پاورپوینت سینتیک (pptx) 32 اسلاید
دسته بندی : پاورپوینت
نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد اسلاید: 32 اسلاید
قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :
سینتیک
کلیات و تعاریف
1
سینتیک در برابر ترمودینامیک
ترمودینامیک توضیح می‌دهد که در تعادل چه رخ می‌دهد.
سینتیک به ما می‌گوید با چه سرعتی به تعادل می‌رسیم.
موجودات زنده هرگز در تعادل ترمودینامیک نیستند.
کارآمدی و پیروزی زیست‌شناسی به دلیل کنترل دقیق سرعت فرآیندهای بیوشیمیایی است.
2
سینتیک ساده
هر سامانه شیمیایی یا فیزیکی که در تعادل ترمودینامیک نباشد، در جهت برقراری آن تعادل حرکت می‌کند.
رفتار و سرعت رسیدن به تعادل به چند عامل بستگی دارد.
سرعت ممکن است خیلی سریع باشد (مانند واکنش انفجاری هیدروژن با اکسیژن) و یا مانند واکنش فرسایش مرمر توسط باران اسیدی خیلی کند باشد.
3
شرایط پیشرفت واکنش
برای پیشرفت هر واکنش در سطح مولکولی عموما سه شرط می‌بایستی برقرار باشند:
مولکول‌ها باید با هم برخورد کنند.
برخورد باید در جهت صحیح باشد.
برخورد باید انرژی کافی برای فائق آمدن بر سد انرژی فعال‌سازی واکنش را داشته باشد.
4
معادلات سرعت
واکنش مقدماتی زیر را در نظر بگیریم:
سرعت واکنش در هر زمان به صورت نرخ کلی تشکیل محصولات در محلول و بر اساس غلظت واکنش دهنده‌ها و محصولات تعریف می‌شود.
معادله سرعت برای این واکنش بنیادی عبارت خواهد بود:
که در آن k ثابت سرعت و [X] و [Y] غلظت مولی واکنش دهنده‌ها هستند. مهم است که غلظت‌ها بر اساس 3- mol dmباشند تا تفاوت در تعداد مولکول‌ها در مخلوط اثر مستقیم بر احتمال برخورد را به روشنی نشان دهد.
ثابت سرعت، k ، سایر عوامل مورد نیاز برای واکنش را نیز در برمی‌گیرد که در معادله کلاسیک آرنیوس نشان داده شود.
5
معادله آرنیوس
که در آن، کمیت پیش-نمایی، A، فاکتور برخورد بوده و بستگی به فرکانس و جهت‌گیری مولکول‌های برخوردکننده دارد و EA انرژی فعال‌سازی برای واکنش است.
عبارت انرژی نمایی احتمال (بولتزمان) را نشان می‌دهد که مولکول‌های برخوردی انرژی کافی برای فائق آمدن بر سد انرژی فعال‌سازی در هر دمای مطلق (T) را داشته باشند.
وابستگی ثابت سرعت به دما گاهی به صورت تئوری حالت-گذار نیز بیان می‌شود. گرچه تنها برای گاز ایده‌آل صحیح است، اما در موارد دیگر نیز با ملاحظاتی قابل استفاده است.
6
تئوری حالت-گذار
که در آن انرژی فعال‌سازی متشکل از آنتالپی فعال‌سازی و آنتروپی فعال‌سازی بوده و تصویری از انرژی آزاد ترمودینامیکی برای تشکیل کمپلکس حالت-گذار واکنش ارائه می‌دهد.
آنتالپی فعال‌سازی (DH#)، معادل انرژی فعال‌سازی آرنیوس، EA، بوده در حالی‌که جهت‌گیری و عوامل موثر دیگر صراحتا در فاکتور پیش‌نمایی به عنوان آنتروپی فعال‌سازی، DS#، دیده می‌شوند.
7
تعادل و سرعت کلی
واکنش‌ها می‌توانند در مسیر برگشت نیز رخ دهند و سرعت کلی واکنش تعادلی میان واکنش‌های رفت و برگشت است. برای یک واکنش بنیادین خواهیم داشت:
بنابراین:
[Z]2k -[X][Y] 1k = سرعت کلی
تعادل هنگامی حاصل خواهد شد که سرعت واکنش‌های رفت و برگشت متوازن شود و سرعت کلی برابر صفر باشد بنابر این هنگامی که غلظت‌ها به مقدار تعادلشان رسیده باشند:
با باز آرایی خواهیم داشت:
که در آن K ثابت تعادل برای واکنش است.
8
حدواسطهای گذار و مرحله تعیین‌کننده سرعت
واکنش‌های پیچیده‌تر ممکن است به صورت توالی مراحل بنیادین، - و نه الزاما قابل پیشبینی از طریق واکنش کلی موازنه شده، - پیش روند.
در این میان حدواسطهای واکنش گذار و مراحل تعیین‌کننده سرعت هستند که سینتیک مشاهده شده را کنترل می‌کنند. بنابراین رابطه (عبارت) سرعت عمومی‌تر به شکل زیر خواهد بود:
که در آن m و n به ترتیب مرتبه واکنش بر حسب واکنش‌دهنده X و Y هستند.
حل (انتگرال‌گیری) معادله سرعت مناسب به ما این امکان را می‌دهد که پیشبینی کنیم غلظت واکنش‌دهنده‌ها و محصولات چگونه با زمان تغییر می‌کند. برای یک واکنش ساده مرتبه اول:
غلظت واکنش‌دهنده، X ، به صورت نمایی یا زمان کاهش می‌یابد:
که در آن [X]0 غلظت در زمان صفر است.
9
