Noțiuni de Cinetică Chimică

1. Introducere. Evoluţia temporală a reacţiilor chimice

Experienţa de zi cu zi ne arată că procesele care au loc în jurul nostru se petrec cu viteze foarte

diferite. Definirea vitezei cu care au loc transformările chimice presupune în primul rând o

descriere cantitativă a acestora utilizând stoichiometria. De cele mai multe ori, o transformare

chimică observată nu poate fi descrisă cantitativ numai cu ajutorul unei singure ecuaţii

stoichiometrice. Modificările observate în compoziţia sistemului pot fi datorate unei singure reacţii

chimice, reprezentate de o singură ecuaţie stoichiometrică, sau pot fi rezultatul suprapunerii unui

mare număr de reacţii cuplate între ele. La o primă analiză, ceea ce se poate urmări practic, este

variaţia în timp a cantităţii unuia sau mai multor componenţi ai sistemului. În funcţie de natura

sistemului, această cantitate ar putea fi măsurată prin masa componentului, prin concentraţia sa,

sau cu ajutorul unei proprietăţi dependente de această cantitate. Atunci când se cunoaşte natura

componenţilor reactanţi, din mărimile măsurate experimental se poate calcula numărul

corespunzător de moli, mult mai util pentru descrierea evoluţiei temporale a sistemului. Dacă

sistemul este omogen, atunci concentraţia molară, mai uşor accesibilă măsurătorilor experimentale,

este variabila cea mai relevantă. Un rol deosebit în descrierea evoluţiei temporale a unui sistem

chimic reactant îl au mijloacele analitice de determinare a compoziţiei sistemului în diferite stadii

ale evoluţiei sale.

Principalul mijloc prin care putem să vizualizăm producerea unei reacţii chimice este o curbă

cinetică. Aceasta reprezintă variaţia în timp a cantităţii unuia dintre componenţii sistemului

(variabilă cinetică).

2

2. Reacţii simple şi complexe

Pentru înţelegerea evoluţiei temporale a transformărilor chimice sunt necesare clasificări ale

acestora în funcţie fie de gradul lor de complexitate, fie de numărul de variabile cinetice necesare

pentru descrierea completă a evoluţiei temporale a sistemului. Primul tip de clasificare se bazează

pe conceptul de reacţie elementară, iar cel de al doilea pe conceptul de reacţie singulară.

A. Clasificarea reacţiilor chimice în funcţie de complexitatea lor

Din acest punct de vedere reacţiile chimice pot fi reacţii simple sau reacţii elementare şi reacţii

compuse sau complexe.

Reacţii elementare

Analiza unui mare număr de reacţii chimice, din punctul de vedere al numărului maxim de particule

care participă sincron la ruperea şi formarea unui număr minim de legături chimice, a condus la

introducerea noţiunii de reacţie simplă sau reacţie elementară.

Reacţiile elementare sunt cele mai simple procese chimice care au loc cu participarea unui număr

mic de reactanţi, în cursul cărora se rupe, sau se formează, sau se rupe şi se formează sincron un

număr mic de legături chimice