Keemiline kineetika
Keemiline kineetika, mida nimetatakse ka reaktsioonikineetikaks, uurib, kui kiiresti toimuvad keemilised reaktsioonid. See hõlmab ka selle uurimist, kuidas erinevad tingimused, näiteks temperatuur, rõhk või kasutatav lahusti, mõjutavad reaktsiooni kiirust. Keemilist kineetikat saab kasutada ka reaktsioonimehhanismide ja üleminekuolekute väljaselgitamiseks.
Keemilise kineetika põhiideed nimetatakse kokkupõrketeooriaks. See väidab, et reaktsiooni toimumiseks peavad molekulid omavahel kokku põrkuma. Reaktsiooni kiiruse suurendamise viisid peavad seega suurendama kokkupõrgete arvu. Seda saab teha mitmel viisil.
Katsete abil on võimalik arvutada reaktsioonikiirusi, millest saab kiiruse seadused ja kiiruskonstandid. Kiiruse seadus on matemaatiline avaldis, mille abil saab arvutada reaktsiooni kiirust, arvestades reaktiivide kontsentratsiooni.
Suurema kontsentratsiooni korral tabavad molekulid üksteist kergemini ja seega on reaktsiooni kiirus suurem.
Reaktsiooni järjekord
tasakaal on oma olemuselt dünaamiline
On olemas palju erinevaid määrasid, kuid kõige levinumad on järgmised:
- nulljärjestuse reaktsioon: kiirus ei sõltu kontsentratsioonist
- esimese astme reaktsioon: kiirus sõltub ainult ühe reageeriva aine kontsentratsioonist
- teise astme reaktsioon: kiirus sõltub kahe reageeriva aine kontsentratsioonist või ühe reageeriva aine kontsentratsioonist ruutu.
Nende andmete põhjal on võimalik mõelda reaktsioonimehhanismi üle. Kui tegemist on näiteks teise järjekorra reaktsiooniga, siis on tõenäoline, et kiirust määrava sammu ajal saavad mõlemad molekulid reaktsioonis kokku. See on mehhanismi kõige raskem samm, sest sellel on kõige suurem aktiveerimisenergia.
| · v · t · e Põhilised reaktsioonimehhanismid | |
| Nukleofiilne asendamine | Unimolekulaarne nukleofiilne asendamine (NS1) - Bimolekulaarne nukleofiilne asendamine (NS2) - Nukleofiilne aromaatne asendamine (NSAr) - Nukleofiilne sisemine asendamine (NSi) |
| Unimolekulaarne eliminatsioon (E1) - E1cB eliminatsioonireaktsioon - Bimolekulaarne eliminatsioon (E2) | |
| Elektrofiilne liitumine - nukleofiilne liitumine - vaba radikaalne liitumine - tsüklilisus | |
| Seotud teemad | Elementaarreaktsioon - Molekulaarsus - Stereokeemia - Katalüüs - Kokkupõrketeooria - Lahusti mõju - Nooltõuge |
| Keemiline kineetika | |
Küsimused ja vastused
K: Mis on keemiline kineetika?
V: Keemiline kineetika, mida nimetatakse ka reaktsioonikineetikaks, on uurimus sellest, kui kiiresti kulgevad keemilised reaktsioonid ja kuidas erinevad tingimused, näiteks temperatuur, rõhk või kasutatav lahusti, mõjutavad reaktsiooni kiirust.
K: Mida väidab kokkupõrketeooria?
V: Kokkupõrketeooria väidab, et reaktsiooni toimumiseks peavad molekulid omavahel kokku põrkuma. Reaktsiooni kiiruse suurendamise viisid peavad seega suurendama kokkupõrgete arvu.
K: Kuidas saab arvutada reaktsiooni kiirust?
V: Katsete abil on võimalik arvutada reaktsioonikiirusi, millest saab kiiruse seadused ja kiiruskonstandid.
K: Mis on kiiruse seadus?
V: Kiiruse seadus on matemaatiline avaldis, mille abil saab arvutada reaktsiooni kiirust, arvestades reaktiivide kontsentratsiooni.
K: Kuidas saab reaktsiooni kiirust suurendada?
V: Reaktsiooni kiirust saab suurendada molekulide vaheliste kokkupõrgete arvu suurendamisega. Seda saab teha mitmel viisil, näiteks muutes temperatuuri, rõhku või kasutatavat lahustit.
K: Mis on ülemineku olekud?
V: Üleminekustaatused on keemiliste reaktsioonide vahepealsed staadiumid, mis tekivad siis, kui reageerijad moodustavad tooteid ja selle protsessi käigus vabaneb või neeldub energiat.
