سینتیک شیمیایی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

سینتیک شیمیایی(Chemical kinetics) شاخه‌ای از علم است که به مطالعهٔ سرعت فرایندهای شیمیایی و عوامل موثر بر آنها می‌پردازد.

سینتیک شیمیایی[ویرایش]

سینتیک شیمیایی، که به عنوان سینتیک واکنش نیز شناخته شده است، مطالعه بر روی سرعت فرآیندهای شیمیایی است.

سینتیک شیمیایی تحقیقات و بررسی‌هایی است که شرایط آزمایشگاهی گوناگون را برسرعت یک واکنش شیمیایی توضیح می‌دهد. چراکه شرایط مختلف آزمایشگاهی از جمله دما، رطوبت و ... می‌تواند بر مکانیزم واکنش و حالت گذار آن اثر بگذارد. همچنین سینتیک شیمیایی ساخت مدلی ریاضی از واکنش است که می توان به وسیله‌ی آن، ویژگی های یک واکنش شیمیایی را توضیح داد.

تاریخچه[ویرایش]

در سال 1864، پیتر واج (Peter Waage) و کیتو گلدبرگ (Cato Guldberg) با تدوین قانون کنش جرم، که بیانگر تناسب مقدار مواد در یک واکنش با سرعت یک واکنش شیمیایی است.

در سال 1884 ، وانت هوف (یاکوبوس هنریکوس وانت‌هوف Van't Hoff) دینامیک شیمیایی را مورد مطالعه قرار داد و نتایح آن را تحت عنوان "Etudes de dynamique chimique" منتشر کرد. وی در سال 1901 اولین جایزه‌ی نوبل شیمی خود را برای " کشف قوانین دینامیک شیمیایی و فشار اسمزی در محلول‌ها" دریافت کرد.

پس از وانت هوف، سینتیک شیمیایی با تعیین آزمایشی که از آن قوانین سرعت و ثابت سرعت بدست می‌آید، سر و کار دارد. قوانین ساده‌ی سرعت برای واکنش مرتبه صفر (که در آن سرعت واکنش از غلظت مستقل است)، واکنش‌های مرتبه اول و واکنش مرتبه دوم گرفته شده است. در واکنش‌های مرتبه اول متوالی می‌توان با تقریب حالت پایدار، قانون سرعت را ساده کرد. انرژی فعالسازی برای واکنش تجربی با استفاده از معادله‌ی آرنیوس تعیین می‌شود. عوامل اصلی سرعت واکنش عبارتند از:

  • حالت فیزیکی واکنش دهنده
  • غلظت واکنش دهنده‌ها
  • درجه حرارتی که واکنش در آن رخ می‌دهد.
  • کاتالیزور

گروبن (Groban) و یابلونسکی (Yablonsky) پیشنهاد دادند که دینامیک شیمیایی را به سه دوره تقسیم شود.

  • اولی تحقیقات وانت هوف در زمینه‌ی قوانین کلی واکنش‌های شیمیایی مربوط سینتیک به ترمودینامیک
  • دومی که به نام Semenov - Hinshelwood شناخته شده است، بر مکانیسم های واکنش، به ویژه برای واکنش های زنجیره ای تاکید دارد.
  • و سومی مربوط است به Aris و توصیف دقیق ریاضی شبکه‌های واکنش‌های شیمیایی

عوامل موثر بر سرعت واکنش[ویرایش]

کاربردها و مدل‌ها[ویرایش]

مدلهای ریاضی که توسط دانشمندان و مهندسان شیمی برای توصیف سینتیک واکنش شیمیایی ارائه شده است، برای درک بهتر فرآیندهای شیمیایی مانند تجزیه مواد غذایی، رشد میکروارگانیزم‌ها، تجزیه استراتوسفری و شیمی پیچیده‌ی سیستم‌های بیولوژیکی بکار می‌رود. این مدل‌ها همچنین می‌تواند برای اصلاح راکتورهای شیمیایی، بهینه سازی بازده، از بین بردن محصولات زیان آور برای محیط زیست و... استفاده شود.

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

https://en.wikipedia.org/wiki/Chemical_kinetics

  • مورتیمر، چارلز. «سینتیک شیمیایی». در شیمی عمومی. ترجمهٔ عیسی یاوری. ویرایش ویرایش ششم (۱۹۸۶). چاپ سی و یکم. تهران: نشر علوم دانشگاهی، ۱۳۸۸. ISBN 964-6186-33-5. 
  • James E.House, Principles of Chemical Kinetics, 2nd Ed., Elsevier Inc., United States of America, 2007. ISBN 978-0-12-356787-1