaction Il est réalisé en supposant un chemin de réaction et suffragandolo ensuite expérimentalement (par exemple à travers la spectroscopie) Vérification de la présence du mécanisme hypothétique dans le produit intermédiaire ou sous-produits résultant de réactions secondaires admises par le mécanisme hypothétique. L'important est aussi la rétroaction pratique du réel stéréochimie réaction.

Facteurs influant sur la vitesse de réaction

Les facteurs qui influent sur la vitesse de réaction peut donc vous: Liste sommaire

  1. Nature réactif: Comme dans une réaction chimique de rupture liens et si elles forment de nouveau, la vitesse dépend de la force des obligations existantes.
  2. La surface de contact: L'augmentation de la surface de contact augmente la vitesse de réaction.
  3. La concentration des réactifs: La vitesse augmente avec la concentration. L 'équation qui est en corrélation avec la vitesse de réaction la concentration des réactifs est dit cinétique de la loi.
  4. température: Une augmentation de la température augmente la vitesse de réaction, en moyenne 2 fois tous les 10 ° C température.
  5. Présence de catalyseursDe nombreuses réactions se produisent très lentement pour ne pas catalysée par des substances organiques et inorganiques (catalyseurs) ou biologiques (enzymes).

Importance de la cinétique chimique

L'importance de la cinétique est remarquable, car il est la base de toute la planification et l'optimisation des produits chimiques des processus de production, y compris les aspects liés à leur sécurité. En particulier, une grande importance est le développement de spécifique catalyseurs qui ne sont pas seulement utiles pour augmenter la vitesse de réaction, mais permettent souvent la synthèse dans des conditions de fonctionnement (pression, température) moins drastiques avec une énergie considérables qui en découlent et des économies de coûts.

bibliographie

  • Richard Feynman, Les conférences Feynman sur la physique, Bologne, Zanichelli, 2001 ISBN 978-88-08-16782-8.:
    • Vol I, par. 42-4: Cinétique chimique
  • James E. Maison, Principes de Cinétique chimique, deuxième édition, Academic Press, 2007. ISBN 978-0-12-356787-1.
  • Luis Arnaut, Sebastiao José Formosinho, Hugh Burrows, Cinétique chimique: de la structure moléculaire de Réactivité chimique, Elsevier Science, 2006. ISBN 0-444-52186-0.

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