Ten post będzie już swojego rodzaju powtórzeniem, który podsumowuje w jednym miejscu wszystkie te wredne kinetyczne wykresy, z którymi możecie się spotkać na sprawdzianach czy maturze.
1. Wykres stężenia substratu i produktu od czasu
Zacznijmy od prostej, wymyślonej reakcji, w której substrat A zmienia się w produkt B.
A ⟶ B
Chcielibyśmy za pomocą wykresu pokazać, jak będzie się zmieniać stężenie (czyli generalnie : ilość) obu reagentów wraz z upływem czasu.
Logicznym chyba jest, że stężenie substratu będzie się zmniejszać, a stężenie produktu będzię się zwiększać – mamy coraz mniej substratu i coraz więcej produktu. Teraz jeszcze bardzo ważne jest spojrzenie na stechiometrię reakcji!
W naszej reakcji oba reagenty są ze sobą w stosunku stechiometrycznym 1 : 1 , co oznacza, że gdy przereaguje 1 mol substratu A, to powstanie 1 mol substratu B. W takim razie, szybkość zmiany stężenia A (szybkość ubywania/zużywania) oraz B (szybkość powstawania) będzie taka sama.
Powyższy wykres można spróbować ująć jeszcze w tabelce :
| Stężenie substratu A | Stężenie produktu B | Czas (s) |
| 1 | 0 | 0 |
| 0,6 | 0,4 | 30 |
| 0,5 | 0,5 | 60 |
| 0,39 | 0,61 | 100 |
Jak widzimy, jest to zwykła stechiometria. Jeśli przereagowało 0,4 substratu A, to tyle też powstało produktu B (tutaj po wymyślonych oczywiście 30 sekundach). Zauważmy, że jest taki moment reakcji (tutaj 60 sekund), gdzie stężenia obu reagentów się ze sobą zrównują – widzieliśmy to na wykresie w tym miejscu, gdzie przecinały się ze sobą dwie linie (niebieska i czerwona).
Aby jednak nie było tak łatwo, musimy także rozpatrzeć reakcję, w której stechiometria jest nieco bardziej skomplikowana.
Przeanalizujemy syntezę jodowodoru z pierwiastków :
H2 + I2 ⟶ 2HI
Tutaj sytuacja jest już nieco inna. Bo w momencie gdy przereaguje 1 mol wodoru (lub jodu) to zdążą już powstać aż 2 mole HI. Gdy przereaguje 0,7 mola I2 , to powstanie już 1,4 mola HI. Zatem ewidentnie widać, że szybkość zużywania wodoru jest dwa razy mniejsza niż szybkość tworzenia HI. Z drugiej strony szybkość zużywania wodoru = szybkość zużywania jodu. Musimy to zatem pokazać na wykresie – linia pokazująca szybkość dla HI musi być bardziej stroma, mocniej iść do góry, bo powstaje on znacznie (dwa razy) szybciej niż zużywa się wodór.
Powyższy wykres można spróbować ująć jeszcze w tabelce :
| Stężenie H2 | Stężenie I2 | Stężenie HI | Czas (s) |
| 3 | 3 | 0 | 0 |
| 2,1 | 2,1 | 0,9 • 2 = 1,8 | 20 |
| 2 | 2 | 1 • 2 = 2 | 50 |
| 1,58 | 1,58 | 1,42 • 2 = 2,84 | 95 |
Tutaj jako, że stężenie wodoru było takie samo jak stężenie jodu, to wystarczyło na wykresie pokazać tylko jeden z nich. Nic oczywiście nie stoi na przeszkodzie, aby początkowe ilości wodoru i jodu nie były sobie równe.
Załóżmy taką sytuację, że na początku jodu było mniej. Bardzo łatwo na takim wykresie byłoby rozpoznać, gdzie jest jod, a gdzie wodór. Wystarczy zerknąć na sam początek reakcji (t = 0) i zobaczyć, które stężenie jest wyższe – to będzie wodór.
Inne spojrzenie poprzez tabelkę:
| Stężenie H2 | Stężenie I2 | Stężenie HI | Czas (s) |
| 3 | 2,4 | 0 | 0 |
| 2,2 | 1,6 | 1,6 | 20 |
| 2 | 1,4 | 2 | 50 |
| 0,85 | 0,25 | 4,3 | 130 |
Tutaj warto zauważyć, że są dwa różne momenty, w których stężenia substratów zrównują się ze stężeniem produktu.
2. Wykres szybkości od stężenia substratu
To jest niezwykle prosty (w dosłownym tego słowa znaczeniu) wykres, który wynika z samego początku nauki kinetyki chemicznej. Im większe stężenie substratu, tym większa szybkość reakcji. Poniższy wykres przedstawia taką zależność dla reakcji pierwszego rzędu, a więc dla ogólnego równania kinetycznego, które moglibyśmy przedstawiać następująco (dla jakiegoś dowolnego substratu A) :
v = k[A]1
3. Wykres z okresem półtrwania
To już zostało dokładnie omówione w dwóch postach, które możesz znaleźć tutaj :
➤ Czas półtrwania – zadania z kinetyki
4. Wykres z energią aktywacji i entalpią
Energia aktywacji została już opisana tutaj, zatem teraz tylko przypomnimy sobie jak wyglądały te wykresy.
