INFLUENTA TEMPERATURII ASUPRA VITEZEI DE REACTIE

INFLUENTA TEMPERATURII ASUPRA VITEZEI DE REACTIE

Exista doua teorii care explica parametrii A, Ea din ec. lui Arrhenius: teoria activarii prin ciocnire si teoria complexului activate.

Teoria ciocnirilor(Maxwell)

Se ocupa de reactiile bimoleculare si se bazeaza pe teoria generala a gazelor elaborate de Maxwell, care considera ca reactiile au loc la nivel molecular prin ciocnirea moleculelor considerate ca niste sfere; daca ciocniriile sunt elastice putem aplica legile mecanice.

Datorita numarului mare de particule NA=6.023 molecule/mol (22.4 L), se aplica teoria  cinetico-moleculara conform careia moleculele au o viteze diferite in functie de temperature.

Numarul de molecule cu o anumita viteza e dat de curba de distributie a vitezelor. = densitatea de distributie(probabilitatea ca molecula sa aibe viteze cuprinse intre v si v+dv).

Punctul de maxim reprezinta viteza cea mai probabila si se noteaza cu α.

- viteza medie viteza medie patratica

-aceste viteze intervin in fenomene fizice.

Teoria Maxwell conduce la stabilirea nr. max de ciocniri dintre molecule unui sistem dat:

Produsi  (presupunem ca reactia este bimoleculara)

Numarul maxim de ciocniri dintre particule B si C este = cu produsul dintre nr. de molecule din unitatea de volum si volumul format din cilindrul de baza = cu suma diametrelor moleculare si inaltimea = cu viteza medie de miscare a celor doua molecule.

, = diametre atomice(molec)

= viteza relativa

nr. de molecule din unitatea de vol. de tip B si C

= se calculeaza presupunand o miscare dezordonata a particulelor B si C considerand un unghi mediu de 90° intre directiile de miscare ale moleculelor B si C.

(,).

-se inlocuiesc (,)(*)

Daca exprimam viteza sub forma scaderii concentratiei lui B in raport cu timpul

se pot identifica cele doua ecuatii daca viteza se exprima in scaderea nr. de molecule in unitatea de volum si de timp:

In realitate nu toate ciocnirile sunt reactive, ci doar cele in care moleculele care se ciocnesc au o energie superioara unei valori date.

Conform legii de distributie a energiei pe molecule(Maxwell) nr. de molecule care au o energie superioara unei valori date(E*) = cu nr. total de molecule inmultit cu .

Nr. de ciocniri trebuie diminuat cu , adica in expresia lui se vor inlocui cu :

,

Atfel in expresia lui apare un termen exponential dependent de temperature:

,

Identificarea cu relatia lui Arrhenius permite stabilirea expresiei factorului preexponential; acesta depinde de caracteristicile moleculare(), foarte putin de temperatura(depinde de ) si poate fi calculate fara nici o alta informatie cu exceptia datelor structurale.

La reactiile mai complicate, se obtin valori pentru A mult mai mici decat cele prezise prin teoria ciocnirilor: de aceea s-a introdus un factor de corectie P, numit steric.

Valoarea lui P poate atinge pentru reactii enzimatice→teoria ciocnirilor nu poate fi aplicata decat pentru reactii simple.

,

sau

Pentru concentratii exprimate in moli/L: