Cataliza și energia de activare

In teoria cinetica a gazelor, conditia ca o reactie chimica sa se produca, rezida in necesitatea realizarii ciocnirilor efective intre atomii sau moleculelor reactante. Viteza reactiei depinde de frecventa ciocnirilor, iar numarul moleculelor (Z) care sufera coliziune in unitatea de timp intr-un volum de 1 cm3, pentru o reactie bimoleculara, este redat printr-o relatie de tipul: Reactia se produce numai cand moleculele sunt activate, cand poseda un nivel energetic ridicat ca rezultat al unor ciocniri efective.

Intre moleculele in starea fundamentala si cele activate, se stabileste un echilibru caracteristic fiecarei temperaturi.

Conform teoriei Arrhenius, se poate exprima dependenta vitezei de rectie de temperatura, folosind ecuatia izocorei van t Hoff: in care E reprezinta energia de activare, adica diferenta de energie proprie moleculelor activate si a celor in stare fundamentala. Valoarea constantei de viteza Kv creste aproape fara exceptie cu temperatura si deci energia de activare in cazul reactiilor activate termic este intotdeauna o cantitate de calcura pozitiva.

In procesul de activare creste atat viteza de deplasare a moleculelor, cat si energia de vibratie a atomilor care compun molecula; activarea consta in marirea energiei cinetice si a celei intramoleculare, modificandu-se chiar starea electronica a moleculei prin trecerea electronilor pe nivele de energie mai inalta. Pentru diferitele reactii bimoleculare, valorile lui Z calculate variaza intre 1011-1012l mol s-1si ele coincid numeric cu valorile factorului preexponential A determinat empiric cu ajutorul ecuatiei Arrhenius. Aceasta concordanta valorica nu are insa un caracter general. Limitarea teoriei ciocnirilor consta in faptul ca datele experimentale corespund satisfacator celor teoretice numai pentru reactii rapide si pentru un domeniu limitat de temperatura. Diferentele intre valorile lui A si Z constatate in cazul reactiilor lente, a determinat introducerea, in ecuatia constantei de viteza, a unui factor de probabilitate P, definit ca factor steric, a carui semnificatie se refera la faptul ca reactia poate avea loc numai daca, in afara energiei de activare necesara moleculelor care se ciocnesc, se realizeaza si o anumita conditie de orientare, a moleculelor, favorabila ciocnirilor. Teoria ciocnirilor tine seama numai de energia de activare globala, distribuita in mod necunoscut intre moleculele reactante. Pentru declansarea reactiei este uneori necesar ca energia de activare sa fie concentrata sub forma de energie de vibratie sau de rotatie, in una sau in cateva din legaturile interatomice ale unuia din reactanti.

Teoria vitezelor absolute de reactie, ca ia in consideratie repartizarea energiei in moleculele reactantilor, permite nu numai o abordare calitativa si cantitativa a datelor de cinetica chimica de reactie.

Starea de tranzitie sau complexul activat are toate proprietatile moleculelor obisnuite cu deosebirea ...