پاسخ به:همه چیز درمورد شیمی
سه شنبه 4 بهمن 1390 4:07 PMنگاه اجمالی
با یک نگرش سطحی میتوان مشاهده نمود که برخی از واکنشهای شیمیایی آنی بوده و تعدادی کند یا بینهایت کند هستند. همچنین شدت بعضی از واکنشها در آغاز زیاد است، رفته رفته آهسته میگردند، برعکس برخی از واکنشها به کندی شروع شده و سپس شتاب میگیرند، سینتیک عامل زمان را در واکنشهای شیمیایی مطرح و مورد بحث قرار میدهد.
تاریخچه
از نظر تاریخی مطالعه سرعت واکنشها یکی از قدیمیترین موضوعات شیمی فیزیک بوده است. و نزل در سال 1777 سرعت انحلال فلزات در اسیدها را مطالعه کرد. در سال 1850 هیدرولیز بوسیله اسیدها را مورد بررسی قرار داد و به این نتیجه رسید که سرعت واکنش هیدرولیز ساکاروز متناسب با غلظت ساکاروز تجزیه نشده است.
ویلهمی را میتوان پایه گذار سینتیک نامید. درسال 1862 نیز نتایج مشابهی روی هیدرولیز استرها در محیط اسیدی داشتند، سرانجام درسال 1863 گولدبرگ و واگ نتایج فوق را تعمیم داده و به صورت قانون اثر غلظتها بیان کردند.
مطالعات اولیه سینتیک
اولین مطالعات در سینتیک شیمیایی مربوط به اندازه گیری سرعت واکنشها بوده و برای رسیدن به هدف اصلی با توجیه این سرعتها به شناخت مکانیسم کامل واکنش مورد مطالعه پی میبریم. البته از آنجا که سرعت اندازه گیری شده یک حالت آماری متوسط مولکولهای شرکت کننده در واکنش میباشد، سینتیک شیمیایی اطلاعی از حالت انرژیتیکی یا وضع فضایی مولکولها را بطور جداگانه ارائه نمیدهد ولی با این وصف مطالعه جنبشی واکنشهای شیمیایی در تفکیک مکانیسمهای پیچیده به مراحل ساده ، دارای توانایی و قدرت قابل توجهی میباشد.
مکانیسم کلی واکنشهای پیچیدهای که واکنشگرها تغییرات مرحلهای انجام میدهند، تنها با مطالعه سینتیکی سرعت یعنی فرایند حاکم بر واکنش از طریق مطالعه سینتیکی قابل تشریح میباشد.
استفاده همزمان از عوامل ترمودینامیکی و سینتیکی
ترمودینامیک شیمیایی هم مانند سینتیک شیمیایی شاخه مهمی از شیمی فیزیک است. در ترمودینامیک عامل زمان ، در کار نیست و در آن از تعادل و حالت ابتدایی و انتهایی سیستم بحث میشود. بی آنکه از سرعت رسیدن به تعادل سخن گفته شود. در بیشتر موارد عملی اکثر اطلاعات مورد نیاز با استفاده همزمان از عوامل ترمودینامیکی و سینتیکی بدست میآید. برای مثال در فرایندهای برای تهیه آمونیاک داریم:
زمانی که واکنش گرمازا باشد طبق اصل لوشاتلیه تهیه آمونیاک در فشار بالا و دمای پایین امکانپذیر است. ولی عملا در دمای
تفاوتهای سینتیک و ترمودینامیک
علم ترمودینامیک بیشتر مبتنی بر تغییر انرژی و آنتروپی است که معمولا همراه با تغییر در سیستم میباشد و با استفاده از انرژی آزاد یک واکنش و همچنین ثابت تعادل آن امکان انجام یا عدم انجام یک واکنش شیمیایی را پیشبینی میکند. اما نتایج ترمودینامیکی به هیچ وجه نمیتواند سرعت تغییرات شیمیایی و یا مکانیسم تبدیل واکنش دهندهها اطلاعاتی به ما بدهد. به عنوان مثال اکسیژن و نیتروژن موجود در جو زمین میتوانند با آب اقیانوسها وارد واکنش شده و اسید نیتریک رقیق تولید کنند.
بر اساس اطلاعات ترمودینامیکی