تاریخچه ی:
سینتیک شیمیایی
||در حالت کلی سینتیک شیمیایی را میتوان علم مطالعه سیستمهای ناظر بر __تجزیه شیمیایی__ و یا تغییر حالت مولکولها دانست. به عبارت دیگر سینتیک را میتوان علم مکمل ((ترمودینامیک)) دانسته و سیستمهایی را که __توزیع انرژی__ آنها با زمان تغییر مینماید مطالعه کرد. نظریههایی که اثرات متقابل شیمیایی را توجیه میکنند بطور گستردهای بر اساس نتایج تجربی پایه گذاری شدهاند که با روشهای ترمودینامیکی و سینتیکی به دست میآیند.||
!نگاه اجمالی
با یک نگرش سطحی میتوان مشاهده نمود که برخی از ((واکنش شیمیایی|واکنشهای شیمیایی)) آنی بوده و تعدادی کند یا بینهایت کند هستند. همچنین شدت بعضی از واکنشها در آغاز زیاد است، رفته رفته آهسته میگردند، برعکس برخی از واکنشها به کندی شروع شده و سپس شتاب میگیرند، سینتیک عامل زمان را در واکنشهای شیمیایی مطرح و مورد بحث قرار میدهد.
!تاریخچه
از نظر تاریخی مطالعه ((سرعت واکنش|سرعت واکنشها)) یکی از قدیمیترین موضوعات ((شیمی فیزیک)) بوده است. و نزل در سال 1777 سرعت ((خوردگی فلزات|انحلال فلزات در اسیدها)) را مطالعه کرد. __ویلهمی__ در سال 1850 ((هیدرولیز)) بوسیله اسیدها را مورد بررسی قرار داد و به این نتیجه رسید که سرعت واکنش ((هیدرولیز ساکاروز)) متناسب با غلظت ساکاروز تجزیه نشده است.
ویلهمی را میتوان پایه گذار سینتیک نامید. درسال 1862 __برتلو و سن ژیل__ نیز نتایج مشابهی روی ((هیدرولیز استر|هیدرولیز استرها)) در محیط اسیدی داشتند، سرانجام درسال 1863 گولدبرگ و واگ نتایج فوق را تعمیم داده و به صورت قانون اثر غلظتها بیان کردند.
!مطالعات اولیه سینتیک
اولین مطالعات در سینتیک شیمیایی مربوط به اندازه گیری سرعت واکنشها بوده و برای رسیدن به هدف اصلی با توجیه این سرعتها به شناخت مکانیسم کامل واکنش مورد مطالعه پی میبریم. البته از آنجا که سرعت اندازه گیری شده یک حالت آماری متوسط مولکولهای شرکت کننده در واکنش میباشد، سینتیک شیمیایی اطلاعی از حالت انرژیتیکی یا وضع فضایی مولکولها را بطور جداگانه ارائه نمیدهد ولی با این وصف مطالعه جنبشی واکنشهای شیمیایی در تفکیک مکانیسمهای پیچیده به مراحل ساده ، دارای توانایی و قدرت قابل توجهی میباشد.
مکانیسم کلی واکنشهای پیچیدهای که ((واکنشگر شیمیایی|واکنشگرها)) تغییرات مرحلهای انجام میدهند، تنها با مطالعه سینتیکی سرعت یعنی فرایند حاکم بر واکنش از طریق مطالعه سینتیکی قابل تشریح میباشد.
!استفاده همزمان از عوامل ترمودینامیکی و سینتیکی
((ترمودینامیک شیمیایی)) هم مانند سینتیک شیمیایی شاخه مهمی از ((شیمی فیزیک)) است. در ترمودینامیک عامل ((زمان)) ، در کار نیست و در آن از تعادل و حالت ابتدایی و انتهایی سیستم بحث میشود. بی آنکه از سرعت رسیدن به تعادل سخن گفته شود. در بیشتر موارد عملی اکثر اطلاعات مورد نیاز با استفاده همزمان از عوامل ترمودینامیکی و سینتیکی بدست میآید. برای مثال در فرایندهای برای ((تولید صنعتی آمونیاک|تهیه آمونیاک)) داریم:
::{TEX()} { N_2 + 3 H_2 \rightarrow 2 NH_3 ∆H = -92.5 \frac{ kg}{mol}} {TEX}::
زمانی که ((واکنش گرمازا)) باشد طبق ((اصل لوشاتلیه)) تهیه آمونیاک در فشار بالا و دمای پایین امکانپذیر است. ولی عملا در دمای {TEX()} {200 \circ C} {TEX} ((سرعت واکنش)) به اندازهای کند است که به عنوان یک فرایند صنعتی مقرون به صرفه نمیباشد. لذا اگر چه در ((فرایند هابر)) با استفاده از فشارهای زیاد تعادل در جهت تولید آمونیاک پیشرفت میکند، عملا در حضور ((کاتالیزور)) و دمای {TEX()} {450 \circ C} {TEX} (عوامل ترمودینامیکی) سرعت رسیدن به ((تعادل شیمیایی|تعادل)) به مراتب افزایش مییابد. در نتیجه برای مشخص نمودن شرایط انجام این واکنش از عوامل ترمودینامیکی و سینتیکی استفاده میشود.
!تفاوتهای سینتیک و ترمودینامیک
((ترمودینامیک|علم ترمودینامیک)) بیشتر مبتنی بر تغییر ((انرژی)) و ((آنتروپی)) است که معمولا همراه با تغییر در سیستم میباشد و با استفاده از انرژی آزاد یک واکنش و همچنین ثابت تعادل آن امکان انجام یا عدم انجام یک ((واکنش شیمیایی)) را پیشبینی میکند. اما نتایج ترمودینامیکی به هیچ وجه نمیتواند سرعت تغییرات شیمیایی و یا مکانیسم تبدیل واکنش دهندهها اطلاعاتی به ما بدهد. به عنوان مثال ((اکسیژن)) و ((نیتروژن)) موجود در ((جو زمین)) میتوانند با آب اقیانوسها وارد واکنش شده و ((اسید نیتریک)) رقیق تولید کنند.
بر اساس اطلاعات ترمودینامیکی {TEX()} { ∆H= -88 \frac {cal}{mol}} {TEX} ، این واکنش به صورت خودبهخودی میتواند انجام شود. اما طبق اطلاعات سینتیکی خوشبختانه سرعت آن خیلی کم میباشد. تفاوت مهم دیگر بین سینتیک و ترمودینامیک این است که طبق ((قوانین ترمودینامیک|اصول اساسی ترمودینامیک)) مقدار ثابت تعادل برای واکنشها مستقل از مسیری است که واکنش دهندهها را به فراورده تبدیل میکند اما در سینتیک ((مسیر واکنش)) بسیار اهمیت دارد، زیرا کلیه مراحل و مکانیسم واکنشهای شیمیایی را تشکیل میدهد.
!مباحث مرتبط با عنوان
*((آنتروپی))
*((استوکیومتری))
*((تجزیه شیمیایی))
*((ترمودینامیک))
*((ترمودینامیک شیمیایی))
*((ترموشیمی))
*((تعادل شیمیایی))
*((تولید صنعتی آمونیاک))
*((خوردگی فلزات))
*((سرعت واکنش))
*((شیمی فیزیک))
*((مسیر واکنش))
*((واکنش شیمیایی))
*((واکنش گرمازا))
*((واکنش گرماگیر))
*((واکنشگر رسوب دهنده))
*((واکنشگر شیمیایی))
*((هیدرولیز))