Chemická kinetika

Chemická kinetika – pracovní list

Nejprve zhlédněte video „Chemická kinetika“ z Khanovy školy. Poté doplňte nedokončené věty, odpovězte na otázky. Pište do příslušných červeně označených polí nebo vyberte z rozbalovací nabídky správnou odpověď. Pokud jste potřebnou informaci nezaznamenali ve videu, vyhledejte ji v učebnici.

1. Chemická kinetika je oblast chemie, která se zabývá rychlostí chemických reakcí a faktory, které tuto rychlost ovlivňují.

Mějme dvě stejné nádoby, v nichž probíhá tatáž chemická reakce:
CH3OH + CH3COOH → CH3COOCH3 + H2O

Na počátku reakce je koncentrace produktu (CH3COOCH3) v obou nádobách nulová (logicky, zatím žádný nevzniknul). Za 60 minut je koncentrace produktu v první nádobě 0,2 mol dm−3, ve druhé nádobě 0,35 mol dm−3.

1. Ve které z nádob přibylo za uvedený časový úsek větší množství produktu? ve druhé

2. Ve které z nádob tedy probíhá uvedená chemická reakce rychleji? ve druhé

Definice rychlosti chemické reakce (ozn. v, stejně jako rychlost ve fyzice) je následovná: Je to úbytek molární koncentrace některého z reaktantů za jednotku času nebo přírůstek některého z produktů za jednotku času.

1. Na základě této definice vyberte, který z výrazů odpovídá definici rychlosti výše uvedené chemické reakce na základě koncentrace produktu. b

a
$$v = \ - \frac{\mathrm{\Delta}c(CH_{3}\text{COOC}H_{3})}{\mathrm{\Delta}t}$$
c
v= Δc(CH3COOCH3) • Δt
b
$$v = \ \frac{\mathrm{\Delta}c(CH_{3}\text{COOC}H_{3})}{\mathrm{\Delta}t}$$
d
v=  − Δc(CH3COOCH3) • Δt

Uvedená definice je ovšem pro praktické použití nešikovná – pokud bychom chtěli měřit rychlost chemické reakce tímto způsobem, museli bychom v dlouhém časovém úseku sledovat, jak se mění koncentrace jednotlivých reaktantů a produktů. Bylo ovšem zjištěno, že rychlost reakce je zároveň i funkcí okamžitých koncentrací reaktantů. S využitím toho lze sestavit tzv. rychlostní (neboli kinetickou) rovnici, která by pro naši reakci vypadala následovně:

v = k • c(CH3OH) • c(CH3COOH)

1. Již víme, že v je rychlost chemické reakce a c koncentrace příslušných reaktantů. Ovšem co je to k? rychlostí konstanta

Na to, jak rychle bude chemická reakce probíhat, může mít vliv celá řada faktorů. Některé z nich mají vliv pozitivní (tzn. reakci urychlují), jiné naopak mají vliv negativní (tzn. reakci zpomalují).

1. Vyhledejte takové faktory a uveďte, jaký mají na rychlost reakce vliv. Každý řádek tabulky by měl být doplněný. (První řádek je doplněn pouze pro ilustraci a není pravdivý.)

faktor vliv na rychlost chemické reakce tvar reakční nádoby úzké nádoby reakci urychlují, široké zpomalují teplota Zvýšením teploty se reakce urychlí katalyzátor Katalyzátory reakční rychlost zvyšují tlak Zvýšením tlaku zvýšíme i rychlost reakce (platí pouze u plynných látek) koncentrace S rostoucí koncentrací roste i rychlost reakce