Pilling-Seakins: Reakciókinetika

(A tankönyv ábrái windows metafile formátumban)
A wmf dokumentumok megtekintéséhez ajánljuk a wmf kiterjesztéshez hozzárendelt Quickview (quikview.exe) programot. (A quickview innen letölthetõ.) A jobb egérgomb megnyomása után választott "Save Link As..." (vagy "Save Target As...") paranccsal az adott ábra letölthetõ. A windows metafile vektoros formátumú, és grafikus programokkal (pl. CorelDraw) átrajzolható, színezhetõ, nyomtatható.
(Az ábrák sokszorosítása, terjesztése, közlése a kiadó engedélye nélkül törvényt sért. A letöltött ábrák csak magánhasználatra, ill. tanórai bemutatásra alkalmazhatók.)

0 Bevezetés - Miért tanuljunk reakciókinetikát?

0.1. ábra (162 kb) - Egy reagáló rendszer potenciális energiájának vázlatos rajza.

1 Idõ, koncentráció és hõmérséklet

1.1. ábra (30 kb) - Metilgyökök (R 2) reakció szerinti rekombinációja.
1.2. ábra (6 kb) - Az ln[azometán]-idõ diagram.
1.3. ábra (9 kb) - Az [azometán]-idõ diagram.
1.4. ábra (5 kb) - Az 1/[azometán]-idõ diagram.
1.5. ábra (7 kb) - A (10) reakcióra vonatkozó 1/[I]-idõ diagram.
1.6. ábra (4 kb) - A log k'-log[Ar] diagram.
1.7. ábra (4 kb) - A t1/2 logaritmusa a kezdeti metil koncentráció logaritmusának függvényében.
1.8. ábra (23 kb) - (a) A reakciósebesség becslése a koncentráció-idõ görbék meredekségével. (b) A reakciósebességek a koncentráció logaritmusának függvényében.
1.9. ábra (6 kb) - Az azometán bomlási reakciójának Arrhenius diagramja.
1.10. ábra (28 kb) - Az etén és butadién reakcióprofilja.
1.11. ábra (26 kb) - Az A, B, és C anyagok koncentrációjának alakulása sorozatos reakcióban.

2 Kísérleti módszerek

2.1. ábra (41 kb) - A vezetést mérõ berendezés vázlatos rajza.
2.2. ábra (5 kb) - A vezetés változása az idõ függvényében.
2.3. ábra (6 kb) - Az ln (Cvégtelen - Ct) - t diagram.
2.4. ábra (96 kb) - Gyors-áramlásos reaktor OH gyökök reakcióinak tanulmányozására.
2.5. ábra (19 kb) - Jellegzetes elsõrendû OH-gyök lecsengési görbe.
2.6. ábra (24 kb) - Pszeudo elsõrendû sebességi együtthatók a koncentráció függvényében.
2.7. ábra (179 kb) - Folyamatok H atomok rezonancia-fluoreszcenciás detektálása során.
2.8. ábra (42 kb) - OH gyökök detektálása lézer-indukált fluoreszcenciával (LIF).
2.8. ábra (51 kb) - Áramlásos reaktor és tömegspektrometriás detektálás összekapcsolása.
2.10. ábra (6 kb) - A C2H5+ ionáram logaritmusa az injektorpozíció függvényében.
2.11. ábra (24 kb) - Jellegzetes elsõrendû bomlási görbék T = 540 K hõmérsékleten.
2.12. ábra (42 kb) - Folyamatos áramlásos folyadékreaktor vázlata.
2.13. ábra (48 kb) - Megállított áramlásos reaktor vázlatos rajza.
2.14. ábra (4 kb gif) - Mn2+ ionok felületi adszorpciójának kinetikai görbéje.
2.15. ábra (27 kb) - A KrF exciplex potenciális energia görbéi.
2.16a. ábra (83 kb) - (a) Berendezés metilgyökök rekombinációs kinetikájának vizsgálatára.
2.16b. ábra (14 kb) - (b) Fényabszorpció idõbeli alakulása rekombináció során.
2.17. ábra (14 kb gif) (4 kb gif) - Brómatomok jellegzetes rezonancia-fluoreszcencia lecsengési görbéje.
2.18. ábra (30 kb) - Az impulzusüzemû lézer villanófény fotolízis - impulzus LIF berendezés idõzítésének vázlatos rajza.
2.19. ábra (8 kb gif) (4 kb gif) - CH gyökök lecsengése felesleg oxigén jelenlétében.
2.20. ábra (16 kb) - A 2.19. ábra adataiból linearizálással kapott diagram.
2.21. ábra (47 kb) - Lökéshullám berendezés vázlatos rajza.
2.22. ábra (28 kb) - OH gyökök és szénhidrogének között lejátszódó reakciók relatív sebességi együtthatóinak meghatározása.
2.23. ábra (5 kb gif) (2 kb gif) - Reakciók tanulmányozása hõmérsékletugrás módszerével.
2.24a. ábra (22 kb) - (a) Arrhenius diagram korlátozott hõmérséklet-intervallumban.
2.24b. ábra (18 kb) - (b) A teljes Arrhenius-diagram, a magas hõmérsékleteken jelentkezõ jelentõs eltéréssel.

3 Bevezetés a bimolekulás reakciók elméletébe

3.1. ábra (15 kb) - Molekulák ütközését leíró geometriai paraméterek.
3.2. ábra (211 kb) - Az A molekula által álló B molekulák között bejárt ütközési térfogat.
3.3. ábra (6 kb) - A molekulák orientációja ütközésük pillanatában.
3.4. ábra (29 kb) - A nagy energiájú ütközések számának növekedése a hõmérséklet emelkedésével.
3.5. ábra (39 kb) - A középpontokat összekötõ egyenes mentén 10 kJ/mol-nál nagyobb relatív transzlációs energiával rendelkezõ molekulák számának növekedése a hõmérséklet függvényében.
3.6. ábra (14 kb) - Az A atomnak a B molekula tengelyéhez viszonyított ütközése.
3.7. ábra (15 kb) - A reakciók jellegzetes energiaprofilja.
3.8. ábra (6 kb) - Orientáció az A + BC reakcióban.
3.9. ábra (35 kb) - A kolineáris A + BC -> AB + C reakció potenciális-energia felülete.
3.10. ábra (18 kb) - A 3.9. ábrán látható felület szintvonalas ábrázolása.
3.11. ábra (20 kb) - Egy háromatomos molekula rezgési módjai.
3.12. ábra (23 kb) - A kiindulási anyagok és termékek vázlatos potenciális-energia görbéi.
3.13. ábra (20 kb) - Az (R 8) típusba sorolható reakciók lineáris szabadentalpia összefüggése.
3.14. ábra (31 kb) - Az R1H nyújtási rezgés potenciál-görbéinek vázlatos rajza aktivált komplex keletkezésekor.
3.15. ábra (11 kb) - log(kH/kD) - 1/T diagram.
3.16. ábra (22 kb) - A hullámfüggvény áthaladása négyszög-potenciálgát alagútján.
3.17. ábra (21 kb) - A H + H2 és a D + D2 reakciók Arrhenius diagramja.

4 Reakciódinamika

4.1. ábra (21 kb) - Intermolekuláris potenciális-energia függvények.
4.2. ábra (7 kb) - Kölcsönható molekulák között lejátszódó nagy ütközési paraméterû trajektória.
4.3. ábra (28 kb) - A K + Br2 reakció szigonymodelljét illusztráló potenciális-energia diagram.
4.4. ábra (6 kb gif) - A CF3 + H reakcióban keletkezõ HF rezgési állapotsûrûsége (Boltzmann-diagram).
4.5. ábra (772 kb gif) (179 kb gif) - A H2O + H reakció termékeinek gerjesztési felhang-spektruma.
4.6. ábra (44 kb) - Kemilumineszcenciás berendezés rezgésileg gerjesztett molekulák vizsgálatára.
4.7. ábra (20 kb gif) (4 kb gif) - A Cl + HI reakció forgási energiájának eloszlása 14 forgási energiaszinten.
4.8. ábra (57 kb) - Mint a 4.6 ábra, "elõreakciós" kamrával kiegészítve.
4.9. ábra (79 kb) - Keresztezett molekulasugár-berendezés vázlatos rajza.
4.10. ábra (29 kb) - (a) Szórási szög tömegközépponti rendszerben. (b) A H + Cl2 reakcióban keletkezett HCl termékeloszlás-térképe.
4.11. ábra (14 kb) - Trajektóriák (a) vonzó és (b) taszító potenciális-energia felületeken.
4.12. ábra (7 kb) - A H + Cl2 reakcióban szereplõ molekulapályák.
4.13. ábra (7 kb) - Az atomtávolság tengelyek ferdítésének hatása a reakció dinamikájára.
4.14. ábra (15 kb) - Az OH + H2 reakció Arrhenius diagramja.
4.15. ábra (18 kb) - Direkt reaktív klasszikus trajektória H + H2 ütközése esetén.
4.16. ábra (23 kb gif) (8 kb gif) - Potenciálisenergia-felületek H + H2 és H + HBr reakcióban.
4.17. ábra (12 kb gif) (4 kb gif) - Az átmeneti állapot elmélet és a dinamikai számítások összehasonlítása.
4.18. ábra (7 kb) - Rezgési szempontból adiabatikus reakciók korrelációs diagramja.
4.19. ábra (24 kb gif) (8 kb gif) - Potenciális-energia felületek a 4.4. feladathoz.
4.20. ábra (32 kb gif) (9 kb gif) - Anyagáram-sebesség szintvonalak F + D2 reakció esetén.

5 Unimolekulás és asszociációs reakciók

5.1. ábra (23 kb) - Az unimolekulás sebességi együttható, k, csökkenése a nyomás csökkenésével azometán bomlása esetén, 603 K hõmérsékleten.
5.2. ábra (14 kb) - Az 1/k az 1/[A] függvényében a transz-C2H2D2 cisz C2H2D2 reakcióra 794 K hõmérsékleten.
5.3. ábra (23 kb) - Lineáris molekula rezgései harmonikus (a) és anharmonikus (b) esetben.
5.4. ábra (12 kb) - A k3(E)/k mennyiség értékei az RRK modell szerint.
5.5. ábra (17 kb) - A reaktánsok energiájának Boltzmann eloszlása kis- és nagynyomású reakció során.
5.6. ábra (30 kb) - Az izopropilgyök bomlássebességének változása a reaktáns energiájának függvényében.
5.7. ábra (21 kb) - Izomerizációs reakció potenciális-energia diagramja.
5.8. ábra (332 kb gif) (189 kb gif) - A triplett ketén disszociációjának vázlatos rajza.
5.9. ábra (400 kb gif) (190 kb gif) - A keténdisszociáció és a CO képzõdés sebességének összehasonlítása.
5.10. ábra (16 kb) - Az 1,1-dideutero-hexafluoro-vinilciklopropán metilénaddíciós termékének lehetséges bomlási reakciói.
5.11. ábra (7 kb) - Rekombinációs reakció potenciális-energia diagramja.

6 Oldatreakciók kinetikája

6.1. ábra (497 kb gif) (155 kb gif) - (a) Folyadékkonfigurációról készült "pillanatfelvétel", (b) trajektóriák a pillanatfelvételt követõ 2 ps alatt.
6.2. ábra (99 kb) - Oldatreakciók során lejátszódó folyamatok sematikus ábrázolása.
6.3. ábra (12 kb) - Molekulák eloszlása: (a) diffúzió-kontrollált reakció során (b) aktivációkontrollált reakció során.
6.4. ábra (40 kb) - Koncentrációprofil 0,5 nm reakciósugár esetén.
6.5. ábra (101 kb) - Egy ion Coulomb-potenciáljának 1/r-es csökkenée vízben és hexánban.
6.6. ábra (31 kb) - Koncentrációprofil alakulása a diffúziós és a reakciósebességi együtthatók arányának változásával.
6.7. ábra (12 kb) - A CO3- + IPA reakció sebességi együtthatójának pH-függése.
6.8. ábra (7 kb gif) (3 kb gif) - Jódatomok koncentrációjának csökkenése I2 disszociációját követõen.
6.9. ábra (24 kb) - Szökési valószínûségek egységnyi töltésû ionpárra szobahõmérsékleten.
6.10. ábra (26 kb gif) (6 kb gif) - Molekulafürtök változatos szerkezete.
6.11. ábra (33 kb) - Az I2(CO2)n- fürtben fotodisszociált I2- rekombinációjának mértéke a méret függvényében.
6.12. ábra (11 kb) - Gyors H+ és OH- transzportot elõsegítõ szerkezetek.
6.13. ábra (8 kb) - A víz impulzus-radiolízisét követõ lehetséges folyamatok.
6.14. ábra (23 kb) - Redoxireakciók lehetséges mechanizmusai.

7 Felületi reakciók

7.1. ábra (94 kb) - Molekuláris kötõdések típusai felületeken.
7.2. ábra (26 kb) - A katalitikus aktivitás változása az etilén hidrogénezésénél.
7.3. ábra (15 kb) - A Pd(100) felületen adszorbeálódott CO szerkezete.
7.4. ábra (16 kb) - A Langmuir izoterma vizsgálata: CO adszorpciója faszénen.
7.5. ábra (39 kb) - Gáz-felület kölcsönhatás vizsgálatára szolgáló készülék vázlata.
7.6. ábra (15 kb) - Tiszta és NO-val részlegesen telített Pt(111) felületrõl szóródó NO molekulák szög szerinti eloszlása.
7.7. ábra (12 kb) - A sebességi együttható változása a gáznyomással.
7.8. ábra (12 kb) - Az (R 5) reakció mechanizmusa
7.9. ábra (22 kb) - Pt(111) felületen CO2 keletkezéséhez vezetõ katalitikus reakció potenciális-energia ábrája.
7.10. ábra (27 kb) - Az ammóniatermelést bemutató potenciális-energia .
7.11. ábra (12 kb gif) (5 kb gif) - Forgási állapotok eloszlása különbözõ beesõ NO-sebességeknél.

8 Összetett reakciók

8.1. ábra (13 kb) - Az (R 1) és (R 2) párhuzamos reakciók sebességi együtthatóit külön-külön meg lehet határozni, ha (k1'+k2')-t ábrázoljuk a [CH4] függvényeként.
8.2. ábra (7 kb) - Az A = B reakció közeledése az egyensúlyhoz [A]0 kezdeti koncentrációból kiindulva.
8.3. ábra (2 kb gif) - A [CCl3] közeledése az egyensúlyi koncentrációhoz.
8.4. ábra (25 kb) - Az A reaktáns, B köztitermék, és C végtermék koncentrációinak idõfüggése.
8.5. ábra (22 kb) - Az [A] exponenciális lecsengése (folytonos vonal) és a numerikus integrálások eredménye.
8.6. ábra (159 kb) - A kísérlet és a modellezés kapcsolatát bemutató folyamatábra.
8.7. ábra (22 kb gif) (6 kb gif) - A téli örvény az Antarktisz fölött.
8.8. ábra (12 kb gif) (7 kb gif) - Az ózonlyuk szélének átrepülése során egyszerre vizsgálták az ózon és a klórmonoxid koncentrációját, és erõs korrelációt találtak az ózonszint csökkenése és a ClO koncentrációja között.
8.9. ábra (96 kb) - Vázlat a troposzféra bonyolultságának és kölcsönhatásainak érzékeltetésére.
8.10. ábra (37 kb) - Az etán gázfázisú oxidációjának reakcióútjai szennyezett (azaz NO és NO2 tartalmú) légkörben.
8.11. ábra (22 kb) - A Lineweaver-Burk ábrázolás.
8.12. ábra (36 kb gif) (9 kb gif) - A kimotripszinben a polipeptid láncok helyzete.
8.13. ábra (10 kb gif) (4 kb gif) - A CH-gyök és az oxigénmolekula reakciójából származó OH(A) spontán emissziójának idõfüggése.

9 Nyíltláncú láncreakciók

9.1. ábra (45 kb) - Láncreakció vázlatos rajza, amely bemutatja a láncindítás, láncfolytatás, és láncvégzõdés kapcsolatát egy általános reakcióban és a H2 + Br2 reakció példáján.
9.2. ábra (24 kb) - Az etánpirolízis ciklusdiagramja 1118 K hõmérsékleten és 70% konverziónál.
9.3. ábra (46 kb) - (a) Az alkánpirolízis laboratóriumi vizsgálatának vázlata. (b) Gázsugárkeverésû kvarcreaktor részei.
9.4. ábra (70 kb) - (a) Etán pirolízise. Az etánkonverzió változása a tartózkodási idõvel. (b) Propán pirolízise.
9.5. ábra (25 kb) - Etán pirolízise.

10 Robbanások és elágazóláncú reakciók

10.1. ábra (22 kb) - Hõáramlás hatása exoterm reakcióra zárt reakcióedényben.
10.2. ábra (14 kb) - A láncvivõk n koncentrációjának növekedése a nettó láncelágazási tényezõ különbözõ értékeinél.
10.3. ábra (42 kb) - A hidrogén-oxigén reakció robbanási határai a hõmérséklet és nyomás függvényében.
10.4. ábra (20 kb gif) (3 kb gif) - A hidrogén-oxigén reakció fõ anyagfajtáinak számított koncentrációgörbéi.
10.5. ábra (17 kb) - Szénhidrogén-oxigén elegy vázlatos gyulladási ábrája.
10.6. ábra (21 kb) - A metán égésének folyamatábrája sztöchiometrikus metán-levegõ lángban légköri nyomásnál.
10.7. ábra (41 kb) - Az egyes reakciósebességi együtthatók értékének ötszörösére változtatásának hatása sztöchiometrikus metán-levegõ elegy lángsebességére.

11 Negatív visszacsatolás és oszcilláló viselkedés

11.1. ábra (11 kb gif) (4 kb gif) - A [Ce3+]/[Ce4+] és a [Br-] periodikus viselkedése kevert reaktorban.
11.2. ábra (23 kb gif) (4 kb gif) - A hidrogén-oxigén rendszer oszcilláló gyulladását leíró kísérleti görbék.
11.3. ábra (18 kb) - A propánoxidáció sebessége maximumának hõmérsékletfüggése.
11.4. ábra (26 kb gif) (5 kb gif) - Bután-levegõ elegyben a hõmérséklet-idõ görbék változatos viselkedést mutatnak attól függõen, hogy a reakcióedény fûtött, vagy hûtött.
11.5. ábra (13 kb) - Peroxigyök-izomerizáció különbözõ belsõ absztrakciós helyeinek jelölése
11.6. ábra (18 kb) - Belsõ égésû motor mûködési ütemeinek egyszerûsített bemutatása.
11.7. ábra (40 kb) - A nyomás változása szikragyújtású belsõ égésû motor hengerében.
11.8. ábra (25 kb) - A koncentrációk alakulása az idõben. (a) Az ai, bi kezdeti összetételtõl egy végsõ egyensúlyi összetétel felé tartó trajektória. (b) Több különbözõ kezdeti összetételtõl egy közös egyensúlyi összetétel felé tartó trajektóriák. (c) Két különbözõ kezdeti összetételtõl egy közös egyensúlyi összetétel felé spirálisan haladó trajektóriák képe a fázissíkon. (d) Oszcilláló viselkedés kialakulásának trajektóriája. (e) Az oszcilláló viselkedés ábrázolása a fázissíkon
11.9. ábra (429 kb gif) (70 kb gif) - Céltábla mintázat a BZ reakcióelegy vékony rétegénél.
11.10. ábra (19 kb gif) (5 kb gif) - A köztitermékek koncentrációinak ingadozása két különbözõ reakcióban.

12 Fotokémia

12.1. ábra (37 kb) - Sokatomos molekula különbözõ elektronállapotait összekötõ folyamatokat bemutató vázlatrajz. (Jablonski diagram)
12.2. ábra (9 kb) - A fényelnyelés vizsgálatára alkalmazott elrendezés és a Beer törvényben szereplõ mennyiségek.
12.3. ábra (21 kb gif) (3 kb gif) - (a) A gázfázisú benzol kisfelbontású fényelnyelési spektruma. (b) A benzol folyadékfázisú spektruma.
12.4. ábra (49 kb) - Az AB* elektrongerjesztett molekula átalakulásai.
12.5. ábra (22 kb) - A kininszulfát fluoreszcenciájának kioltása kloridionnal: Stern-Volmer ábrázolás.
12.6. ábra (24 kb) - Festéklézer üregének vázlata.
12.7. ábra (52 kb) - A lézerfestékekben lejátszódó folyamatok Jablonski diagramja.
12.8. ábra (49 kb) - Lézerfesték rezgési állapotainak viszonylagos betöltöttsége.
12.9. ábra (19 kb) - A HI helyzeti energia felülete.
12.10. ábra (103 kb) - A HI fotolízisekor a hidrogénatom repülésiidõ spektruma.
12.11. ábra (36 kb gif) (5 kb gif) - Az aceton fotolízisekor keletkezett CO rezgési-forgási emissziós spektruma a fotodisszociáció után különbözõ idõtartamok elteltével.
12.12. ábra (68 kb) - Az acetondisszociáció mechanizmusa.
12.13. ábra (38 kb) - Az ICN disszociációjának valósidejû vizsgálatára létrehozott berendezés vázlatrajza.
12.14. ábra (18 kb) - Az ICN disszociáció helyzeti energia diagramja.
12.15. ábra (17 kb gif) (3 kb gif) - a) Az NaI és az Na+I- molekulák helyzeti energia ábrája. (b) Az Na észlelt fluoreszcenciája a helyzeti energia gödrön belüli oda-vissza mozgásokat mutatja.
12.16. ábra (44 kb) - A különféle kinetikai és dinamikai folyamatok idõskáláit bemutató vázlatrajz.
12.17. ábra (37 kb) - Az aceton fotolízisében szereplõ részecskék energiaszint ábrája.
12.18. ábra (25 kb) - Infravörös többfotonos disszociáció vázlatrajza.
12.19. ábra (14 kb gif) (5 kb gif) - A CH4 121,6 nm hullámhosszú fénnyel végzett fotolízisébõl származó hidrogénatomok mozgási-energia spektruma.
12.20. ábra (13 kb gif) (5 kb gif) - O2 jel az ózont fotolizáló fény hullámhosszának függvényében.

Függelék

F2.1. ábra (19 kb) - Különbözõ reakciórendeknek megfelelõ illesztett koncentrációfüggvények.
F2.2. ábra (5 kb) - Rend meghatározása ln(dc/dt) - ln c egyenesbõl.
F2.3a. ábra (6 kb) - Elsõrendû koncentrációfüggvény nemlineáris illesztése.
F2.3b. ábra (7 kb) - Elsõrendû koncentrációfüggvénynek megfelelõ linearizálás és illesztett egyenes.
F2.4a. ábra (6 kb) - Másodrendû koncentrációfüggvény nemlineáris illesztése.
F2.4b. ábra (6 kb) - Másodrendû koncentrációfüggvénynek megfelelõ linearizálás és illesztett egyenes.