8/19/2019 Lecture 3j hj hj

1/17

Course Outline• Introduction to Chemical Kinetics

• Determining rates of reactions

• Orders of reactions

• Rate laws

• The integration method/ plots

• Half-life and time constant

• Initial Rate & Isolation methods

• Collision Theor !s Transition "tate Theor

• Temperature effect on rates# $rrhenius

• Chain Reactions# "tead state appro%imation

•Opposing Reactions• -

8/19/2019 Lecture 3j hj hj

2/17

Rate e)uation

• Rate e)uation*

• Rate laws ha!e + uses•  ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

•  ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

 ,,,,,,,,,,,,,,,,, 

•  ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

• Tae the e)uation

aA +   bB   cC +   dD

8/19/2019 Lecture 3j hj hj

3/17

8/19/2019 Lecture 3j hj hj

4/17

 $lthough the order of areaction does not

 ,,,,,,,,,,,,,,,,,1

it is ,,,,,,,,,, for itto (e so2

8/19/2019 Lecture 3j hj hj

5/17

Order of reaction and molecularit

• ORD3R O4 R3$CTIO5

•  ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,  ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

 ,,,, • 6O'3C7'$RIT8

•  ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

 ,,, 

8/19/2019 Lecture 3j hj hj

6/17

3lementar and composite reactions

• 3lementar Reaction

•  ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,  ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

 ,,,, • Composite Reaction

•  ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

 ,,,

8/19/2019 Lecture 3j hj hj

7/17

6O'3C7'$RIT8• Two main tpes of Elementary Reactions

•  ,,,,,,,,,,,,,,,,  9 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

 9 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

 9 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,R3$CTIO5 KI53TIC"

 9 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

•  ,,,,,,,,,,,,,,,,, 

 9 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,  9 ,,,,,,,,,,,,,,,,,, R3$CTIO5 KI53TIC"

 9 ,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

 ,,,,,,,,,, elementar reactions are ________________

8/19/2019 Lecture 3j hj hj

8/17

Consider this reaction

• Is this elementar or composite:

• 5eed to identif if ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

If es ,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

If no ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

• If elementar1 inetics are ,,,,,,,,,,,,,, 

• If composite1 inetics ,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

8/19/2019 Lecture 3j hj hj

9/17

ac to the e%ample

• Is this elementar or composite:

 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

• Important step is

• This step in!ol!es ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

• HO;3

8/19/2019 Lecture 3j hj hj

10/17

Composite reaction rates =cont>d?

• The o!erall rate of reaction was measurede%perimentall

• "o1 for composite reactions1 the rate ofreaction ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

∝ H@0

• Reaction is ,,,,,,, order in H@01 (ut not in

r @0- =see $tins ,,,,,,, for full rate law?

8/19/2019 Lecture 3j hj hj

11/17

"o1 for composite reactions

 ,,,,,,,,,,,,,,, 

 ,,,,,,,,,,,,,,, 

 ,,,,,,,,,,,,,,,, 

8/19/2019 Lecture 3j hj hj

12/17

 $nother e%ample• Decomposition of diaAomethane

 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

• Is the reaction elementar or composite:

• Thus1 what is the molecularit:

• Therefore1 what is the rate law:

 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

CH+5@CH+ @CH+. B 5@

8/19/2019 Lecture 3j hj hj

13/17

One more e%ample• Com(ination of two radicals

 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

• Is the reaction elementar or composite:

• Thus1 what is the molecularit:

• Therefore1 what is the rate law:

 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 

H2 B r 

2 Hr 

8/19/2019 Lecture 3j hj hj

14/17

Order and 6olecularit

•   ___________ is the e to the reaction mechanism2

•  $ unimolecular  reaction is __________________2

 9 e2g2 radioacti!e deca is ,,,,,,,,,,,,,,,2

•  $ bimolecular  reaction is ___________________2

• IT I"

8/19/2019 Lecture 3j hj hj

15/17

•  _________________ are the key to kinetics asthe are the ________________ from which we

mae up the _____________________.• To determine the rate law ou need to ______

 ____________________________1 with easildefined rate laws2

• Thus for a _________________ the rate law is

 $  ,,,,,,,,,,,,,, 

• this is a ___________________ reaction

• for a ______________________ the rate law is

 $ B   ,,,,,,,,,,,,,, 

• this is a ___________________ reaction

8/19/2019 Lecture 3j hj hj

16/17

uestions

E2 Define the following terms# i? elementar reaction1 ii?composite reaction1 iii? molecularit and i!? reaction

order2

8/19/2019 Lecture 3j hj hj

17/17

uestions

@2 "tate whether this reaction is liel to (e elementaror composite1 gi!en that the rate law is v . 5@OF02

+2 If the following general reaction is nown to (e

elementar1 what is the rate e)uation:

5@OF=g? B 5O=g?  +5O@=g?

@$=g?  =g? B C=g?