A k�miai reakci�k, amelyek sor�n az anyagok k�miai �sszet�tele megv�ltozik, 40-400 kJ/mol nagys�grend� energiav�ltoz�ssal j�rnak. A k�l�nb�z� k�miai reakci�k lefoly�sa id�t ig�nyel. Vannak pillanatszer�, k�zepes sebess�g� �s v�gtelen lass� reakci�k.

Reakci�sebess�g

A k�miai reakci�k sebess�ge, az id�egys�g alatt �talakul� anyag mennyis�g�t jelenti, amelyet az id�egys�g alatt bek�vetkez� koncentr�ci�v�ltoz�ssal m�r�nk.

A reakci�sebess�g f�gg:

• a reag�l� anyagok min�s�g�t�l,
• a rendszer h�m�rs�klet�t�l,
• a reag�l� anyagok koncentr�ci�j�t�l

    A + B = C reakci� eset�ben
    v  =  k ^. [A] ^. [B] (mol/dm³)

• k = A . e ^{-Ea . R . T}

Az a legkisebb energiamennyis�g, amellyel az �talakul� komponenseknek rendelkezni�k kell ahhoz, hogy az adott reakci� v�gbemenjen(46.�bra).
 

Kataliz�torok  

A kataliz�torok olyan anyagok, amelyek egy adott reakci� sebess�g�t megn�velik an�lk�l, hogy maguk maradand�an megv�ltozn�nak (47. �bra).

Kataliz�torok a k�rnyezet v�delm�ben

Otto-motorokban a kipufog�g�zok nitrog�n-oxid, sz�n-monoxid �s sz�nhidrog�n-tartalm�nak cs�kkent�s�re szolg�l� kieg�sz�t� berendez�s. A h�romutas v. h�rmas funkci�j� kataliz�tor a nitrog�n-oxidokat nitrog�nn� reduk�lja, a sz�n-monoxidot �s a sz�nhidrog�neket pedig sz�n-dioxidd� �s v�zg�zz� oxid�lja. A kataliz�tor anyaga platina-r�dium-�tv�zet ker�mia v. fel�letn�velt f�mhordoz�. Az �lom kataliz�torm�regk�nt hat, ez�rt a ~ m�k�d�s�nek el�felt�tele az �lmozatlan benzin haszn�lata. A h�rmas reakci� egy�ttes lezajl�s�nak felt�tele, hogy a nitrog�n-oxidok mellett megfelel� mennyis�g� CO �s sz�n-hidrog�n is legyen a kipufog�g�zban. Ezt �gy biztos�tj�k, hogy a ~ el� egy oxig�nm�r� (l) szond�t �p�tenek be, �s annak jele alapj�n egy elektronikus egys�g szab�lyozza az �zemanyag-beadagol�st (kever�kk�pz�st). Az �gy fel�p�tett, szab�lyozott, h�rmas funkci�j� kataliz�tor elvi fel�p�t�s�t a 48. �bra mutatja be. A szab�lyozott kataliz�tor semleges�t�si hat�sfoka 80-90 % mindh�rom l�gszennyez� anyagra, optim�lis l�gfelesleg t�nyez� eset�n. A ~ alkalmazhat� m�r�szonda �s szab�lyoz�s n�lk�l is, de ekkor a semleges�t�si hat�sfok j�val kisebb (40-60 %). Az ut�lagos be�p�t�sekn�l �ltal�ban csak szab�lyozatlan ~ alkalmaz�s�ra van lehet�s�g. A fejlett orsz�gokban az 1980-as �vek m�sodik fel�t�l m�r csak ~ -os g�pkocsik hozhat�k forgalomba. Ezek hat�s�ra az �rintett nagyv�rosokban jelent�sen cs�kkent a k�zleked�si eredet� l�gszennyezetts�g. A kezdetben alkalmazott por�zus ker�mia hordoz�test helyett egyre ink�bb a v�kony, hull�mos�tott ac�llemezt haszn�lj�k, amely nagyobb mechanikai- �s h�ellen�ll�sa miatt m�r 80 000-100 000 km-es �lettartamot biztos�t.

G�pj�rm� kataliz�tor

A k�miai egyens�ly

A k�t, ellent�tes ir�ny� reakci� addig megy v�gbe egym�s mellett, m�g sebess�g�k egyenl�v� v�lik. Ekkor be�ll a k�miai egyens�ly, amely makroszkopikusan sztatikus, de val�j�ban egy dinamikus �llapot.

Az ellent�tes ir�ny� folyamatok sebess�gei:

        v1 = k1 * [CH₃COOH] * [C₂H₅OH]

        v2 = k2 * [CH₃COO C₂H5] * [H₂O]

        k1[CH₃COOH] * [C₂H₅OH] = k2 * [CH₃COOC₂H₅] * [H₂O]

�ltal�nosan: n₁A + n₂B D m₁C+m₂D egyens�lyi folyamatban az egyens�lyi �lland� kifejez�se:

Az egyenlet a t�meghat�s t�rv�ny�t fejezi ki (ha T �s p konstans). Az �llapothat�roz�k megv�ltoztat�s�ra bek�vetkez� egyens�ly-eltol�d�sr�l a Le Chatelier-Braun - elv ad felvil�gos�t�st. Ez alapj�n: ha k�ls� hat�ssal az egyens�lyi rendszer valamilyen �llapothat�roz�j�t (p, T, V, c) megv�ltoztatjuk, akkor olyan v�ltoz�s megy v�gbe a rendszerben, amely a hat�s eredm�ny�t cs�kkenteni igyekszik.

A k�miai reakci�k alapt�pusai

A f�zis alapj�n

• Homog�n k�miai reakci�k (A reakci� a f�zis - g�z vagy folyad�k - belsej�ben zajlik le.)

• Heterog�n k�miai reakci�k (A k�miai �talakul�s az egym�ssal �rintkez� f�zisok fel�let�n megy v�gbe.)

Az aktiv�l�si energia szerint

• Termikus (h�)
• Fotok�miai (f�ny)
• Radiok�miai (radioakt�v sug�rz�s)
• Akusztok�miai

• Homog�n katal�zis
• Heterog�n katal�zis

1. Szubsztit�ci� (helyettes�t�s)

        pl. (CH₃)₃ Si I + Cl^- →  (CH₃)₃ SiCl + I^-

• Nukleofil szubsztit�ci�

• Elektrofil szubsztit�ci�

• Gy�k�s szubsztit�ci�

 pl.:

Cl₂ + H₂ = 2HCl
Cl₂ → 2Cl     L�ncind�t� folyamat
Cl^. + H₂ → HCl + H^. L�ncviv� reakci�k
H^. + Cl₂ → HCl + Cl^.
H^. + H^. →  H₂     L�ncz�r� reakci�k
Cl^. + Cl^. →  Cl₂
H. + Cl^. →  HCl

2. Add�ci�

Add�ci� ABn + C ABnC Elimin�ci�

• Ligandum add�ci�

• Add�ci�s molekulakomplexek k�pz�d�se

• Add�ci� p-k�t�sekre

     C₂H₄ + H₂ →  C₂H₆

• Gy�k�k rekombin�ci�ja

• Polimeriz�ci�

3. Elimin�ci�

Az elimin�ci� olyan folyamat, amely sor�n egy molekul�b�l valamilyen kisebb egys�g l�p ki, ill. egy molekula kisebb egys�gekre bomlik.

pl. B₂ →  2B (homolitikus boml�s)

    N₂O₅ →  NO₂+ + NO₃- (heterolitikus boml�s)

4. Transzferens reakci�k

• Ligandumcsere

  pl. CH₄ + Cl₂ D CH₃Cl + HCl

• Elektron�tvitel

  pl. Sn²⁺ + 2Fe³⁺ →  Sn⁴⁺ + 2Fe²⁺

• pl. (cisz-2-but�n) (transz-2-but�n)