3.2 Sljedeća jedinica Čimbenici koji utječu na brzinu kemijske reakcije
3.1

Brzina kemijske reakcije

Moći ću:
  • objasniti pojam brzine kemijske reakcije
  • na temelju računa odrediti doseg reakcije
  • povezati doseg reakcije s množinom reakcijskih pretvorbi
  • izračunati brzinu kemijske reakcije, brzinu trošenja reaktanta i brzinu nastajanja produkta
  • grafički prikazati rezultate mjerenja brzine kemijske reakcije

Uvod

Brzina je sastavni dio života.

Brzina se definira kao fizikalna veličina kojom se opisuje gibanje.

Brzinom se pokazuje koliki je put prešlo (neko) tijelo u jedinici vremena.

Vrijednost prosječne brzine prikazana je omjerom:

v = \dfrac{\Delta s}{\Delta t}

gdje je:

Δs put koji je tijelo prešlo u vremenskom intervalu Δt.

Brzina se označava malim slovom v, koje je početno slovo latinske riječi za brzinu, velocitas.

Mjerna jedinica za brzinu u SI sustavu je metar u sekundi (m/s).

I kemijske reakcije odvijaju se različitim brzinama.

Brzina se definira kao fizikalna veličina kojom se opisuje gibanje, pokazuje koliki je put prešlo tijelo u jedinici vremena. Vrijednost prosječne brzine prikazana je omjerom:

v = \dfrac{\Delta s}{\Delta t}

gdje je  Δs put koji je tijelo prešlo u vremenskom intervalu Δt.
Brzina se označava malim slovom v, koji je početno slovo latinske riječi za brzinu, velocitas. Mjerna jedinica za brzinu u SI sustavu je metar u sekundi (m/s).

 

Više informacija o brzini možete pronaći u jedinici 1.3 Brzina u DOS-u Fizika 1.

 

I kemijske reakcije odvijaju se različitim brzinama. Proučite sljedeće primjere kemijskih reakcija. Što možete zaključiti o brzinama njihova odvijanja?

Navedene reakcije nisu napredovale jednakom (=) brzinom (v).

Reakcija korozije je primjer vrlo spore reakcije.

Reakcija natrija ( \ce{Na} ) i klora ( \ce{Cl} ) je primjer brze i burne reakcije.

Zaključite kojom se brzinom (v) odvija reakcija cinka ( \ce{Zn} ) s klorovodičnom kiselinom ( \ce{HCl} ) u odnosu na koroziju i reakciju natrija ( \ce{Na} ) i klora ( \ce{Cl} )?

Navedene reakcije nisu napredovale jednakom brzinom. Reakcija korozije je primjer vrlo spore reakcije, dok je reakcija natrija i klora primjer brze i burne reakcije.

Na poznatom vam primjeru reakcije cinka s klorovodičnom kiselinom, zaključite kojom se brzinom odvija ta reakcija u odnosu na koroziju i reakciju natrija i klora?

 

Fotografija prikazuje epruvetu u kojoj se nalazi prozirna tekućina, klorovodična kiselina. Na dnu se nalazi pločica cinka, na stjenkama pločice vide se mjehurići, pojava potvrđuje reakciju klorovodične kiseline i cinka.
Reakcija cinka i klorovodične kiseline

Kemijska kinetika (prema grč. ϰıνητıϰός: koji se giba, koji pokreće) bavi se proučavanjem brzine kemijske reakcije.
Kemijska kinetika proučava i čimbenike koji utječu na brzinu kemijske reakcije.

Brzina kemijske reakcije

Brzina kemijske reakcije opisuje napredovanje kemijske reakcije s vremenom.

Kemijska reakcija napreduje:

a) dok svi reaktanti ne izreagiraju do kraja

b) dok mjerodavni reaktant izreagira do kraja, a reaktant u suvišku samo djelomično

c) do uspostavljanja kemijske ravnoteže

 

Kemijska kinetika (prema grč. ϰıνητıϰός: koji se giba, koji pokreće) bavi se proučavanjem brzine kemijske reakcije kao i čimbenicima koji utječu na brzinu kemijske reakcije.

Brzina kemijske reakcije

Brzina kemijske reakcije opisuje napredovanje kemijske reakcije s vremenom. Kemijska reakcija napreduje:

  • dok svi reaktanti ne izreagiraju do kraja
  • dok mjerodavni reaktant izreagira do kraja, a reaktant u suvišku samo djelomično
  • do uspostavljanja kemijske ravnoteže.

U kemijskim reakcijama dolazi do pretvorbe reaktanata u produkte.

Koliko će nastati produkata i reagirati reaktanata možemo izraziti fizičkom veličinom koju nazivamo doseg reakcije.

Doseg reakcije označavamo grčkim slovom ksi, (ξ).

Doseg reakcije (ξ) pokazuje množinu jediničnih pretvorbi.

Množina jediničnih pretvorbi računa se tako da se množina (n) nekog od sudionika reakcije podijeli (:) sa stehiometrijskim koeficijentom (ν) tog istog sudionika.

Na sličan način moguće je izračunati doseg reakcije za svakog sudionika promatrane reakcije.

Brzina kemijske reakcije (v) opisuje napredovanje kemijske reakcije s vremenom.

Izražava se pomoću omjera dosega reakcije i vremena tijekom kojega je reakcija tekla.

Napredovanje reakcije (Δ ξ) definirano je izrazom:

\Delta\xi =\dfrac{\Delta n}{\nu_r} = \dfrac{\textrm{Δn, promjena množine jedne od tvari koja sudjeluje u reakciji}}{v_r , \textrm{stehiometrijski koeficijent te iste tvari (jednog od reaktanta ili produkata)}}

Objasnimo napredovanje reakcije na primjeru raspada vodikova peroksida (H2O2).

Jednadžba kemijske reakcije:
\ce{2H2O2(aq) ->[{katalizator}] 2H2O(l) + O2(g)}

Navedena jednadžba kemijske reakcije prikazuje kemijsku pretvorbu dviju molekula vodikova peroksida (H2O2) u dvije molekule vode (H2O) i jednu molekulu kisika (O2).

Budući da je broj takvih jediničnih pretvorbi jako velik, prati se promjena množine jednog od reaktanata ili produkata.

Zbog toga što se koncentracija (c) reaktanata tijekom reakcije smanjuje, stehiometrijski koeficijenti (ν) reaktanata su negativni (–).

Koncentracija (c) produkata raste i njihovi stehiometrijski koeficijenti (ν) su pozitivni (+).

Prema tome stehiometrijski koeficijenti (ν) u navedenoj reakciji su:
\nu(\ce{H2O2}) = -2 \\ \nu(\ce{H2O}) = 2 \\ \nu(\ce{O2}) = 1

U kemijskim reakcijama dolazi do pretvorbe reaktanata u produkte. Koliko će nastati produkata i reagirati reaktanata možemo izraziti fizičkom veličinom koju nazivamo doseg reakcije i označiti ga grčkim slovom ksi, (ξ).

Doseg reakcije pokazuje množinu jediničnih pretvorbi koju se računa tako da se množina nekog od sudionika reakcije podijeli sa stehiometrijskim koeficijentom tog istog sudionika. Na sličan način moguće je izračunati doseg reakcije za svakog sudionika promatrane reakcije.

Brzina kemijske reakcije opisuje napredovanje kemijske reakcije s vremenom, a izražava se pomoću omjera dosega reakcije i vremena tijekom kojega je reakcija tekla. Napredovanje reakcije definirano je izrazom:

\Delta\xi =\dfrac{\Delta n}{\nu}

gdje je:
Δn – promjena množine jedne od tvari koja sudjeluje u reakciji
\nu – stehiometrijski koeficijent te iste tvari (jednog od reaktanta ili produkata).

Objasnimo napredovanje reakcije na primjeru raspada vodikova peroksida.

\ce{2H2O2(aq) ->[{katalizator}] 2H2O(l) + O2(g)}

Navedena jednadžba kemijske reakcije prikazuje kemijsku pretvorbu dviju molekula vodikova peroksida u dvije molekule vode i jednu molekulu kisika.

Budući da je broj takvih jediničnih pretvorbi jako velik, prati se promjena množine jednog od reaktanata ili produkata.

Zbog toga što se koncentracija reaktanata tijekom reakcije smanjuje, stehiometrijski koeficijenti reaktanata su negativni, dok koncentracija produkata raste i njihovi stehiometrijski koeficijenti su pozitivni.

Prema tome stehiometrijski koeficijenti u navedenoj reakciji su:
\nu(\ce{H2O2}) = -2 \\ \nu(\ce{H2O}) = 2 \\ \nu(\ce{O2}) = 1

Riješeni primjer 1

Na početku reakcije množina vodikova peroksida ( n_1, \ce{H2O2} ) bila je 3,00 mola.

Nakon nekog vremena ostala je množina 0,500 mola ( n_2, \ce{H2O2} ).

Za koliko je napredovala reakcija?

Zadano je:

n_{1}(\ce{H2O2}) = \pu{3 mol}
n_{1} = n_{\textrm{početno}}
n_{2}(\ce{H2O2}) = \pu{0,5 mol}
n_{2} = n_{\textrm{konačno}}
\Delta n = n_{2} – n_{1}
\Delta n(\ce{H2O2}) = \pu{0,5 mol} – \pu{3 mol} = \pu{-2,5 mol}
\nu(\ce{H2O2}) = -2

Traži se:

\Delta \xi = ?

Izradak:

\Delta\xi = \dfrac{\Delta n(\ce{H2O2})}{\nu(\ce{H2O2})} = \dfrac{\pu{-2,5 mol}}{-2} = \pu{1,25 mol}

Odgovor:

Rekcija je napredovala za 1,25 mola.

Riješeni primjer 1.

Ako uzmemo da je na početku reakcije množina vodikova peroksida bila 3,00 mola, a nakon nekog vremena ostala je množina 0,500 mola, za koliko je napredovala reakcija?

Zadano je:

n_{1}(\ce{H2O2}) = \pu{3,00 mol}
n_{1} = n_{\textrm{početno}}
n_{2}(\ce{H2O2}) = \pu{0,500 mol}
n_{2} = n_{\textrm{konačno}}
\Delta n = n_{2} – n_{1}
\Delta n(\ce{H2O2}) = \pu{0,500 mol} – \pu{3,00 mol} = \pu{-2,50 mol}
\nu(\ce{H2O2}) = -2

Traži se:

\Delta \xi = ?

Izradak:
\Delta\xi = \dfrac{\Delta n(\ce{H2O2})}{\nu(\ce{H2O2})} = \dfrac{\pu{-2,50 mol}}{-2} = \pu{1,25 mol}

 

Odgovor:Reakcija je napredovala za 1,25 mola.

Mjerna jedinica napretka reakcije (dosega reakcije), Δ ξ, jednaka (=) mjernoj jedinici za množinu tvari (n).

Mjerna jedinica napretka reakcije (dosega reakcije), Δ ξ, je mol.

Za istu reakciju doseg će biti isti, bez obzira računamo li preko reaktanata ili produkata.

Brzina reakcije (v) je omjer dosega reakcije (Δξ ) i vremena (Δt) tijekom kojega je reakcija tekla:

v =\dfrac{\Delta \xi}{\Delta t} .

Zbog praktičnih razloga tu istu brzinu (v) moguće je izraziti na drugi način.
Naime, budući da je volumen (V) u mnogim reakcijama stalan, relaciju možemo proširiti s volumenom:

    1. v = \dfrac{\Delta \xi}{\Delta t \cdot V}
    v = \dfrac{\Delta n}{\nu_{\textrm{r}}\cdot\Delta t\cdot V}

 

Koncentraciju tvari lakše možemo mjeriti nego li množinu tvari (n).
Stoga, izraz za brzinu reakcije možemo napisati pomoću koncentracije (c):

v =\dfrac{\Delta c}{\nu\Delta t}

gdje je:
v – brzina kemijske reakcije
Δc – (promjena ) prirast množinske koncentracije
\nu  – stehiometrijski koeficijent
Δt – vremenski interval.

Mjerna jedinica za brzinu kemijske reakcije u SI sustavu je mol dm–3 s–1 (čtamo: mol po kubnom decimetru u sekundi)

Prosječna brzina kemijske reakcije

Prosječna brzina (v) kemijske reakcije ovisi o prirastu množinske koncentracije (∆c) reaktanata ili produkata u odabranom vremenskom intervalu (∆t).

Može se zaključiti da je mjerna jedinica napretka reakcije (dosega reakcije) jednaka mjernoj jedinici za množinu tvari, mol. Za istu reakciju doseg će biti isti, bez obzira računamo li preko reaktanata ili produkata.
Vratimo se sada na pojam ”brzina kemijske reakcije”. Brzina reakcije je omjer dosega reakcije i vremena tijekom kojega je reakcija tekla:

v =\dfrac{\Delta \xi}{\Delta t} .

 

Zbog praktičnih razloga tu istu brzinu moguće je izraziti na drugi način. Naime, budući da je volumen u mnogim reakcijama stalan, relaciju možemo proširiti s volumenom:

v = \dfrac{\Delta \xi}{\Delta t \cdot V}

v = \dfrac{\Delta n}{\nu\cdot\Delta t\cdot V}

 

Budući da koncentraciju tvari lakše možemo mjeriti nego li množinu tvari, izraz za brzinu reakcije možemo napisati pomoću koncentracije:

v =\dfrac{\Delta c}{\nu\Delta t}

gdje je:
v – brzina kemijske reakcije
Δc – (promjena ) prirast množinske koncentracije
\nu  – stehiometrijski koeficijent
Δt – vremenski interval.

Mjerna jedinica za brzinu kemijske reakcije u SI sustavu je
mol dm–3 s–1.

Prosječna brzina kemijske reakcije

Prosječna brzina kemijske reakcije ovisi o prirastu množinske koncentracije reaktanata ili produkata u odabranom vremenskom intervalu.

Grafikon: Prosječna brzina kemijske reakcije

Prosječna brzina kemijske reakcije

Općenito, za hipotetsku reakciju:

aA + bB → cC + dD

brzinu (v) možemo iskazati pomoću bilo kojeg od sudionika reakcije:

\begin{align} v =& -\dfrac{1}{\textrm{a}}\cdot\dfrac{\Delta c(\textrm{A})}{\Delta t} \\ v =& -\dfrac{1}{\textrm{b}}\cdot\dfrac{\Delta c(\textrm{B})}{\Delta t} v =& -\dfrac{1}{ν}\cdot\dfrac{\Delta c(\textrm{R})}{\Delta t} = -\dfrac{c_{2}(\textrm{R}) – c_{1}(\textrm{R})}{\Delta t} \end{align}

\begin{align} &v = \dfrac{1}{\textrm{c}}\cdot\dfrac{\Delta c(\textrm{C})}{\Delta t} \\ &v = \dfrac{1}{\textrm{d}}\cdot\dfrac{\Delta c(\textrm{D})}{\Delta t}\\ \end{align}

\begin{align} &v = \dfrac{1}{ν}\cdot\dfrac{\Delta c(\textrm{P})}{\Delta t} = -\dfrac{c_{2}(\textrm{P}) – c_{1}(\textrm{P})}{\Delta t}\\ \end{align}
v = -\dfrac{1}{\textrm{a}}\cdot\dfrac{\Delta c(\textrm{A})}{\Delta t} = -\dfrac{1}{\textrm{b}}\cdot\dfrac{\Delta c(\textrm{B})}{\Delta t} = \dfrac{1}{\textrm{c}}\cdot\dfrac{\Delta c(\textrm{C})}{\Delta t} =\dfrac{1}{\textrm{d}}\cdot\dfrac{\Delta c(\textrm{D})}{\Delta t}

Za mjerenje brzine kemijske reakcije (v) može se odabrati bilo koji reaktant ili produkt.
Može se mjeriti promjena koncentracije (∆c) odabranog reaktanta ili produkta tijekom vremena (∆t).

Osim brzine kemijske reakcije razlikujemo brzinu trošenja reaktanata, v (R), i brzinu nastajanja produkata, v (P) :
v(\textrm{R}) = -\dfrac{\Delta c(\textrm{R})}{\Delta t} = -\dfrac{\Delta c_{2}(\textrm{R}) – c_{1}(\textrm{R})}{\Delta t}

 

v(\textrm{P}) = -\dfrac{\Delta c(\textrm{P})}{\Delta t} = -\dfrac{\Delta c_{2}(\textrm{P}) – c_{1}(\textrm{P})}{\Delta t}

 

Podijelimo (:) li brzinu trošenja reaktanata, v (R), ili brzinu nastajanja produkata produkata, v (P)  s odgovarajućim sehiometrijskim koeficijentom (νr) tada se dobije vrijednost brzine kemijske reakcije.

 

Općenito, za hipotetsku reakciju:

\ce{\textrm{aA} + \textrm{bB} → \textrm{cC} + \textrm{dD}}

brzinu možemo iskazati pomoću bilo kojeg od sudionika reakcije:

a)  reaktanata (A i B):

\begin{align} v =& -\dfrac{1}{\textrm{a}}\cdot\dfrac{\Delta c(\textrm{A})}{\Delta t} \\ v =& -\dfrac{1}{\textrm{b}}\cdot\dfrac{\Delta c(\textrm{B})}{\Delta t}\\ \end{align}

 

b) produkata (C i D):

\begin{align} &v = \dfrac{1}{\textrm{c}}\cdot\dfrac{\Delta c(\textrm{C})}{\Delta t} \\ &v = \dfrac{1}{\textrm{d}}\cdot\dfrac{\Delta c(\textrm{D})}{\Delta t}\\ \end{align}

 

Osim brzine kemijske reakcije razlikujemo;

a) brzinu trošenja reaktanata:

v = -\dfrac{\Delta c(\textrm{R})}{\Delta t} = -\dfrac{\ c_{2}(\textrm{R}) – c_{1}(\textrm{R})}{\Delta t}

 

b) brzinu nastajanja produkata:

v = \dfrac{\Delta c(\textrm{P})}{\Delta t} = \dfrac{\ c_{2}(\textrm{P}) – c_{1}(\textrm{P})}{\Delta t}

 

Podijelimo li brzinu trošenja reaktanata ili brzinu nastajanja produkata s odgovarajućim stehiometrijskim koeficijentom tada se dobije vrijednost brzine kemijske reakcije.

Za znatiželjne
Fotografija prikazuje stilizirane simbole uskličnika i upitnika koji stoje jedan nasuprot drugoga, simboli su crne boje, nalaze se na plavoj podlozi.

Zakon brzine reakcije

Pojam zakona brzine formulirali su Guldberg i Waage tzv. zakonom o djelovanju masa.

Brzina reakcije (v) proporcionalna je koncentracijama reagirajućih tvari.

Prema tome za navedenu hipotetsku reakciju:

aA + bB → cC + dD

vrijedi:

v = k\cdot c(\textrm{A})^{\textrm{a}}\cdot c(\textrm{B})^{\textrm{b}}

k – konstanta brzine kemijske reakcije

Ta se jednadžba zove zakon brzine reakcije.

Brzina reakcije (v) jednaka (=) je umnošku (∙) konstante brzine reakcije i množinskih koncentracija (c) reaktanata potenciranih apsolutnim vrijednostima njihovih stehiometrijskih koeficijenata (ν).

Red reakcije

Osim zakona brzine reakcije Guldberg i Waage formulirali su i red reakcije.

O mehanizmu kinetike kemijskih reakcija, to jest o putu kojim se odvijaju, ne možemo zaključivati samo na osnovi jednadžbe kemijske reakcije.

Za takve spoznaje potrebno je eksperimentalnim putem ispitati odnos brzine (v) i koncentracije (c) reaktanata koje sudjeluju u kemijskoj reakciji, odnosno red reakcije.

Eksponent u zakonu brzine određuje red reakcije i utjecaj koncentracije (c) svakog reaktanta na brzinu (v) reakcije.

Kemijske reakcije mogu se podijeliti prema redu reakcije.

 

Za znatiželjne
Fotografija prikazuje stilizirane simbole uskličnika i upitnika koji stoje jedan nasuprot drugoga, simboli su crne boje, nalaze se na plavoj podlozi.

Zakon brzine reakcije

Pojam zakona brzine formulirali su Guldberg i Waage tzv. zakonom o djelovanju masa.

Brzina reakcije proporcionalna je koncentracijama reagirajućih tvari.

Prema tome za navedenu hipotetsku reakciju:

\ce{\textrm{aA} + \textrm{bB} → \textrm{cC} + \textrm{dD}}

vrijedi:

v = k\cdot c(\textrm{A})^{\textrm{a}}\cdot c(\textrm{B})^{\textrm{b}}

k – konstanta brzine kemijske reakcije

Ta se jednadžba zove zakon brzine reakcije.

Brzina reakcije jednaka je umnošku konstante brzine reakcije i množinskih koncentracija reaktanata potenciranih apsolutnim vrijednostima njihovih stehiometrijskih koeficijenata.

Red reakcije

Osim zakona brzine reakcije Guldberg i Waage formulirali su i red reakcije. O mehanizmu kinetike kemijskih reakcija, to jest o putu kojim se odvijaju, ne možemo zaključivati samo na osnovi jednadžbe kemijske reakcije.

Za takve spoznaje potrebno je eksperimentalnim putem ispitati odnos brzine i koncentracije reaktanata koje sudjeluju u kemijskoj reakciji, odnosno red reakcije. Eksponent u zakonu brzine određuje red reakcije i utjecaj koncentracije svakog reaktanta na brzinu reakcije. Kemijske reakcije mogu se podijeliti prema redu reakcije.

Red reakcije

v = k\cdot c(\textrm{A})^n

n = 0; reakcija nultog reda
n = 1; reakcija prvog reda
n = 2; reakcija drugog reda

Reakcija nultog reda

\ce{\textrm{A} → \textrm{produkti}}

v = k\cdot c(\textrm{A})^0

reakcija nultog reda, n = 0

(brzina ne ovisi o koncentraciji tvari A)

Reakcija prvog reda

\ce{\textrm{A} → \textrm{produkti}}

v = k\cdot c(\textrm{A})^1

reakcija prvog reda, n = \pu{1}

(brzina reakcije ovisi o koncentraciji tvari A)

Reakcije drugog reda

\ce{\textrm{A + B} → \textrm{produkti}}

reakcija drugog reda, n = \pu{2}

v = k\cdot c(\textrm{A})^{1}\cdot c(\textrm{B})^1

\ce{2\textrm{A} → \textrm{produkti}}

reakcija drugog reda, n = \pu{2}

v = k\cdot c(\textrm{A})^2

1 / 4

Zadatak 1.

Za reakciju: A → produkti, dobiveni su sljedeći podatci:

Tablica 1.
c(A)/mol L-1 v/ mol L-1 s-1
0,10 0,15
0,20 0,30
0,40 0,60

Odgovorite na pitanja:

a) Kako se mijenja početna brzina reakcije (v) ako se koncentracija (c) reaktanta A udvostruči (∙ 2)?

b) Napišite  matematički izraz (zakon brzine) koji pokazuje funkcionalnu ovisnost početne brzine reakcije (v) i koncentracije (c)  reaktanta A.

c) Kako se naziva reakcija čija brzina (v) slijedi uočenu zakonitost?

Odgovori:

a) Podatci iz tablice pokazuju da će se i početna brzina (v) udvostručiti (·2).
b) v = k\cdot c(\textrm{A})^1
c) Reakcija je prvog reda.

Zadatak 1

\ce{\textrm{A} → \textrm{produkti}}

Za neku reakciju u kojoj  se reaktant A razlaže na produkte, dobiveni su sljedeći podatci:

Tablični podatci
c(A)/mol L-1 v/ mol L-1 s-1
0,10 0,15
0,20 0,30
0,40 0,60


Odgovorite na pitanja:

a) Kako se mijenja početna brzina reakcije ako se koncentracija reaktanta A udvostruči?
b) Napišite matematički izraz (zakon brzine) koji pokazuje funkcionalnu ovisnost početne brzine reakcije i koncentracije reaktanta A.
c) Kako se naziva reakcija čija brzina slijedi uočenu zakonitost?

Odgovori:

a) Podatci iz tablice pokazuju da će se i početna brzina udvostručiti.
b) v = k\cdot c(\textrm{A})^1
c) Reakcija je prvog reda.

Zadatak 2

Za reakciju \ce{\textrm{A} + \textrm{B} -> 2\textrm{C}} ispitivan je utjecaj koncentracija (c) reaktanata na početnu brzinu (v) pri stalnoj temperaturi. Dobiveni su sljedeći podatci:

Tablica 2.
pokus c(A)/mol L-1 c(B)/mol L-1 v /mol L-1 s-1
1 0,10 0,010 1,2 x 10-5
2 0,10 0,040 4,8 x 10-5
3 0,20 0,010 2,4 x 10-5

 

a) Kako na brzinu (v) reakcije utječe povećanje koncentracije (c) reaktanta A?

b) Kako na brzinu reakcije (v) utječe povećanje koncentracije (c) reaktanta B?

c) Kojeg je reda ta reakcija?

d) Izračunajte koeficijent brzine reakcije.

Odgovori:

a) Ako se koncentracija (c) reaktanta A udvostruči (·2) i brzina (v) reakcije se udvostruči (·2).
b) Ako se koncentracija (c) reaktanta B poveća četiri puta (·4) i brzina (v) reakcije se poveća četiri puta (·4) .
c) Reakcija drugog reda  v = k\cdot c(\textrm{A})^{1}\cdot c(\textrm{B})^1
d) k = \pu{1,2E-2 mol L-1 s-1}

Zadatak 2

Za reakciju \ce{\textrm{A} + \textrm{B} -> 2\textrm{C}} ispitivan je utjecaj koncentracija reaktanata na početnu brzinu pri stalnoj temperaturi. Dobiveni su sljedeći podatci:

Tablični podatci
pokus c(A)/mol L-1 c(B)/mol L-1 v /mol L-1 s-1
1 0,10 0,010 1,2 x 10-5
2 0,10 0,040 4,8 x 10-5
3 0,20 0,010 2,4 x 10-5


Odgovorite na pitanja:

a) Kako se mijenja brzina reakcije, ako se udvostruči koncentracija reaktanta A?
b) Kako se mijenja brzina reakcije, ako se četiri puta poveća koncentracija reaktanta B?
c) Kojeg je reda ta reakcija?
d) Izračunajte koeficijent brzine reakcije.

Odgovori:

a) Ako se koncentracija reaktanta A udvostruči i brzina reakcije se udvostruči.
b) Ako se koncentracija reaktanta B poveća četiri puta i brzina reakcije se poveća četiri puta.
c) Reakcija drugog reda  v = k\cdot c(\textrm{A})^{1}\cdot c(\textrm{B})^1
d) k = \pu{1,2E-2 mol L-1 s-1}

Klikom odaberite jedan točan odgovor.

Odaberite točan odgovor.

Koji od navedenih izraza prikazuje brzinu (v) nastajanja amonijaka (NH3).

\ce{N2(g) + 3H2(g) -> 2NH3(g)}

 

Netočno
Točno

Klikom odaberite jedan točan odgovor.

Odaberite točan odgovor.

Jednadžba kemijske reakcije prikazuje sintezu amonijaka (NH3).

Koji od navedenih izraza prikazuje brzinu (v) kemijske reakcije?

\ce{N2(g) + 3H2(g) -> 2NH3(g)}

Netočno
Točno

Klikom odaberite jedan točan odgovor.

Odaberite točan odgovor.

Brzina kemijske reakcije (v) iskazana je izrazima:

v = -\dfrac{1}{2}\cdot\dfrac{\Delta c(\ce{N2O5})}{\Delta t}
v = \dfrac{1}{4}\cdot\dfrac{\Delta c(\ce{NO2})}{\Delta t}
v = \dfrac{\Delta c(\ce{O2})}{\Delta t}

Odaberite ispravno napisanu jednadžbu kemijske reakcije.

Netočno
Točno
{{correctPercent}}%

Želite li pokušati ponovo?

Klikom odaberite jedan točan odgovor.

Odaberite točan odgovor.

Koji od navedenih izraza prikazuje brzinu nastajanja amonijaka.

\ce{N2(g) + 3H2(g) -> 2NH3(g)}

Netočno
Točno

Klikom odaberite jedan točan odgovor.

Odaberite točan odgovor.

Jednadžba kemijske reakcije prikazuje sintezu amonijaka. Koji od navedenih izraza prikazuje brzinu kemijske reakcije?

\ce{N2(g) + 3H2(g) -> 2NH3(g)}

Netočno
Točno

Klikom odaberite jedan točan odgovor.

Odaberite točan odgovor.

Brzina kemijske reakcije iskazana je izrazima:

v = -\dfrac{1}{2}\cdot\dfrac{\Delta c(\ce{N2O5})}{\Delta t}
v = \dfrac{1}{4}\cdot\dfrac{\Delta c(\ce{NO2})}{\Delta t}
v = \dfrac{\Delta c(\ce{O2})}{\Delta t}

Odaberite ispravno napisanu jednadžbu kemijske reakcije.

Netočno
Točno
{{correctPercent}}%

Želite li pokušati ponovo?

Ako je brzina nastanka produkta C, v (C), za hipotetsku reakciju:

\ce{3\textrm{A} -> \textrm{B} + \textrm{C}}
\pu{0,30 mol L-1 s-1} ,  tada je brzina reaktanta A, v (A), __________ \pu{mol L-1 s-1} , produkta B, v (B) ___________
\pu{mol L-1 s-1}
Rezultate iskažite na dvije značajne znamenke.

Odgovor: + pojašnjenje
v(\textrm{A}) = \pu{0,45 mol L-1 s-1}   v (A) = 0,45 mol L–1 s–1
v(\textrm{B}) = \pu{0,15 mol L-1 s-1}    v (B) = 0,15 mol L–1 s–1
Brzina nastajanja produkta B jednaka (=) je brzini reakcije (v).
Brzina reakcije, v(reakcije), je dva puta (∙2) manja (<) od nastanka produkta C.
Brzina trošenja reaktanta A tri puta (∙3) je veća (>) od brzine reakcije, v(reakcije).

Ako je brzina nastanka produkta C za hipotetsku reakciju:

\ce{3\textrm{A} -> \textrm{B} + 2\textrm{C}}

v(C) = 0,30 \pu{mol L-1 s-1} , tada je brzina trošenja reaktanta A __________ \pu{mol L-1 s-1} , produkta B ___________ \pu{mol L-1 s-1} .

Rezultate iskažite na dvije značajne znamenke.

Odgovor i pojašnjenje:

v(\textrm{A}) = \pu{0,45 mol L-1 s-1}
v(\textrm{B}) = \pu{0,15 mol L-1 s-1}

Brzina nastajanja produkta B jednaka je brzini reakcije, koja je dva puta manja od nastanka produkta C. Brzina trošenja reaktanta A tri puta je veća od brzine reakcije.

Riješeni primjer 2

Pri katalitičkoj oksidaciji amonijaka ( \ce{NH3} ) uz katalizator kromov (III) oksid ( \ce{Cr2O3} ) nastaju dušik ( \ce{N2} ) i vodena para ( \ce{H2O,\textrm{g}}