KIMIKA

Erreakzio abiadura. Abiadura-ekuazioa

Kimika arloan sekulako jakinmina dago erreakzio kimikoen abiadura kontrolatzean, eta ahal izanez gero, abiadura aurrikustean. Esate baterako, elikagaiak deskonposatzen dituzten erreakzioak ahalik eta geldienak izatea komenigarria litzateke; beste alde batetik, ordea, ekoizpen prozesuak eragiten dituzten erreakzioen abiadura bizkortzea interesgarria litzateke, hala, komertzioan etekin gehiago lortuko bailituzkete. Erreakzio kimikoen abiadura kontrolatzeko bertan parte hartzen duten faktore guztiak ondo ezagutu beharko lirateke, eta arlo horren ardura zinetika kimikoak du.

Erreakzio-abiadura

Erreakzio kimiko baten abiadurak erreaktibo edo produktuen kontzentrazioan gertatu den aldaketa denborarekin lotzen du, eta hori adierazteko, gehienetan, unitate hau erabiltzen da: mol/l × s.

Erreakzio bat gertatzen denean, erreaktiboen molekulak desagertu egiten dira pixkanaka, eta hala produktuak sortzen dira. Erreakzioaren abiadura aztertzeko, erreaktiboen kontzentrazioa nola gutxitzen den edo produktuen kontzentrazioa nola handitzen den ikusi behar da. Erreakzioan:

Br2 (ac) + H - COOH (ac) ® 2 HBr (ac) + CO2 (g)

bere abiadura zehazteko erreaktiboen edo produktuen kontzentrazioan egon den aldaketa neurtu behar da, denbora kontuan hartuta. Produktua aukeratuz gero, abiaduraren adierazpenaren zeinua positiboa izango da, bere kontzentrazioaren aldaketa beti positiboa izango baita.

Bestalde, Br2 erreaktiboa aukeratuz gero, desagertzearen abiadurak zeinu negatiboa izango du:

Erreakzio-abiaduran eragina duten faktoreak

  • Egoera fisikoa: ioiek parte hartzen duten eta disoluzioan dauden erreakzio kimikoak, azido-basea (20. gaia ikusi) neutralizatzen duten erreakzioak, esate baterako, lotura kobalenteak hautsi behar diren erreakzioak baino bizkorragoak dira. Erreakzio heterogeneoetan, bi faseen arteko lotura azaleraren baitan egon ohi da abiadura, eta geroz eta zatiketa egoera handiagoa izan, gero eta mesedegarriagoa izango da.
  • Erreaktiboen kontzentrazioa: erreakzio abiadura handiagotu egiten da, erreaktiboen kontzentrazio batzuek ere, era berean, abiadura igotzen dutenean.
  • Tenperatura: gehienetan, tenperatura igotzean, erreakzio abiadura ere handitu egiten da.
  • Katalizatzaileak: oreka kimiko egoeran ez dute eraginik (16. gaia ikusi), baina abiadura igoarazten dute.

Abiaduraren ekuazioa eta abiaduraren konstantea

Abiadurak erreaktiboen kontzentrazioekin duen lotura adierazten duen erlazio matematikoari abiaduraren ekuazioa deitzen zaio; adierazpen hori modu esperimentalean zehaztu behar da. Ondorengo adibidean ikus daiteke hori:

2 NO (g) + Cl2 (g)® 2 NOCl (g)

modu esperimentalean aurkitu den abiaduraren ekuazioa, horrenbestez, ondorengo hau da:

Abiadura = k [NO]2[Cl2]

Erreakzioaren abiadura, Cl2-aren kontzentrazioa eta NO kontzentrazioaren berbidura zuzenki proportzionalak dira. Horregatik, erreakzioa lehenengo mailakoa da kloroari dagokionez, eta bigarren mailakoa nitrogeno monoxidoari dagokionez.

Erreakzio batean, abiaduraren ekuazioan erreaktibo baten kontzentrazioa berretzen dugun berretzaileari maila partziala deitzen zaio, erreaktibo horri dagokionez. Maila partzialen batuketa, hau da, abiadura ekuazio horren berretzaile guztien batura, erreakzioaren maila totala (edo guztizkoa) da. Adibide horretan, esate baterako, maila totala 3 da.

Honelako erreakzio kimiko baten aurrean, orokorrean egin behar dena hau da:

aA + bB ® cC + dD

abiaduraren ekuazioaren adierazpena hau da:

Abiadura = k [A]n[B]m

Ekuazio horretan n eta m modu esperimentalean lortzen dira eta A erreaktiboari eta B erreaktiboari dagokionez, erreakzioaren maila partziala adierazten dute. m + n batuketak erreakzioaren maila totala zein den adieraziko du.

Proportzionalitatearen konstantea k letraz adierazten da eta abiaduraren konstantea deitzen zaio. Formalki, erreakzioaren abiadura da, erreaktibo guztien kontzentrazioak unitatea direnean.

Abiaduraren konstantea espezifikoa da erreakzio kimiko bakoitzarentzat eta tenperaturaren menpe dago.

k unitate horiek erreakzioaren mailak zehazten ditu eta abiadura mol/l × s (denbora unitate bakoitzeko kontzentrazioaren aldaketa) unitateetan adierazi behar denez, baldintza horretara egokitu beharko da.

Abiadura-ekuazioaren determinazioa

Abiaduraren ekuazioa modu erraz batean adieraz daiteke hasierako abiaduraren metodoaren bidez, baldin eta erreaktiboen kontzentrazioak oraindik altuak badira eta berehalako abiadura neur badaiteke. Horretarako, erreaktiboetariko baten kontzentrazioaren abiadura nola aldatzen den aztertu behar da, baina gainerako erreaktiboena bere horretan mantenduz.

Br2-ren kontzentrazioaren aldaketa, denbora kontuan hartuta.

Erreakzio kimiko baten abiadura erreaktiboen zatiketa mailaren menpe dago

Zink hautsak azkarrago egiten du erreakzioa txirbiletan dagoen zinkak baino. Hori hidrogeno gaseosoa sortzeko behar den abiaduran argi geratzen da.

 

Abiadura konstantearen unitateak

Abiaduraren ekuazioaren itxuragatik, eta denbora unitatez kontzentrazio-aldaketa gisa abiadura adierazi beharragatik (gehienetan mol/l × s-etan) , aurretik zehaztuta egon ohi dira k-ren unitateak. Adibidez, erreakziorako:

2NO (g) + Cl2 (g) ®2NOCl (g)

25 oC-etan:

k = 1,2 x 102 mol-2 l2 s-1

abiadura hau denez:

abiadura = k [NO]2 [Cl2]

eta produktuak:

mol-2 l2 s-1(mol l-1)2 mol l-1

ondorengo abiadura-unitateak izango ditu:

mol l-1 s-1.