2: سینتیک
- Page ID
- 216164
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\dsum}{\displaystyle\sum\limits} \)
\( \newcommand{\dint}{\displaystyle\int\limits} \)
\( \newcommand{\dlim}{\displaystyle\lim\limits} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\(\newcommand{\longvect}{\overrightarrow}\)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\(\newcommand{\avec}{\mathbf a}\) \(\newcommand{\bvec}{\mathbf b}\) \(\newcommand{\cvec}{\mathbf c}\) \(\newcommand{\dvec}{\mathbf d}\) \(\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}\) \(\newcommand{\evec}{\mathbf e}\) \(\newcommand{\fvec}{\mathbf f}\) \(\newcommand{\nvec}{\mathbf n}\) \(\newcommand{\pvec}{\mathbf p}\) \(\newcommand{\qvec}{\mathbf q}\) \(\newcommand{\svec}{\mathbf s}\) \(\newcommand{\tvec}{\mathbf t}\) \(\newcommand{\uvec}{\mathbf u}\) \(\newcommand{\vvec}{\mathbf v}\) \(\newcommand{\wvec}{\mathbf w}\) \(\newcommand{\xvec}{\mathbf x}\) \(\newcommand{\yvec}{\mathbf y}\) \(\newcommand{\zvec}{\mathbf z}\) \(\newcommand{\rvec}{\mathbf r}\) \(\newcommand{\mvec}{\mathbf m}\) \(\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}\) \(\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}\) \(\newcommand{\real}{\mathbb R}\) \(\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}\) \(\newcommand{\bcal}{\cal B}\) \(\newcommand{\ccal}{\cal C}\) \(\newcommand{\scal}{\cal S}\) \(\newcommand{\wcal}{\cal W}\) \(\newcommand{\ecal}{\cal E}\) \(\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}\) \(\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}\) \(\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}\) \(\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}\) \(\newcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\col}{\text{Col}}\) \(\renewcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\nul}{\text{Nul}}\) \(\newcommand{\var}{\text{Var}}\) \(\newcommand{\corr}{\text{corr}}\) \(\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}\) \(\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}\) \(\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}\) \(\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}\) \(\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}\) \(\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}\) \(\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}\) \(\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}\) \(\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}\) \(\newcommand{\lt}{<}\) \(\newcommand{\gt}{>}\) \(\newcommand{\amp}{&}\) \(\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}\)سینتیک شیمیایی مطالعه سرعت فرآیندهای شیمیایی است و شامل بررسی اینکه چگونه شرایط آزمایشی مختلف می تواند سرعت واکنش شیمیایی را تحت تاثیر قرار دهد و اطلاعات مربوط به مکانیزم واکنش و حالت های انتقال را به دست دهد، و همچنین ساخت مدل های ریاضی که می تواند ویژگی های یک واکنش شیمیایی را توصیف کند.
- 2.1: مقدمه
- مطالعه سینتیک شیمیایی مربوط به سرعت تولید محصول در یک واکنش و مقیاس مولکولی است که توسط آن واکنش رخ می دهد. در این فصل، ما عوامل موثر بر سرعت واکنش های شیمیایی، مکانیسم هایی که واکنش ها ادامه می یابد و تکنیک های کمی مورد استفاده برای تعیین و توصیف سرعت واکنش ها را بررسی خواهیم کرد.
- 2.2: نرخ واکنش شیمیایی
- سرعت یک واکنش را می توان از نظر کاهش مقدار واکنش دهنده یا افزایش مقدار محصول در واحد زمان بیان کرد. روابط بین عبارات نرخ های مختلف برای یک واکنش داده شده مستقیماً از ضرایب استوکیومتری معادله نشان دهنده واکنش حاصل می شود.
- 2.3: عوامل موثر بر سرعت واکنش
- سرعت یک واکنش شیمیایی تحت تأثیر چندین پارامتر است. واکنش های مربوط به دو فاز با سرعت بیشتری انجام می شود، زمانی که تماس سطح بیشتری وجود دارد. اگر دما یا غلظت واکنش دهنده افزایش یابد، سرعت یک واکنش داده شده نیز به طور کلی افزایش می یابد. یک کاتالیزور می تواند سرعت یک واکنش را با ارائه یک مسیر جایگزین افزایش دهد که باعث کاهش انرژی فعال سازی واکنش می شود.
- 2.4: قوانین نرخ
- قوانین نرخ یک توصیف ریاضی از اینکه چگونه تغییرات در مقدار یک ماده بر سرعت واکنش شیمیایی تأثیر می گذارد، ارائه می دهد. قوانین نرخ به صورت تجربی تعیین می شوند و نمی توان آنها را با استوکیومتری واکنش پیش بینی کرد. ترتیب واکنش توصیف می کند که چقدر تغییر در مقدار هر ماده بر میزان کلی تأثیر می گذارد و ترتیب کلی یک واکنش مجموع سفارشات هر ماده موجود در واکنش است.
- 2.5: قوانین نرخ یکپارچه
- قوانین نرخ دیفرانسیل را میتوان با روش نرخهای اولیه یا روشهای دیگر تعیین کرد. ما مقادیر نرخ اولیه یک واکنش را در غلظت های مختلف واکنش دهنده ها اندازه گیری می کنیم. از این اندازه گیری ها، ترتیب واکنش را در هر واکنش دهنده تعیین می کنیم. قوانین نرخ یکپارچه با ادغام قوانین نرخ دیفرانسیل مربوطه تعیین می شود. ثابت نرخ برای آن قوانین نرخ از اندازه گیری غلظت در زمان های مختلف در طول یک واکنش تعیین می شود.
- 2.6: نظریه برخورد
- واکنش های شیمیایی نیاز به برخورد بین گونه های واکنش دهنده دارند. این برخوردهای واکنش دهنده باید جهت مناسب و انرژی کافی داشته باشند تا منجر به تشکیل محصول شود. نظریه برخورد توضیحی ساده اما مؤثر برای تأثیر بسیاری از پارامترهای تجربی بر نرخ واکنش ارائه میدهد. معادله آرنیوس رابطه بین ثابت سرعت واکنش و انرژی فعال سازی، دما و وابستگی آن به جهت برخورد را توصیف می کند.
- 2.7: مکانیسم های واکنش
- دنباله ای از مراحل فردی یا واکنش های ابتدایی، که توسط آن واکنش دهنده ها در طول واکنش به محصولات تبدیل می شوند، مکانیسم واکنش نامیده می شود. سرعت کلی یک واکنش با سرعت کندترین مرحله تعیین می شود که مرحله تعیین کننده سرعت نامیده می شود. واکنشهای ابتدایی تکمولکولی دارای قوانین نرخ مرتبه اول هستند، در حالی که واکنشهای ابتدایی دومولکولی دارای قوانین نرخ مرتبه دوم هستند.
- 2.8: تجزیه
- کاتالیزورها با تغییر مکانیسم آن برای تأمین انرژی فعال سازی پایین تر، سرعت واکنش شیمیایی را تحت تأثیر قرار می دهند. کاتالیزورها می توانند همگن (در همان فاز واکنش دهنده ها) یا ناهمگن (فاز متفاوت از واکنش دهنده ها) باشند.
- 2.12: تمرینات
- اینها تمرینات مشق شب برای همراهی با TEXTMAP است که برای «شیمی» توسط OpenStax ایجاد شده است. بانک های سوال شیمی عمومی مکمل را می توان برای سایر نقشه های متنی یافت و می توانید در اینجا مشاهده کنید. علاوه بر این سوالات در دسترس عموم، دسترسی به بانک مشکلات خصوصی برای استفاده در امتحانات و تکالیف تنها به صورت فردی در دسترس است؛ لطفا با Delmar Larsen برای یک حساب کاربری با مجوز دسترسی تماس بگیرید.
تصویر بند انگشتی: فرکانس برخورد مولکولی. (مالکیت عمومی؛ سعدی کارنو از طریق ویکیپدیا)