קינטיקה כימית ישנן תגובות שמתרחשות תוך שניות, בעוד שאחרות יכולות לארוך שעות, ימים ואף חודשים.

1. קינטיקה כימית ישנן תגובות שמתרחשות תוך שניות, בעוד שאחרות יכולות לארוך שעות, ימים ואף חודשים. גם כאשר תגובה היא ספונטאנית, לא תמיד היא מתרחשת מעצמה – קצב התגובה איטי מדי. לקצב תגובות יש חשיבות כלכלית. חקר הגורמים המשפיעים על קצב התגובה מאפשר להבין טוב יותר את מנגנון התרחשות התגובה. הגורמים המשפיעים על קצב תגובה: • ריכוז המגיבים • טמפרטורת התרחשות התגובה • שטח פנים (במוצק) • זרז – קטליזטור

2. קצב תגובה Rate – כמות תוצר הנוצרת ביחידת זמן. בתגובה: 2N2O5 (g) 4NO2(g) + O2(g) יחידות – M/sec • על מנת לעקוב אחר הריכוז ניתן להשתמש במספר דרכים: • בגזים – שינוי בלחץ הגז. • שיטות ספקטרוסקופיות – צבע – עוצמת הבליעה. • מוליכות חשמלית – בתמיסות.

3. קצב התגובה משתנה עם הזמן. חישוב קצב תגובה בשני תחומים:

4. הקצב שאליו מתייחסים הואהקצב ההתחלתי. משוואת הקצב מבטאת את הקצב ההתחלתי כתלות בריכוזים ההתחלתיים של המגיבים (או הזרז). עבור תגובה כללית כלשהי: aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g) משוואת הקצב תהיה: Rate = k[A]α[B]β k– קבוע הקצב α,β– סדר התגובה (לא בהכרח מספרים שלמים) לא קשורים למקדמים הסטוכיומטריים. סדר התגובה = סכום החזקות משוואת הקצב נקבעת באופן ניסיוני.

5. עבור התגובה: 2NO2(g) + F2(g) → 2NO2F(g) משוואת הקצב היא: Rate = k[NO2][F2] סדר התגובה הוא 1 ביחס לכל מגיב – סדר התגובה הכולל הוא 2. סדר התגובה תלוי במנגנון התגובה – האופן שבו היא מתרחשת. ישנן תגובות שמשוואת הקצב שלהן תלויה גם בזרז: CH3COCH3(aq) + I2(aq) → CH3COCH2I(aq) + HI(aq) H3O+ משוואת הקצב: Rate = k[CH3COCH3][H3O+] סדר התגובה הכולל הוא 2.

6. סדר של תגובה נקבע באופן ניסיוני מתוך הקצב ההתחלתי של התגובה.עבור תגובת פירוק N2O5: מתוצאות הניסויים נוכל לקבוע: Rate = k[N2O5] ולחשב את ערכו של קבוע הקצב: k = Rate/[N2O5] = 9.6×10-6 /2.0×10-2 = 4.8×10-4 s-1 באופן יותר מדויק קובעים את k ממספר נתונים ולא רק נתון בודד.

7. משוואות הקצב נותנות לנו תלות דיפרנציאלית. לדוגמא, אם ידועה תגובה מסדר ראשון: ממשוואה זו לא ניתן לחשב את [N2O5] בכל רגע ורגע. לכן, יש צורך לפתור את המשוואה הדיפרנציאלית: ולקבל את הצורה האינטגרלית:

8. מציאת קבוע הקצב k בתגובה מסדר ראשון k=4.83x10-41/sec

9. בהכללה, עבור תגובה:תוצרים →aA אם התגובה היא מסדר ראשון:0[A] = - kt + lnt[A]ln אם התגובה היא מסדר שני: אם התגובה היא מסדר אפס: 0[A]t = - kt + [A] תגובות מסדר אפס מתרחשות רובן ככולן בפאזה הטרוגנית – מהירות התגובה תהיה תלויה אז בשטח המגע יותר מאשר בריכוז המגיב.

10. סיכום משוואות הקצב לתגובות מסדר אפס, אחד ושניים:עבור תגובות מהסוג: תוצרים→ aA 0[A] = - kt + lnt[A]ln

11. זמן מחצית החיים הזמן שלוקח למחצית מהכמות ההתחלתית של המגיב לעבור תגובה. כאשר [A]t = ½ [A]0:

12. קביעת סדר תגובה מתצוגה גרפית ראינו איך לקבוע סדר של תגובה מתוצאות ניסיוניות של ריכוז כנגד זמן התרחשות התגובה. באופן מעשי, מדויק יותר לקבוע את סדר התגובה מתוך מספר רב של מדידות: ריכוז מגיב (או תוצר) בזמן. לתגובות מסדרים שונים, תהיה התנהגות גרפית שונה.

13. [NO2] 1.00×10-2 0.683×10-2 0.518×10-2 0.418×10-2 0.350×10-2 0.301×10-2 0.264×10-2 [NO2] 1.00×10-2 0.683×10-2 0.518×10-2 0.418×10-2 0.350×10-2 0.301×10-2 0.264×10-2 בדיקת סדר תגובה הגרף יהיה ליניארי אם התגובה מסדר מתאים. משיפוע הקו – ניתן לחשב את k.