7.4 Reaksjonsmekanismer | Kjemi 2

Reaksjonsmekanismar

Ein reaksjonsmekanisme skildrar dei individuelle trinna i ein kjemisk reaksjon.

Elementærreaksjonar

Eit elementærtrinn er ein einskild kollisjon/reaksjon.

Molekylaritet:
- Unimolekylær: A → produkt
- Bimolekylær: A + B → produkt
- Termolekylær: A + B + C → produkt (sjeldan)

Mellomprodukt

- Blir danna i eitt trinn og forbrukt i eit anna
- Er IKKJE med i totalreaksjonen
- Finst i låge konsentrasjonar

Døme

Totalreaksjon: 2NO + O₂ → 2NO₂

Mogleg mekanisme:
1. NO + NO → N₂O₂ (rask)
2. N₂O₂ + O₂ → 2NO₂ (langsam)

N₂O₂ er mellomprodukt.

Fartsbestemmande trinn

Det fartsbestemmande trinnet (RDS) er det langsamaste trinnet i mekanismen.

Eigenskapar

- Bestemmer farten til totalreaksjonen
- Har høgast aktiveringsenergi
- Fartsloven blir utleidd frå dette trinnet

Energidiagram for fleirtrinnsreaksjon

Energi
↑
| /\
| / \ /\
| / \ / \
| / Eₐ₁ \/ \
| / \
Reaktantar Produkt
|_______________________→ Reaksjonsforløp

Den høgaste energibarrieren er RDS.

Pre-likevekt

Hvis eit tidleg trinn er rask og reversibel, oppnår det likevekt før RDS.

✏️Døme 1: Utleia fartslov

Gitt mekanismen:

Trinn 1: NO + Br₂ ⇌ NOBr₂ (rask likevekt)
Trinn 2: NOBr₂ + NO → 2NOBr (langsam)

a) Kva er totalreaksjonen?
b) Kva er mellomproduktet?
c) Utlei fartsloven.

Løysing:

a) Totalreaksjon:
Legg saman trinna og kanseller mellomprodukt:
NO + Br₂ + NOBr₂ + NO → NOBr₂ + 2NOBr
2NO + Br₂ → 2NOBr

b) Mellomprodukt: NOBr₂

c) Fartslov:
Frå RDS (trinn 2):
$v = k_2[\text{NOBr}_2][\text{NO}]$

Men NOBr₂ er mellomprodukt. Bruk likevekt frå trinn 1:
$K_1 = \frac{[\text{NOBr}_2]}{[\text{NO}][\text{Br}_2]}$
$[\text{NOBr}_2] = K_1[\text{NO}][\text{Br}_2]$

Set inn:
$v = k_2 K_1[\text{NO}][\text{Br}_2][\text{NO}]$
$v = k[\text{NO}]^2[\text{Br}_2]$

der k = k₂K₁