transformasi

Kemajuan reaksi

Gambar 6. Skema energi untuk pembentukan kompleks teraktivasi.

Aktivasi adalah komunikasi sejumlah energi ke molekul yang, ketika diubah secara efektif, zat terbentuk dalam keadaan teraktivasi.

Transformasi adalah pembentukan produk reaksi dari zat dalam keadaan aktif.

Jika sistem tidak dapat melewati penghalang energi ini, transformasi kimia tidak dapat terjadi di dalamnya. Ini berarti bahwa sistem ini secara kimiawi tidak aktif dan membutuhkan energi tambahan untuk aktivasi. Jumlah energi ekstra ini tergantung pada seberapa banyak energi yang sudah dimiliki sistem.

Energi sistem awal tidak boleh kurang dari energi nolnya (yaitu pada 0 0 K). Untuk mengaktifkan sistem apa pun, cukup memberinya energi tambahan. Energi ini disebut energi aktivasi sejati.

Energi aktivasi sebenarnya dari suatu tindakan kimia dasar adalah energi minimum yang harus dimiliki sistem awal melebihi energi nol (yaitu, pada 0 0 K) agar transformasi kimia terjadi di dalamnya. Selisih antara energi aktivasi sebenarnya dari reaksi balik dan reaksi langsung sama dengan efek termal dari reaksi pada nol mutlak.

Dalam kerangka teori laju reaksi mutlak, E. a. - perbedaan antara nilai energi rata-rata kompleks teraktivasi dan energi rata-rata molekul asli.

Representasi tentang E. dan. berasal dari tahun 70-an dan 80-an. abad ke-19 sebagai hasil karya J. van't Hoff dan S. Arrhenius, yang mempelajari pengaruh suhu terhadap laju reaksi kimia. Konstanta laju reaksi k berhubungan dengan E.a. ( E)persamaan m Arrhenius:

k = k o e -E/RT

di mana R adalah konstanta gas, T adalah suhu mutlak dalam K, k o adalah konstanta, yang disebut faktor pra-eksponensial dari konstanta laju. Persamaan ini, berdasarkan teori kinetika molekuler, kemudian diperoleh dalam fisika statistik, dengan mempertimbangkan sejumlah asumsi penyederhanaan, salah satunya adalah independensi E. a. dari suhu. Untuk praktik dan untuk perhitungan teoritis dalam rentang suhu yang relatif sempit, asumsi ini valid.

E. a. dapat ditemukan secara eksperimental dalam beberapa cara. Menurut salah satu dari mereka, mereka mempelajari kinetika reaksi pada beberapa suhu (untuk metode, lihat artikel. Laju reaksi kimia) dan membuat grafik dalam koordinat Dalam k - 1/T; tangen kemiringan garis lurus pada grafik ini, sesuai dengan persamaan Arrhenius, sama dengan E. Untuk reaksi reversibel satu langkah (lihat Reaksi reversibel dan ireversibel) E. sebuah. reaksi di salah satu arah (maju atau mundur) dapat dihitung jika E. a. reaksi lain dan ketergantungan suhu konstanta kesetimbangan (dari data termodinamika). Untuk perhitungan yang lebih akurat, kita harus memperhitungkan ketergantungan E. a. dari suhu.

E. a. reaksi kompleks adalah kombinasi dari E. a. tahap dasar. Kadang-kadang, selain E.a. yang sebenarnya, ditentukan oleh persamaan Arrhenius, konsep "nyata" E.a. digunakan. Misalnya, jika konstanta laju reaksi katalitik heterogen ditentukan oleh perubahan konsentrasi volume bahan awal dan produk, maka E. a. berbeda dari yang sebenarnya dengan besarnya efek termal yang menyertai proses adsorpsi dan desorpsi reaktan pada permukaan katalis. Dalam sistem non-kesetimbangan, seperti sistem kimia plasma (lihat Kimia plasma) , definisi E.a. adalah tugas yang sangat sulit. Namun, dalam beberapa kasus, penerapan formal persamaan Arrhenius dimungkinkan.

Diagram energi reaksi.

Energi aktivasi secara signifikan mempengaruhi nilai konstanta laju reaksi dan ketergantungannya pada suhu: semakin besar E a, semakin rendah konstanta laju dan semakin signifikan perubahan suhu yang mempengaruhinya.

Gbr.5. Diagram energi reaksi A + B = C + D

Katalisis kimia adalah percepatan reaksi kimia di bawah aksi sejumlah kecil zat (katalis). Setelah siklus lengkap interaksi kimia antara, katalis mengembalikan komposisi kimianya.

Katalis dibagi menjadi homogen dan heterogen. Katalis homogen berada dalam fase yang sama dengan reaktan, katalis heterogen membentuk fase independen, dipisahkan oleh antarmuka dari fase di mana reaktan berada. Katalis homogen yang khas adalah asam dan basa. Logam, oksida dan sulfidanya digunakan sebagai katalis heterogen.

Reaksi dari jenis yang sama dapat berlangsung dengan katalis homogen dan heterogen. Jadi, bersama dengan larutan asam, padatan Al 2 O 3 , TiO 2 , ThO 2 , aluminosilikat, dan zeolit ​​dengan sifat asam digunakan. Katalis heterogen dengan sifat dasar : CaO, BaO, MgO.

Katalis heterogen, sebagai suatu peraturan, memiliki permukaan yang sangat berkembang, yang didistribusikan pada pembawa inert (gel silika, alumina, karbon aktif, dll.).

Untuk setiap jenis reaksi, hanya katalis tertentu yang efektif. Selain asam-basa yang telah disebutkan, ada katalis oksidasi-reduksi; mereka dicirikan oleh adanya logam transisi atau senyawanya (Co +3, V 2 O 5 +, MoO 3). Dalam hal ini, katalisis dilakukan dengan mengubah keadaan oksidasi logam transisi.

Banyak reaksi yang dilakukan dengan bantuan katalis yang bekerja melalui koordinasi reaktan pada atom atau ion logam transisi (Ti, Rh, Ni). Katalisis semacam itu disebut katalisis koordinasi.

Jika katalis memiliki sifat kiral, maka produk yang aktif secara optik diperoleh dari substrat yang tidak aktif secara optik.

Dalam ilmu pengetahuan dan teknologi modern, sistem beberapa katalis sering digunakan, yang masing-masing mempercepat tahapan reaksi yang berbeda. Katalis juga dapat meningkatkan kecepatan salah satu tahapan siklus katalitik yang dilakukan oleh katalis lain. Di sinilah "katalisis katalisis" atau katalisis tingkat kedua berlangsung.

Enzim memainkan peran katalis dalam reaksi biokimia.

Ada katalisis homogen dan heterogen, tetapi untuk salah satu dari mereka, keteraturan utamanya adalah sebagai berikut:

1. Katalis secara aktif berpartisipasi dalam tindakan dasar reaksi, membentuk senyawa antara dengan salah satu peserta dalam reaksi, atau kompleks teraktivasi dengan semua reaktan. Setelah setiap tindakan dasar, ia diregenerasi dan dapat berinteraksi dengan molekul baru dari zat yang bereaksi.

2. Laju reaksi katalitik sebanding dengan jumlah katalis.

3. Katalis memiliki selektivitas aksi. Itu dapat mengubah laju satu reaksi dan tidak mempengaruhi laju reaksi lainnya.

4. Katalis memungkinkan reaksi berlangsung dengan cara yang berbeda, dan pada laju yang lebih cepat daripada tanpa katalis.

Kecepatan dapat ditingkatkan dengan menurunkan energi aktivasi, meningkatkan faktor pra-eksponensial, atau keduanya. Misalnya, dekomposisi termal asetaldehida CH 3 CHO CH 4 + CO dikatalisis oleh uap yodium, yang menyebabkan penurunan energi aktivasi sebesar 55 kJ/mol. Penurunan ini menyebabkan kenaikan konstanta laju dengan faktor sekitar 10.000.

5. Katalis tidak mempengaruhi posisi kesetimbangan termodinamika. Ini sama-sama mengubah laju reaksi maju dan mundur.

6. Ketika zat tertentu, yang disebut promotor, ditambahkan, aktivitas katalis meningkat; penambahan inhibitor menurunkan laju reaksi.

katalisis homogen.

Dalam katalisis homogen, katalis adalah molekul atau ion dalam larutan homogen. Dalam kasus katalisis homogen, katalis dan semua reaktan membentuk satu fasa yang sama.
Contoh katalisis homogen adalah reaksi dekomposisi termal asetaldehida CH 3 CH 4 + CO, dikatalisis oleh uap yodium. Dengan tidak adanya uap yodium E sebuah=191,0 kJ/mol, dengan adanya mereka E sebuah= 136,0 kJ/mol. Konstanta laju meningkat dengan faktor 10.000. Ini karena reaksi berlangsung dalam dua tahap:

CH 3 ANAK + I 2 \u003d CH 3 I + HI + CO

CH 3 I + HI \u003d CH 4 + I 2

Energi aktivasi setiap langkah lebih kecil dari energi aktivasi reaksi non-katalitik.

Katalisis homogen mencakup banyak reaksi asam-basa, reaksi pembentukan kompleks, reaksi redoks, banyak hidrogenasi, reaksi sulfasi, dll.

3. Katalisis asam dan basa

Asam dan basa dalam banyak reaksi bertindak sebagai katalis, yaitu, berpartisipasi dalam reaksi, mereka sendiri tidak dikonsumsi (reaksi hidrolisis, alkilasi, esterifikasi, dll. Ada tiga jenis katalisis asam-basa:

4. Reaksi katalitik homogen yang dikatalisis oleh senyawa kompleks

Reaksi reduksi, hidrogenasi, oksidasi, isomerisasi, polimerisasi dalam kondisi industri dilakukan dengan adanya katalis - senyawa kompleks (ion logam golongan VIII dari tabel periodik Fe, Co, Ni, Ru, serta Cu, Fg , Hg, Cr, Mn). Inti dari tindakan katalitik adalah bahwa ion logam bertindak sebagai donor atau akseptor elektron. Interaksi kimia antara molekul yang bereaksi terkoordinasi di sekitar ion logam pusat difasilitasi oleh polarisasi molekul dan penurunan energi ikatan individu. Ion logam pusat adalah jembatan yang memfasilitasi transisi elektronik antara molekul yang bereaksi.

5. Katalisis enzimatik

Enzim adalah katalis yang paling menakjubkan. Banyak reaksi dalam organisme hidup yang terkait dengan mereka, dan karena itu mereka sering disebut katalis biologis. Katalisis enzimatik adalah fenomena yang lebih kompleks daripada katalisis konvensional. Organisasi yang tinggi dari proses katalisis enzimatik ditentukan oleh kekhasan interaksi dalam organisme hidup, yang terkait dengan kombinasi khusus dari struktur molekul enzim dan substrat, yang disebut reaktan dalam reaksi enzimatik.

6. Katalisis heterogen

Katalisis heterogen dilakukan pada antarmuka. Reaksi katalitik heterogen pertama yang diamati dilakukan oleh Priestley (1778) dehidrasi etil alkohol pada tanah liat aktif:

C 2 H 5 OH -- C 2 H 4 + H 2 O

Dalam praktiknya, dua jenis katalisis heterogen paling sering ditemui:

1) proses, yang katalisnya dalam fase padat, dan reaktannya dalam fase cair;

2) proses, katalis yang berada dalam fase padat, dan reaktan dalam fase gas. Reaksi, sebagai suatu peraturan, terjadi (dan dalam beberapa proses multitahap dimulai) pada batas fase, yaitu. pada permukaan benda padat - katalis.

61. Sifat-sifat umum unsur golongan II-A. Peran biologis S-elemen kelompok II-A.

Unsur golongan IIA memiliki rumus elektron ns 2 . Semuanya adalah logam, agen pereduksi kuat, agak kurang aktif daripada logam alkali. Mereka dicirikan oleh keadaan oksidasi +2 dan pvalensi 2. Ketika ikatan kovalen terbentuk, eksitasi s elektron dan hibridisasi sp AO terjadi. Unsur golongan IIA dapat dibagi menjadi tiga bagian: 1) logam alkali tanah Ca, Sr, Ba, Ra, yang basanya basa, 2) Mg, yang basanya sedikit larut dalam air, 3) Be, basa di antaranya adalah basa amfoter. Di alam, unsur-unsur golongan IIA dalam bentuk garam: sulfat, karbonat, fosfat, silikat. Unsur-unsur ini diperoleh dengan elektrolisis lelehan garamnya. Unsur golongan IIA adalah logam keperakan ringan yang lebih keras dari logam alkali.

Sifat kimia unsur

Unsur golongan IIA adalah zat pereduksi yang kurang aktif dibandingkan logam alkali. Sifat pereduksinya meningkat dari berilium menjadi radium. Oksigen udara mengoksidasi Ca, Sr, Ba, Ra pada suhu normal. Mg dan Be ditutupi dengan film oksida dan dioksidasi oleh oksigen hanya ketika dipanaskan:

2Ca + O 2 \u003d 2CaO

2Mg + O2 \u003d 2MgO

Zat pereduksi aktif, logam golongan IIA, bereaksi dengan non-logam (misalnya, klorin), air, asam:

Ca + Cl 2 = CaCl 2

Ca + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2

Hidrida logam alkali tanah adalah senyawa seperti garam ionik dan berinteraksi dengan air dan asam:

CaH 2 + 2H 2 O Ca (OH) 2 + 2H 2

CaH2 + 2HCl 2 CaCl2 + 2H 2

Oksida logam alkali tanah Ca, Sr, Ba, Ra larut dalam air dengan pembentukan alkali. Magnesium oksida sedikit larut dalam air dan hanya memiliki sifat dasar. Berilium oksida, yang tidak larut dalam air, memiliki sifat amfoter.

CaClCaO + 2HCl 2 + H 2 O

Ca, Sr, Ba, Ra hidroksida adalah alkali, Mg hidroksida adalah hidroksida basa yang sedikit larut, Be hidroksida adalah hidroksida amfoter.

Karbonat dan sulfat dari unsur golongan IIA sedikit larut dalam air. Karbonat larut dalam asam:

C Kesadahan air (W) diukur dalam milimol setara garam dalam 1 liter air: W = 1000 e, di mana C e adalah konsentrasi molar setara (normalitas) garam dalam air.

Garam BaCl 2 dan BaCO 3 beracun dan digunakan sebagai insektisida. Magnesium adalah bahan struktural penting, merupakan elemen jejak, merupakan bagian dari klorofil. Jeruk nipis digunakan dalam konstruksi. Garam kalsium, misalnya, CaSO 4 2H 2 O - gipsum - digunakan untuk gipsum tanah salin.

peran biologis.

Berilium ditemukan pada tumbuhan dan juga pada organisme hewan. Kandungan berilium dalam organisme hidup adalah 10 -7 %, yaitu merupakan ultramikroelemen pengotor. Peran biologis berilium belum cukup dipelajari. Senyawa berilium bersifat racun dan menyebabkan sejumlah penyakit (rakhitis berilium, beriliosis, dll.). Senyawa volatil berilium sangat beracun. Efek negatif dari Ve 2 + pada proses fisiologis karena sifat kimianya.

Magnesium secara formal adalah makronutrien. Kandungan totalnya dalam tubuh adalah 0,027% (sekitar 20 g). Topografi magnesium dalam tubuh manusia adalah sebagai berikut: magnesium terkonsentrasi paling banyak di dentin dan email gigi, jaringan tulang. Ini juga terakumulasi di pankreas, otot rangka, ginjal, otak, hati dan jantung. Pada orang dewasa, kebutuhan harian magnesium adalah sekitar 0,7 g. Ion Mg, seperti ion K, adalah kation intraseluler.

Dalam cairan biologis dan jaringan tubuh, magnesium ditemukan baik dalam bentuk ion aqua maupun dalam keadaan terikat protein, dalam jumlah yang membentuk ion hidrofosfat HPO. 2- dan sejumlah besar energi dilepaskan, lewat dengan kelebihan Mg 2+.

Kalsium adalah makronutrien. Total kandungannya di dalam tubuh adalah 1,4%. Kalsium ditemukan di setiap sel tubuh manusia. Sebagian besar kalsium ditemukan di tulang dan jaringan gigi. Rata-rata orang dewasa harus mengkonsumsi 1 g kalsium per hari, meskipun kebutuhan kalsium hanya 0,5 g. Kalsium yang diberikan dengan makanan hanya 50% diserap di usus. Penyerapan yang relatif buruk adalah konsekuensi dari pembentukan di saluran pencernaan kalsium fosfat Ca3 (PO4)2 yang sedikit larut dan garam kalsium dari asam lemak. Di dalam tubuh, konsentrasi ion Ca diatur oleh hormon.

Dalam tulang dan gigi orang dewasa, sekitar 1 kg kalsium dalam bentuk mineral kristal yang tidak larut - hidroksilapatit Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2, yang pembentukannya terjadi ketika ion Ca berinteraksi dengan ion fosfat. Dalam darah dan getah bening, kalsium ditemukan baik dalam keadaan terionisasi dan tidak terionisasi - dalam senyawa dengan protein, karbohidrat, dll. Mekanisme pembekuan darah terdiri dari sejumlah tahap, tergantung pada keberadaan Ca terionisasi. Ion Ca terlibat dalam transmisi impuls saraf, kontraksi otot, pengaturan otot jantung.

Konsentrasi ion Ca di dalam dan di luar sel masing-masing adalah 10 -6 dan (2,25-2,8) 10 -3 mol / l. Karena kalsium praktis tidak digunakan di dalam sel, ia bertindak sebagai bahan bangunan dalam tubuh - di tulang, gigi. Kerangka adalah penyimpanan utama kalsium dalam tubuh.

Kompleks teraktivasi

pengelompokan atom pada saat yang menentukan dari tindakan dasar dari reaksi kimia. Konsep A. to banyak digunakan dalam teori laju reaksi kimia.

Jalannya tindakan dasar dapat dipertimbangkan pada contoh reaksi bimolekuler gas (Lihat Reaksi bimolekuler) dari pembentukan hidrogen iodida dari hidrogen dan uap yodium:

H 2 + I 2 \u003d 2HI (1)

Seperti yang ditunjukkan oleh teori mekanika kuantum, ketika molekul H2 dan I2 mendekat pada jarak yang sebanding dengan dimensi molekulnya, mereka saling tolak dengan gaya yang meningkat pesat seiring dengan penurunan jarak. Sebagian besar tumbukan molekul H2 dan I2 dalam campuran gas tidak menimbulkan reaksi, karena energi gerak termal molekul tidak cukup untuk mengatasi gaya tolak-menolak. Untuk fraksi molekul tertentu yang sangat kecil, intensitas gerak termal secara kebetulan jauh lebih besar daripada rata-rata; ini menciptakan kemungkinan pendekatan molekul H2 dan I2 yang begitu dekat sehingga ikatan kimia baru muncul antara atom H dan I, dan ikatan kimia yang ada sebelumnya H-H dan I-I terputus. Kedua molekul HI yang terbentuk saling tolak menolak dan karena itu menyimpang, yang melengkapi tindakan dasar reaksi. Navigasi dari lokasi tautan

2HI \u003d H 2 + I 2 (2)

susunan atom dalam A. ke. akan sama seperti untuk reaksi langsung (1), tetapi arah pergerakan atom dalam kompleks reaksi yang diaktifkan (1) dan (2) saling berlawanan.

Hubungan energi dalam aksi dasar reaksi dapat direpresentasikan secara skematis menggunakan grafik di mana energi potensial dari sistem yang bereaksi kamu ditampilkan sebagai fungsi dari apa yang disebut. koordinat reaksi X, menjelaskan susunan atom-atom secara timbal balik.

Mengingat beberapa interval yang sangat kecil X (Nasi. ) dan dengan asumsi bahwa konfigurasi atom sesuai dengan A. ke., jika koordinat X memiliki nilai yang terletak dalam interval ini, dimungkinkan untuk memperkenalkan konsep - konsentrasi kompleks reaksi langsung yang diaktifkan dalam sistem reaksi tertentu dengan + dan masa pakainya . Selama waktu per satuan volume, dengan + tindakan reaksi langsung. Karena laju reaksi langsung r + . adalah jumlah tindakan yang sesuai dari reaksi per satuan volume per satuan waktu, maka

Karena interval X kecil, maka baik c + dan sebanding dengan X, sehingga rasio mereka tidak bergantung pada nilai kuantitas yang dipilih secara sewenang-wenang X. Kuantitas dengan + dan dihitung dengan metode mekanika statistik, sambil menggunakan sejumlah asumsi penyederhanaan, yang utama adalah asumsi bahwa reaksi tidak melanggar distribusi kesetimbangan statistik molekul atas keadaan.

Persamaan (3) mengungkapkan gagasan utama interpretasi teoritis laju reaksi berdasarkan konsep A. hingga. Persamaan ini tidak hanya memungkinkan seseorang untuk menilai ketergantungan laju reaksi pada konsentrasi zat yang berpartisipasi dalam reaksi, pada suhu, dan faktor lainnya, tetapi juga menetapkan nilai absolut dari laju. Oleh karena itu, metode A. to sering disebut teori laju reaksi mutlak. Dalam beberapa reaksi yang relatif sedikit, restrukturisasi ikatan kimia sulit dilakukan, sehingga pencapaian konfigurasi A. to belum menjamin pelaksanaan reaksi. Untuk memperhitungkan adanya reaksi semacam itu, yang disebut non-adiabatik, faktor tambahan, "koefisien transmisi" atau "koefisien transmisi" dimasukkan ke sisi kanan persamaan (3); dalam kasus reaksi nonadiabatik, itu jauh lebih kecil daripada kesatuan.

Konsep dasar metode A.to telah dijelaskan di atas dengan menggunakan contoh reaksi gas homogen, tetapi metode ini juga diterapkan pada laju reaksi dalam larutan, reaksi katalitik heterogen, dan secara umum pada perhitungan laju dalam semua kasus ketika transformasi dikaitkan dengan kebutuhan konsentrasi acak energi gerak termal dalam jumlah yang jauh lebih tinggi daripada energi rata-rata molekul pada suhu tertentu.

Perbandingan teori laju reaksi absolut dengan data eksperimen, serta analisis teoretis dari premis-premisnya, menunjukkan bahwa teori ini, meskipun tidak cukup akurat, pada saat yang sama merupakan pendekatan yang berhasil, berharga karena kesederhanaannya.

Lit.: Glesston S., Leidler K., Eyring G., Teori laju reaksi mutlak, trans. dari bahasa Inggris, M., 1948.

M.I. Tyomkin.

Ensiklopedia Besar Soviet. - M.: Ensiklopedia Soviet. 1969-1978 .

Lihat apa itu "Kompleks Aktif" di kamus lain:

Dalam kimia, sama dengan keadaan transisi ... Kamus Ensiklopedis Besar

- (kimia), sama dengan keadaan transisi. * * * KOMPLEKS YANG DIAKTIFKAN KOMPLEKS YANG DIAKTIFKAN, dalam kimia sama dengan keadaan transisi (lihat NEGARA TRANSISI) ... kamus ensiklopedis

kompleks teraktivasi- aktyvintasis kompleksas statusas T sritis chemija apibrėžtis Nepatvarus, iš reaguojančiųjų medžiagų susidarantis ir skylantis reakcijos produktus kompleksas. atitikmenys: engl. rus kompleks yang diaktifkan kompleks aktif... Chemijos terminų aiskinamesis odynas

- (kimia), sama dengan keadaan transisi ... Ilmu pengetahuan Alam. kamus ensiklopedis

(keadaan transisi)

Teori ini adalah yang paling sederhana dan secara historis merupakan versi pertama dari teori statistik reaksi kimia. Dikembangkan oleh E. Wigner, M. Polyani, G. Eyring, M. Evans pada tahun 30-an abad kedua puluh.

Teori ini juga didasarkan pada gagasan tumbukan molekul sebagai kondisi yang sangat diperlukan untuk reaksi, tetapi pada saat yang sama mekanisme tumbukan molekul dipertimbangkan.

Jika kita mempertimbangkan reaksi seperti ini: A + B = C, maka berdasarkan teori keadaan transisi, kita dapat mengatakan bahwa reaksi ini berlangsung sebagai berikut: A + B X ® C, di mana A dan B adalah zat awalnya , X adalah kompleks transisi , C adalah produk reaksi.

Apa itu kompleks transisi? Segera setelah tumbukan molekul aktif A dan B, redistribusi ikatan kimia dan pembentukan kompleks transisi dimulai. Kompleks transisi adalah keadaan molekul yang berinteraksi ketika ikatan lama belum putus, dan ikatan baru belum terbentuk, tetapi redistribusi ikatan telah dimulai. Kompleks transisi adalah ketika molekul A dan B telah kehilangan individualitasnya dan kita memiliki kombinasi atom-atom antara A, B dan C. Keadaan transisi dicirikan oleh perubahan jarak yang terus menerus antara atom-atom yang berinteraksi. Ini adalah perbedaan penting antara kompleks transisi dan molekul biasa, di mana jarak rata-rata antara atom tidak bergantung pada waktu. Kompleks transisi juga tidak boleh disamakan dengan produk antara, di mana jarak antar atom juga tetap tidak berubah.

Perlu dicatat bahwa pembentukan kompleks transisi membutuhkan energi. Energi yang diperlukan untuk mengubah reaktan menjadi keadaan kompleks transisi disebut energi aktivasi. Karena molekul awal belum hancur, tetapi karakteristik ikatan molekul produk reaksi sudah mulai terbentuk, maka, secara alami, energi transisi ke keadaan aktif (E a) lebih kecil daripada energi pemutusan ikatan di molekul zat awal: E a< E диссоциации. Таким образом, образование переходного комплекса – процесс энергетически более выгодный, чем полный распад вступающих в реакцию молекул. Превращение активированного комплекса в продукты реакции всегда является процессом экзотермическим.

Postulat utama teori keadaan transisi adalah bahwa zat awal selalu berada dalam kesetimbangan dengan kompleks transisi: A+B X ®C. Maka konstanta kesetimbangan kimia pembentukan kompleks transisi sama dengan: . (26)

Dari ekspresi ini, konsentrasi kompleks transisi adalah:

X = [A]×[B] (27)

Kemudian kompleks transisi dihancurkan secara ireversibel dengan pembentukan produk reaksi C. Karakteristik kuantitatif dari proses ini adalah frekuensi peluruhan kompleks transisi - R.

Dari mekanika statistik diketahui bahwa bilangan P hanya bergantung pada suhu. Ketergantungan ini terlihat seperti:

di mana k adalah konstanta Boltzmann; h adalah konstanta Planck; T adalah suhu mutlak.

Oleh karena itu, untuk suhu tertentu, bilangan P sama untuk semua keadaan transisi, dan laju reaksi kimia apa pun hanya bergantung pada konsentrasi kompleks transisi:

V = (29)

Namun, konsentrasi keadaan transisi terkait dengan konsentrasi reagen dengan hubungan (27) dan oleh karena itu, dengan mensubstitusi nilai X ke dalam persamaan (29), kita memperoleh ekspresi untuk laju pembentukan produk reaksi.

V = ×[A]×[B] (30)

Untuk reaksi interaksi biasa A + B C, berlaku hukum aksi massa:

V = k v [A]×[B] (31)

(Simbol k v digunakan untuk konstanta laju, berbeda dengan konstanta Boltzmann).

Kami menyamakan bagian yang tepat dari persamaan (30) dan (31), kami mendapatkan:

kv = × atau kv =P× (32).

Persamaan (32) menunjukkan bahwa, pada suhu tertentu, konstanta laju reaksi tergantung pada konstanta kesetimbangan kimia pembentukan kompleks transisi dan pada frekuensi dekomposisi kompleks transisi.

Persamaan (32) disebut persamaan dasar teori keadaan transisi.

Berlawanan dengan teori tumbukan aktif, teori keadaan transisi membandingkan berbagai kemungkinan kompleks, mengungkapkan kemungkinan pencapaiannya yang lebih besar atau lebih kecil, dan sebagai hasilnya menentukan jalur reaksi yang paling disukai secara energetik.

Dengan demikian, kinetika kimia didasarkan pada dua teori yang saling melengkapi. Jika teori keadaan transisi digunakan untuk menghitung laju absolut dari proses elektroda, proses difusi, dll., maka teori tumbukan aktif menjelaskan dengan baik, sebagai aturan, reaksi dalam fase gas.