Reaktionopeus ja katalyysi Flashcards
reaktionopeus
= lähtöaineen tai reaktiotuotteen määrän muutos aikayksikköä kohden
v = Δc / Δt (tämä esimerkki konsentraation muutkoselle)
kinetiikka
reaktionopeutta tutkiva kemian osa-alue
keskimääräinen nopeus vk (reaktio)
= nopeus, jolla reaktio on edennyt jonkin aikavälin kuluessa
esim. konsentraatiolle
vk = Δc / Δt = (c2-c1) / (t2-t1)
reaktion hetkellinen nopeus
nopeus, jolla reaktio etenee tietyllä ajanhetkellä (määritetään kuvaajasta kysytyn ajanhetken kohdalle piirretyn tangentin kulmakertoimena)
alkunopeus (reaktio)
koska aineen konsentraatio vaikuttaa reaktionopeuteen, on reaktion nopeus usein suurimmillaan alkutilanteessa, jolloin lähtöaineiden konsentraatio on suurin
mitä tarvitaan kemiallisen reaktion tapahtumiseksi?
lähtöaineiden törmättävä toisiinsa riittävän suurella energialla ja oikeasta suunnasta
siirtymäkompleksi
lähtöaineiden törmäyksen jälkeen muodostunut hetkellinen hyvin korkeaenerginen (verrattuna lähtöaineisiin) kompleksi/rakenne, joka hajoaa reaktiotuotteiksi tai takaisin lähtöaineiksi
-yhteen reaktioon voi sisältyä useamman siirtymäkompleksin muodostuminen ja purkaantuminen
aktivoitumisenergia Ea
siirtymäkompleksin muodostumiseen vaadittava energia
- mitä suurempi, sitä hitaammin reaktio tapahtuu, koska tällöin harvempi törmäys sisältää tarpeeksi liike-energiaa reaktion tapahtumiseksi
- voidaan mieltää “vallina”, joka lähtöaineiden on ylitettävä reaktion tapahtumiseksi
- energiadiagrammissa: käyrän huipun ja lähtöaineiden välinen energiaerotus
miten siirymäkompleksi merkitään
hakasulkeet ja ulkona yläkulmassa pystyviiva jonka läpi menee pieni yhtäsuurikuin merkki
miten reaktion energiadiagrammista voidaan päätellä, onko reaktio eksoterminen vai endoterminen?
jos reaktiotuotteiden energia on alhaisempi kuin lähtöaineiden -> eksoterminen (koska entalpiamuutos deltaH = Ereaktiotuotteet - Elähtöaineet)
jos reaktiotuotteiden energia taas on korkeampi kuin lähtöaineiden -> jostain on tultava / sitouduttava energiaa eli endoterminen
reaktionopeuteen vaikuttavat tekijät
reaktionopeutta nopeuttavat tekijät:
- lämpötilan kasvu (sitä enemmän hiukkasia jolla riittävä liike-energia)
- lähtöaineiden konsentraation kasvu (sitä enemmän törmäyksiä)
- pinta-alan kasvu (mitä hienojakoisempi aine->sitä enemmän aineella pinta-alaa->sitä enemmän lähtöainehiukkasten välisiä törmäyksiä)
- katalyytti (alentaa reaktion aktivoitumisenergiaa luomalla vaihtoehtoisen reaktioreitin, jonka Ea on alhaisempi kuin alkuperäisen reaktion)
katalyytti
aine, joka ei itse kulu reaktiossa, mutta nopeuttaa reaktiota tarjoamalla vaihtoehtoisen reaktioreitin
spesifisiä eli tietty katalyytti katalysoi vain tiettyä reaktiotyyppiä
katalyytti voi olla homogeeninen (samassa olomuodossa kuin reaktioon osallistuvat aineet) tai heterogeeninen (eri olomuodossa)
muuttaako katalyysi entalpiamuutoksen deltaH lukuarvoa?
ei koskaan; ei riipu reitistä
vaikuttaako katalyytti tasapainovakion K arvoon?
ei, koska etenevä ja palautuva reaktio nopeutuvat saman verran; katalyytin avulla tasapainotila saavutetaan nopeammin
mihin entsyymien toiminta perustuu?
niiden kolmiulotteiseen muotoon