Clasificarea reaciilor chimice dup ordinul de reacie Legea

Clasificarea reacţiilor chimice după ordinul de reacţie

Legea vitezei • Pentru o reacţie oarecare : legea vitezei are expresia: unde: k = constanta vitezei [A], [B] = CM ale reactanţilor n. A + n. B = n ( ordin de reacţie)

Reacţii de ordinul I • Sunt de forma : • Legea vitezei pentru reacţiile de ordinul I: unde: k 1 = constanta vitezei reacţiei de ord. I

Exemple de reacţii de ordinul I • • Descompuneri termice Dezintegrările radioactive Izomerizarea alcanilor Reacţii de ord. I pseudo-monomoleculare: hidroliza esterilor în mediu acid, disociaţia ionică a apei, invertirea zaharozei (concentraţia apei rămâne constantă, deoarece este în mare exces → [H 2 O] se include în valoarea k).

Timpul de înjumătăţire sau • t 1/2 = timpul în care concentraţia iniţială a reactantului se reduce la ½.

Timpi de înjumătăţire ai câtorva radioizotopi: • • • t 1/2 213 Po = 10 -6 s ; t 1/2 232 Th = 13, 4 mld. ani; t 1/2 235 U = 7, 038 · 108 ani (207 Pb) t 1/2 238 U = 4, 5∙ 109(= mld) ani (206 Pb) t 1/2 14 C = 5720 ani (14 N)

Izotopul 14 C Determinarea vârstei fosilelor • În anii 1950, W. F. Libby şi echipa sa de la Universitatea din Chicago a descoperit o metodă de estimare a vârstei fosilelor organice, bazată pe rata de descompunere a izotopului 14 C. • Această metodă poate fi folosită pentru stabilirea unei vechimi a fosilelor între câteva mii de ani şi 50. 000 de ani.

• C 14 este produs în atmosferă cand neutronii din radiaţiile cosmice reacţionează cu atomii de N: 14 N + 1 n --> 14 C + 1 H • CO 2 atmosferic conţine 14 C în raport de 1: 1012 atomi de 12 C. • Organismele vii conţin 14 C în aceeaşi proporţie ca şi CO 2 din aer. • Când organismul moare, nu mai primeşte C din hrană sau din aer, deci nu se mai regenerează 14 C.

• T 1/2 al 14 C = 5720 ani → în 5720 ani, % de 14 C din fosilă ajunge la ½ din cantitatea existentă pe timpul vieţii. • % de CO 2 din aer variază în timp, de aceea, datarea fosilelor cu 14 C este cu atât mai exactă, cu cât fosila este mai veche (inexactă pentru fosile care datează după 1500 î. Ch). • necesită calcule complicate, anumite calibrări şi comparaţii cu alte date ştiinţifice.

Exemplu de calcul O bucată de hârtie conţine un raport 14 C/12 C = 0, 795 faţă de raportul din timpul vieţii copacului din care s-a obţinut hârtia. • Relaţia de calcul folosită va fi : lg X 0/X = kt/2, 3 unde: X 0= cantitatea de 14 C iniţială; X= cantitatea de 14 C la timpul măsurat; k = ct. de viteză a reacţiei de ord. I •

• k = ln 2/t 1/2 → k= 0, 693/5720 ani = 1, 21· 10 -4/ an; • lg X 0/X = (1, 21 · 10 -4 /an) · t / 2, 3 • X = 0, 795 X 0 → lg X 0/X = lg 1/0, 795 = lg 1, 26 = 0, 1 • 0, 1 = (1, 21· 10 -4 x ) · t / 2, 3 ; • t = 1900 ani

Reacţii de ordinul II • Sunt reacţii de forma: • Cu legea vitezei: • Sau: • Cu legea vitezei : • Unde k 2 = constanta vitezei de ordinul II

Exemple de reacţii de ordinul II • Reacţiile electrolitice ( viteza de reacţie este proporţională cu intensitatea curentului electric); • Hidroliza derivaţilor halogenaţi în mediu alcalin • Hidroliza alcalină a esterilor • Formarea apei din ioni H 3 O+ şi din HO • Esterificarea • Reacţiile de neutralizare etc.