Reaktsioonide toimumise kiirust reguleerivad keemiline kineetika ja termodünaamika. Kineetika mõistmine võimaldab ennustada, kuidas reaktsioon kulgeb ja kuidas saate konkreetse toote saagist suurendada. Tootmises ja biokeemilistes valdkondades on väga oluline uurida, kuidas ensüümid ja katalüsaatorid kineetiliste reaktsioonide kiirust muudavad.
1
Tõlgenda reaktsioonilauset õigesti. Reaktsioonilaused kirjeldavad reaktsiooni stöhhiomeetriat. Neid saab kasutada kahel viisil. Mõnikord tähistab reaktsioonilause lihtsalt reaktsiooni tulemusena keemiliste liikide suhet. Kui see on teada, võib reaktsioonilause esindada erinevaid molekulaarseid muutusi, mis toimuvad kogu reaktsiooni vältel, mitte ainult algus- ja lõpptulemust. Reaktsiooni ilma teadaolevate vahemolekulideta nimetatakse elementaarreaktsiooniks.
2
Arvestage stöhhiomeetrilisi suhteid. Stöhhiomeetria uurimine keskendub kemikaalide suhtelisele kogusele reaktsiooni kulgemisel. Selle ideega peaksite olema rahul. Reagentide ja saaduste suhtelised kogused mõjutavad suurel määral reaktsiooni jätkumise kiirust. Tunnistage, et reaktsioonid võivad õigetes stöhhiomeetrilistes tingimustes kulgeda vastupidises suunas (produkti tagasi reagentidena). Näiteks on keskkonnas liiga palju toodet, mistõttu see hakkab liikuma tagasi algsete reagentide poole.
3
Siit saate teada üleminekuoleku molekulide kohta. Üleminekuseisundid on molekulid, mis moodustuvad reaktsiooni keskel. Mõistke, et üleminekuoleku molekulid on väga ebastabiilsed ja lagunevad tavaliselt sekundi murdosa jooksul. Reaktsioonimehhanismi tundmaõppimiseks töötage läbi kõigi teadaoleva üleminekuolekuga reaktsioonide üleminekuolekud. Lihtsa näite jaoks kujutage ette, et kombineerite molekule A ja BC, et saada AB ja C. Reaktsiooni keskel A, B ja C ühinevad enne uute molekulide moodustamist lühidalt kokku.
4
Molekulaarsete interaktsioonide jälgimiseks kasutage asendajaid. Sõltuvalt molekulist eemaldatakse teatud aatomid või aatomirühmad ja asendatakse need millegi muuga. Kõige sagedamini asendatakse vesinik deuteeriumiga. See võimaldab teadlastel täpselt määrata vesiniku molekuli konkreetse osa asukohta, mis neid võib huvitada. On võimalik, et erinevad isotoobid (näiteks vesiniku puhul deuteerium) võivad reaktsiooni kiirust muuta.
5
Mõõtke substraatide suhteline kogus. Üks viis reaktsiooni kulgemise kiiruse määramiseks on jälgida reagentide ja toodete kogust ajas. Mida kiiremini reagendid ammenduvad (või tekivad tooted), seda kiirem on reaktsiooni kiirus. Reaktsiooni kiirus määrab, kui kiiresti kineetilised produktid moodustuvad. Need suhted ei pruugi olla lineaarsed. Näiteks substraadi kahekordistamine võib reaktsiooni kiirendada neljakordseks, mitte ainult kahekordseks.
6
Tutvustage ensüüme. Ensüümid on molekulid, mis hõlbustavad reaktsiooni. Ensüümid töötavad, vähendades reaktsiooni aktiveerimisenergiat ja võimaldades sellel kulgeda kiiremini. Ensüüm ei suurenda reaktsiooni saagist ega reageeri ka ensüüm ise mingil viisil. Konkreetse ensüümi reaktsioonis toimimise uurimine võib aidata teil mõista reaktsiooni mehhanismi. Kaks levinumat teooriat ensüümi funktsiooni kohta on järgmised: Ensüüm on loomulikult ideaalne kuju, et substraat sellega seonduda. Ensüümid ja substraadid muudavad oma kuju, et hästi seonduda.
7
Lugege peatükk enne klassi läbi. Materjali mitmekordse vaatamise tähtsust ei saa ülehinnata. Kineetika mõistmine nõuab aega ja kannatust, rääkimata tugevast matemaatika ja üldkeemia alusest. See annab teile aega märkmete tegemiseks ja küsimuste esitamiseks, millest te aru ei saa. Kui teil on probleeme matemaatiliste mõistetega, peate võib-olla värskendama oma algebraoskusi. Te ei saa kineetikat tõhusalt uurida ilma võrranditest mõistmata.
8
Osalege klassis. Peaksite meeles pidama, et teie juhendaja ülesanne on aidata teil kineetikat õppida. Teie ülesanne on aktiivselt märkmeid teha ja teha pingutusi, et teemat mõista. Peate esitama küsimusi, kui olete hädas kineetiliste kontseptsioonidega, ja peaksite proovima vastata oma juhendaja esitatud küsimustele. See aitab teil mõista keemiliste reaktsioonide kineetikat. Mõned instruktorid annavad praktikaülesandeid, mis tuleb laual välja töötada. Kasutage seda võimalust, et lahendada probleemid koos klassi ja juhendajaga. Veenduge, et mõistaksite, miks te probleemi iga sammu teete.
9
Osalege laborites. Kineetiliste teooriate läbitöötamine on teema mõistmiseks ülioluline. See tähendab, et kineetiliste põhimõtete nägemine annab teile perspektiivi selle kohta, kuidas kineetilised reaktsioonid tegelikult kulgevad. Võtke aktiivne roll igal ajal, kui laborid või demonstratsioonid on osa klassist, et saada kineetilistest protsessidest sügavam arusaam. Üks levinud kineetiline demonstratsioon on joodi kella reaktsioon. See reaktsioon võimaldab kineetiliste kontseptsioonide visuaalset demonstreerimist lahuse kaudu, mis muudab värvi vastavalt toimuvale reaktsioonile.
10
Harjutage probleeme. Kineetikaprobleemid võivad olla pisut tüütud. Võib-olla lahendate reaktsiooni kiiruse kui terviku, konkreetse keemilise liigi tarbimise või tootmise kiiruse või mõne muu muutuja. Et mõista, millal ja kuidas kineetilisi mõisteid rakendada, peate pärast igat tundi tegema kodutööd ja harjutama ülesandeid. Õpperühm on suurepärane võimalus nende probleemide harjutamiseks. Saate teistega koostööd teha ja kui te probleemist aru ei saa, võib mõni teie klassikaaslane aidata teil selle välja mõelda.