Chemická kinetika

Chemická kinetika alebo reakčná kinetika je časť fyzikálnej chémie, ktorá sleduje rýchlosti chemických reakcií a ich mechanizmy pri rôznych podmienkach.^[1]^[2]

Kinetiku možno vnímať ako doplnok k termodynamike, ktorá sa zaoberá energetikou chemickej reakcie a chemickou rovnováhou.^[3] O priebehu chemickej reakcie rozhoduje rýchlosť (kinetický aspekt) a stabilita produktov (termodynamický aspekt). Úpravou podmienok, pri ktorých reakcia prebieha, je potom možné ovplyvniť priebeh reakcie.^[4]

Špeciálnou oblasťou chemickej kinetiky je enzýmová kinetika, ktorá sleduje rýchlosti reakcií katalyzovaných enzýmami, ktoré katalyzujú (urýchľujú) priebeh chemických reakcií.^[5]

Rýchlosť reakcie

Rýchlosť reakcie opisuje, ako rýchlo prebieha daná reakcia. Dá sa vyjadriť ako zmena koncentrácie látky v čase.^[6] Pre reakciu

{\ce {{aA}-> {bB}}}

je rýchlosť reakcie daná ako

v=-{\frac {1}{a}}{\frac {d[\mathrm {A} ]}{dt}}={\frac {1}{b}}{\frac {d[\mathrm {B} ]}{dt}}

Takisto ju možno zapísať ako^[1]

v=k\cdot c_{A}^{a}

kde $k$ je rýchlostná konštanta.

Reakčná rýchlosť je zároveň definovaný ako zmena rozsahu reakcie v čase:^[7]

d\xi ={\frac {d\mathrm {n_{A}} }{\nu _{A}}}

Jej jednotkou je zvyčajne mól za sekundu (mol s^-1).^[1]

Delenie reakcií

Procesy možno podľa chemickej kinetiky deliť na homogénne (prebiehajúce v jednej fáze, napríklad v roztoku) alebo heterogénne (prebiehajúce na rozhraní fáz, napríklad na stene nádoby alebo elektrochemické procesy na elektróde).^[1]^[2]

Faktory ovplyvňujúce rýchlosť chemických reakcií

Rýchlosť chemickej reakcie je všeobecne ovplyvnená okolitými podmienkami, napríklad teplotou, koncentráciou látok alebo prítomnosťou katalyzátorov.^[1] Medzi faktory, ktoré ovplyvňujú rýchlosť a priebeh chemických reakcií, patria:^[2]^[7]

povaha látok, ktoré spolu reagujú
skupenstvo
veľkosť a štruktúra povrchu tuhých látok
koncentrácia látok
tlak
teplota
prítomnosť katalyzátora
absorpcia žiarenia

Experimentálne metódy

Priebeh chemických reakcií je možné sledovať mnohými experimentálnymi metódami. Zvolená metóda závisí na tom, o akú reakciu ide a aké látky spolu reagujú. Typicky sa používajú spektroskopické metódy, napríklad UV-Vis spektroskopia alebo NMR.^{[chýba zdroj]}

Modely

Pomocou chemickej kinetiky možno modelovať závislosť reakčnej rýchlosti na koncentrácii látok. Pomocou týchto závislostí potom možno takisto odhadovať reakčné mechanizmy jednotlivých reakcií.^[8]

Referencie

↑ ^a ^b ^c ^d ^e chemická kinetika. In: BÍNA, Jaroslav. Malá encyklopédia chémie. Bratislava : Obzor, 1981. S. 315.
↑ ^a ^b ^c KOTLÍK, Bohumír; RŮŽIČKOVÁ, Květoslava. Chémia v kocke I.. [s.l.] : [s.n.], 2002. ISBN 8088879965.
↑ termodynamika. In: BÍNA, Jaroslav. Malá encyklopédia chémie. Bratislava : Obzor, 1981. S. 661.
↑ MCMURRY, John. Organic chemistry. 9th ed. Boston, MA, USA : Cengage Learning, 2016. ISBN 978-1-305-63871-6. S. 428-430.
↑ VOET, Donald. Biochemistry. 4th ed. Hoboken, NJ : John Wiley & Sons, 2011. ISBN 978-0-470-57095-1. S. 482-505.
↑ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006–) "Rate of reaction". DOI:10.1351/goldbook.R05156
↑ ^a ^b GAŽO, Ján. Všeobecná a anorganická chémia. [s.l.] : Alfa, 1978. S. 185.
↑ AŠPERGER, Smiljko. Chemical Kinetics and Reaction Mechanisms. Boston, MA : Springer US, 2003. DOI: 10.1007/978-1-4419-9276-5_2. Dostupné online. ISBN 978-1-4419-9276-5. DOI:10.1007/978-1-4419-9276-5_2 S. 3–103. (po anglicky)

Pozri aj

Chemický portál

[:1-1] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e chemická kinetika. In: BÍNA, Jaroslav. Malá encyklopédia chémie. Bratislava : Obzor, 1981. S. 315.

[:2-2] KOTLÍK, Bohumír; RŮŽIČKOVÁ, Květoslava. Chémia v kocke I.. [s.l.] : [s.n.], 2002. ISBN 8088879965.

[:12-3] termodynamika. In: BÍNA, Jaroslav. Malá encyklopédia chémie. Bratislava : Obzor, 1981. S. 661.

[4] MCMURRY, John. Organic chemistry. 9th ed. Boston, MA, USA : Cengage Learning, 2016. ISBN 978-1-305-63871-6. S. 428-430.

[:02-5] VOET, Donald. Biochemistry. 4th ed. Hoboken, NJ : John Wiley & Sons, 2011. ISBN 978-0-470-57095-1. S. 482-505.

[IUPACrate-6] IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006–) "Rate of reaction". DOI:10.1351/goldbook.R05156

[:0-7] GAŽO, Ján. Všeobecná a anorganická chémia. [s.l.] : Alfa, 1978. S. 185.

[8] AŠPERGER, Smiljko. Chemical Kinetics and Reaction Mechanisms. Boston, MA : Springer US, 2003. DOI: 10.1007/978-1-4419-9276-5_2. Dostupné online. ISBN 978-1-4419-9276-5. DOI:10.1007/978-1-4419-9276-5_2 S. 3–103. (po anglicky)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]