KEM A02 Allmän- och oorganisk kemi. KINETIK 2(2) A: Kap

Relevanta dokument
KEM A02 Allmän- och oorganisk kemi. KINETIK 1(2) A: Kap

Kapitel 12. Kemisk kinetik

Avsnitt 12.1 Reaktionshastigheter Kemisk kinetik Kapitel 12 Kapitel 12 Avsnitt 12.1 Innehåll Reaktionshastigheter Reaktionshastighet = Rate

KINETIK 1(2) A: Kap Vad är kinetik? 14.1 Koncentration och reaktionshastighet. KEM A02 Allmän- och oorganisk kemi

KEMA02 Oorganisk kemi grundkurs F13

Kemisk reaktionskinetik. (Kap ej i kurs.)

Kinetik, Föreläsning 1. Patrik Lundström

Kinetik. Föreläsning 1

Kinetik. Föreläsning 3

Kinetik, Föreläsning 2. Patrik Lundström

Kinetik. Föreläsning 2

Kinetik. Föreläsning 4

KEMA02 Oorganisk kemi grundkurs F12

Bestämning av hastighetskonstant för reaktionen mellan väteperoxid och jodidjon

Kap 2 Reaktionshastighet. Reaktionshastighet - mängd bildat eller förbrukat ämne per tidsenhet

Reaktionskinetik...hur fort går kemiska reaktioner

KEM A02 HT2012 Allmän- och oorganisk kemi REPETITION

2BrO 2 (mycket snabb) Härled, med lämpligt valda approximationer, uttryck för (a) förbrukningshastigheten

Kemisk Dynamik för K2, I och Bio2

EXPERIMENTELLT PROV ONSDAG Provet omfattar en uppgift som redovisas enligt anvisningarna. Provtid: 180 minuter. Hjälpmedel: Miniräknare.

Kapitel Kapitel 12. Repetition inför delförhör 2. Kemisk kinetik. 2BrNO 2NO + Br 2

Kapitel Repetition inför delförhör 2

Energi, katalys och biosyntes (Alberts kap. 3)

Exoterma och endoterma reaktioner. Niklas Dahrén

Konc. i början 0.1M 0 0. Ändring -x +x +x. Konc. i jämvikt 0,10-x +x +x

Bestämning av hastighetskonstant och aktiveringsenergi för reaktionen mellan väteperoxid och jodidjon i sur lösning Jodklockan

Kap 6: Termokemi. Energi:

Kemiska reaktioner och reaktionshastigheter. Niklas Dahrén

Tentamen för KEMA02 lördag 14 april 2012, 08-13

Repetition F12. Lunds universitet / Naturvetenskapliga fakulteten / Kemiska institutionen / KEMA00

jämvikt (där båda faserna samexisterar)? Härled Clapeyrons ekvation utgående från sambandet

KEMA02 Oorganisk kemi grundkurs F3

Kapitel 17. Spontanitet, Entropi, och Fri Energi. Spontanitet Entropi Fri energi Jämvikt

Lösning till dugga för Grundläggande kemi Duggauppgifter enligt lottning; nr X, Y och Z.

Aggregationstillstånd

Kapitel 17. Spontanitet, Entropi, och Fri Energi

Schema och lite information för kzu200, moment-1 (jämvikt, 7.5hp) version:160815

Övningar Homogena Jämvikter

Exoterma och endoterma reaktioner. Niklas Dahrén

Kemisk jämvikt. Kap 3

Hastighet HOCH 2. *Enzymer är Katalysatorer. *Påverkar inte jämvikten

Materialfysik vt Kinetik 5.1 Allmänt om kinetik. [Mitchell 3.0; lite ur Porter-Easterling 5.4]

Laboration Enzymer. Labföreläsning. Introduktion, enzymer. Kinetik. Första ordningens kinetik. Michaelis-Menten-kinetik

4. Kemisk jämvikt när motsatta reaktioner balanserar varandra

Skriv reaktionsformler som beskriver vad som bör hända för följande blandningar: lösning blandas med 50 ml 0,05 H 3 PO 4 lösning.

Lite basalt om enzymer

Kapitel 6. Termokemi. Kapaciteten att utföra arbete eller producera värme. Storhet: E = F s (kraft sträcka) = P t (effekt tid) Enhet: J = Nm = Ws

Energiuppgifter. 2. Har reaktanterna (de reagerande ämnena) eller reaktionsprodukterna störst entalpi vid en exoterm reaktion? O (s) H 2.

Kapitel 6. Termokemi

1. a) Förklara, genom användning av något lämpligt kemiskt argument, varför H 2 SeO 4 är en starkare syra än H 2 SeO 3.

Kapitel 6. Termokemi. Kapaciteten att utföra arbete eller producera värme. Storhet: E = F s (kraft sträcka) = P t (effekt tid) Enhet: J = Nm = Ws

Lämpliga uppgifter: 2.3, 2.7, 2.9, 2.10, 2.17, 2.19, 2.21, 20.1, 20.3, 20.4,

Enzymer Farmaceutisk biokemi. Enzymet pepsin klyver proteiner i magsäcken till mindre peptider

Kemi 1, 100 poäng, som bygger på grundskolans kunskaper eller motsvarande. Kemi 2, 100 poäng, som bygger på kursen kemi 1.

Meddelande. Föreläsning 2.5. Repetition Lv 1-4. Kemiska reaktioner. Kemi och biokemi för K, Kf och Bt 2012

Allmän Kemi 2 (NKEA04 m.fl.)

JÄMVIKT i LÖSNING A: Kap 12 Föreläsning 3(3)

Tentamen i Kemisk reaktionsteknik för Kf3, K3 (KKR 100) Fredagen den 22 december 2006 kl 8:30-12:30 i V. Man får svara på svenska eller engelska!

JÄMVIKT i LÖSNING A: Kap 12 Föreläsning 2(2)

BASÅRET KEMI B BIOKEMI VT PROTEINER OCH ENZYMER (sid )

Tentamen i Kemisk reaktionsteknik för Kf3, K3 (KKR 100) Fredagen den 13 april 2007 kl 8:30-12:30 i V. Man får svara på svenska eller engelska!

Hur förändras den ideala gasens inre energi? Beräkna också q. (3p)

Tentamen i Kemisk Termodynamik kl 14-19

Definition Materialfysik II Ht Kinetik 5.1 Allmänt om kinetik. Massverkningslagen (eng. law of mass action ) Processer

KEMI 3. Övningsprov finns på Matteus. Brådskande ärenden sköts via Wilma.

Kapitel 6. Termokemi

TENTAMEN i FYSIKALISK-ORGANISK KEMI 7,5 hp, NKEC , kl

Reaktionsmekanismer. Kap 6

KEMA02 Oorganisk kemi grundkurs F4

Om Murry Salbys ekvation

REPETITIONSKURS I KEMI LÖSNINGAR TILL ÖVNINGSUPPGIFTER

Repetition F9. Lunds universitet / Naturvetenskapliga fakulteten / Kemiska institutionen / KEMA00

KEMI. Ämnets syfte. Kurser i ämnet

Nobelpriset i kemi 2007

Materialfysik II Ht Kinetik 5.1 Allmänt om kinetik. [Mitchell 3.0; lite ur Porter-Easterling 5.4]

Lösningar till tentamen i Kemisk termodynamik

Kemisk jämvikt. Kap 3

Förbränning. En kort introduktion Joakim Bood

Kemisk jämvikt. Kap 3

F1 F d un t amen l a s KEMA00

KEMA02 Oorganisk kemi grundkurs F?

Reaktionsmekanismer. Kap 6

1. Introduktion. Vad gör senapsgas så farlig?

2. Transitions state theory för att jämföra relativa reaktiviteten hos olika substrat

Biobränsleoptimerad oxidationskatalys för framtidens avgasefterbehandling

Sterilisering. Desinfektionsmedel. Joniserande. Torrvärme. Ånga. - Djupfilter. - Strålning - Tryck. Endosporer (Bacillus, Clostridium, m.fl.

Tentamen i Termodynamik för K och B kl 8-13

Föreläsning 13: Multipel Regression

Innehåll. Energibalans och temperatur. Termer och begrepp. Mål. Hur mycket energi. Förbränning av fasta bränslen

Kapitel 4. Reaktioner i vattenlösningar

Jan-Eric Sundkvist Boliden Mineral AB. SveMins Miljökonferens - Falun, 2 oktober, 2012

Enzymkinetik. - En minskning i reaktantkoncentrationen per tidsenhet (v = - A/ t)

Förbränning. En kort introduktion Christian Brackmann

Tentamen i Allmän kemi 7,5 hp 5 november 2014 ( poäng)

Tentamen i Organisk kemi 28/5 2013,

Skrivning i termodynamik och jämvikt, KOO081, KOO041,

utvecklar förståelse av sambandet mellan struktur, egenskaper och funktion hos kemiska ämnen samt varför kemiska reaktioner sker,

Biologisk katalysator

Tentamen i Kemi för miljö- och hälsoskyddsområdet: Allmän kemi och jämviktslära

Föreläsning 2.3. Fysikaliska reaktioner. Kemi och biokemi för K, Kf och Bt S = k lnw

Transkript:

KEM A02 Allmän- och oorganisk kemi KINETIK 2(2) A: Kap 14.6 14.16

14.6 Andra ordningens kinetik Typiskt för bimolekylära reaktioner EXEMPEL: 2 HI H 2 + I 2 v = k [HI] 2 Typiskt för 2:a ordningens reaktion: - t 1/2 ökar med tiden flack kurva - Hastighetslagar: v = k [A] 2 v = k [A][B] -Integrerad hastighetslag Typreaktioner (KEMA02): 2 A P A + B P då [A] = [B] - Halveringstid 1/[A] t = 1/[A] 0 + k t t 1/2,1 = 1/k[A] 0 Härledningar s. 578-9

Sönderfall av NO 2 i atmosfären R UPPGIFT 14.38 FRÅGA: Beräkna hur lång tid det tar för en initial koncentration av [NO 2 ] = 0.20 M att minska till: a) hälften 50% kvar, b) 1/16 6.25% kvar, c) 1/9 11.1% kvar REAKTION: 2 NO 2 2 NO + O 2 STRATEGI: Använd den integrerade hastighetslagen för 2:a ordningens kinetik för att beräkna tiden EKVATIONER: v = k [NO 2 ][NO 2 ] = k [NO 2 ] 2 k = 0.54 M -1 s -1 (573 K) integrerad hastighetslag av typen: 1/[A] t = 1/[A] 0 + k t

REAKTIONSMEKANISMER 14.7 Elementarreaktioner Elementarreaktion: Summan av delstegen: Beskriver händelseförlopp, dvs delstegen i den kemiska processen Totalstökiometrin för reaktionen EXEMPEL: Sönderfall av ozon i atmosfären ALT 1: Enstegsmekanism O 3 + O 3 O 2 + O 2 + O 2 Totalreaktion 2 O 3 3 O 2 ALT 2: Tvåstegsmekanism O 3 O 2 + O O + O 3 O 2 + O 2 Totalreaktion 2 O 3 3 O 2 FRÅGA: Hur vet man vilken mekanism som är den riktiga?

Att bestämma reaktionsmekanismer STRATEGI: - Sätt upp tänkbara delsteg och hastighetsbestämmande steg - Bestäm reaktionsordning och tillhörande hastighetslag - Utvärdera om tidsberoendet stämmer, annars nytt förslag! ALT 1: Enstegsmekanism O 3 + O 3 O 2 + O 2 + O 2 Totalreaktion 2 O 3 3 O 2 Hastighetslagar v fram = k[o 3 ] 2 v back = k [O 2 ] 3 osannolik! 2:a ordningens reaktion ALT 2: Tvåstegsmekanism (1): O 3 O 2 + O (2): O + O 3 O 2 + O 2 Totalreaktion 2 O 3 3 O 2 Hastighetslagar v fram,1 = k[o 3 ] v back,1 = k [O 2 ] [O] OK! v fram,2 = k [O 3 ][O] mkt snabb v back,1 = k [O 2 ] [O 2 ] OK! 1:a ordningens reaktion

Från mekanism till hastighetslag EXEMPEL 14.7 Reaktion: 2 O 3 3 O 2 totalstökiometi Reaktionshastighet: v = k [O 3 ] 2 /[O 2 ] experimentell observation, avser sönderfall av O 3 UPPGIFT: Reaktionsmekanism!? ge förslag

14.9 Kedjereaktioner Kedjerekation: 1) Bildning av reaktiv förening (X1) 2) Reaktion mellan X1 och annan förening X2 3) Reaktion mellan X2 och annan förening X3 osv... Typiska: Radikalreaktioner (föreningar med udda e - ) EXEMPEL: H 2 (g) + Br 2 (g) 2 HBr (g) värme, ljus Mekanism: Br 2 (g) Br. + Br. initiering Br. + H 2 HBr + H. propagering H. + Br 2 HBr + Br. propagering RISK! explosion Br. + Br. Br 2 terminering H. + H. H 2 terminering H. + Br. HBr terminering

14.10 Reaktionshastighet och jämvikt k + A + B C + D K k - = k + /k - Vid jämvikt: Ingen nettoförändring av halter (1) Produktbildning: Produksönderfall: v + = k + [A] [B] v - = k - [C] [D] OBS! Om (1) skall vara uppfyllt så måste följande gälla: v + = v - k + [A] [B] = k - [C] [D] [C] [D] k + [A] [B] = k = K -

MODELLER som beskriver KINETIK 14.11 Temperaturpåverkan Alla kemiska reaktioner påverkas av temperaturen Tumregel: 10 o C ökning av temperatur från 25 o C fördubbling av hastigheten Olika modeller för att beskriva temperaturberoendet: Modell 1: Arrhenius-ekvationen: Svante Arrhenius 1859 1927 1896: förutspår CO 2 som växthusgas k = A exp (-E a /RT) ln k = ln A E a /RT A = preexponentiell faktor E a = aktiveringsenergin

Utvärdering av temperaturberoendet 2 NO 2 2 NO + O 2 Primärdata Utvärdering k ln k lutningen = -E a /R T 1/T k = A exp (-E a /RT) ln k = ln A E a /RT

Bestäm k vid ny temperatur då E a känd EXEMPEL 14.9 Iakttagelse: Hydrolysen av sukros som äger rum vid matsmältningen är starkt temperaturberoende. Vid 37 o C gäller att k = 1.0 mm -1 s -1 och E a = 108 kj mol -1 Fråga: Vad är hydrolyshastigeten om temperaturen sjunker till 35 o C? (nedkylning hypotermi < 35 o C) Strategi: Använd Arrheniusekvationen för att bestämma k 35 k = A exp (-E a /RT) Notera: A kan bestämmas ur data för 37 o C!

FLER MODELLER... 14.12 Kollisions- och 14.13 Transition state teori Kollisionsteori 1900-talets början RESULTAT - Reaktanterna måste kollidera för att reagera - Reaktanternas hastighet påverkar hur effektiv krocken är - En viss minimienergi måste passeras - Krocken måste ske på rätt sätt för produktbildning k = P s v N a2 exp (-E min /RT) jämför k = A exp(-e a /RT) Transition state 1930-talet - För att produkter skall kunna bildas krävs att det först bildas en högenergetisk form av reaktanterna (kan ses som ett förstadium till produkterna). ILLUSTRATION Energi Reaktionskoordinat

Bild av reaktionsförloppet KEMA02 E a Övergångstillståndet KINETIK TERMODYNAMIK Påverkar k Påverkar K Schematisk beskrivning: A + B [A... B] produkter

TID ÄR PENGAR / LIV 14.14 Katalys KATALYS: En alternativ reaktionsväg! KATALYSATOR: Ett ämne som påskyndar reaktionen, utan att själv förbrukas KARAKTÄRISKTISKT: - lägre E a - Jämviktsläget oförändrat Energi Reaktionskoordinat

Typer av katalysatorer HOMOGENKATALYSATOR: Atmosfärskemi HETEROGENKATALYSATOR: Samma fas som reaktanterna Ex) Sönderdelning av väteperoxid H 2 O 2 (l) 2 H 2 O(l) + O 2 (g) Katalysator: tex Br 2 (aq), M n+ (aq) Annan fas än reaktanterna Ex) NH 3 -framställning (Haber-Bosch) Industriella processer N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) Katalysator: Fe(s) eller Ru(s)-yta Dessutom: Högt P och T

14.15 Industriella katalysatorer 1. Haber-Bosch processen Se ovan! 2. Avgasrening i bilar - PROBLEM: Ofullständig förbränning i motorn - KVAR i avgaser utan rening: CO, C n H m (kolväten), NO x - ÖNSKAS: CO + O 2 CO 2 oxidation NO x N 2 + O 2 reduktion - ANVÄNDS IDAG: Aktiv del: Platina, palladium, rhodium Underlag: Keramiskt poröst material OBS! Fastfaskatalysatorer kan lätt förgiftas Använd Pb-fritt drivmedel!

14.16 Biologiska katalysatorer - enzym ENZYM: ändrar konformation (form) när substratet bundit! 2-STEGSMEKANISM E + S E... S E... S E + produkt

Förändring av E a vid katalys UPPGIFT 14.69 FRÅGA: Om hastigheten ökar 1000 gånger hur mycket lägre är då den nya aktiveringsenergin? HÄR: E a (okatalyserad reaktion) 98 kj mol -1