2.12 : Reaksiyon Sonuçlarının Tahmin Edilmesi

Kinetik, bir reaksiyonun meydana gelme hızını ve yolunu tanımlar. Buna karşılık termodinamik, durum fonksiyonlarıyla ilgilenir ve bir sistemin özelliklerini, davranışını ve bileşenlerini açıklar. Sürecin izlediği yolla ilgilenmez ve reaksiyonun meydana gelme hızını ele alamaz. Bir reaksiyon süreci sırasında neler olabileceği hakkında bilgi vermesine rağmen, atomik veya moleküler düzeyde ortaya çıkanların ayrıntılı adımlarını açıklamaz. Öte yandan kinetik, atomik veya moleküler düzeyde bilgi sağlar. Kısacası termodinamik, ürünlerin ve reaktanların enerjisine odaklanırken kinetik, reaktanlardan ürünlere giden yola odaklanır. ΔG değerinin negatif olduğu ve karşılık gelen K değerinin birden büyük olduğu endüstriyel işlemler, ekonomik açıdan karlı olamayacak kadar yavaştır. Bu gibi durumlarda, basınç veya sıcaklığın değiştirilmesi, elektrik şeklinde harici bir enerji kaynağının sağlanması vb. gibi reaksiyon koşullarının değiştirilmesi ile termodinamik olarak kendiliğinden olmayan bir reaksiyonun kendiliğinden meydana gelmesi sağlanabilir.

Atomların, moleküllerin veya iyonların birbirleriyle reaksiyona girebilmeleri için çarpışmaları gerekir. Kimyasal bağ oluşturabilmek için atomların birbirine yakın olması gerekir. Bu öncül, reaksiyon hızlarını etkileyen faktörler de dahil olmak üzere kimyasal kinetiğe ilişkin birçok gözlemi açıklayan bir teorinin temelini oluşturur. Çarpışma teorisi, (i) reaksiyon hızının, reaktanların çarpışma hızıyla orantılı olduğu, (ii) reaksiyona giren türlerin, üründe birbirine bağlanan atomlar arasında temasa izin veren bir yönde çarpıştığı ve (iii) çarpışma, reaksiyona giren türlerin değerlik kabuklarının karşılıklı nüfuz etmesine izin verecek yeterli enerjiyle meydana gelip elektronların yeniden düzenlenebildiği ve yeni bağlar (ve yeni kimyasal türler) oluşturduğu varsayımlarına dayanır. Tepkimeye giren türler hem doğru yönlendirmeyle hem de yeterli aktivasyon enerjisiyle çarpıştıklarında, aktif kompleks veya geçiş durumu adı verilen kararsız bir tür oluşturmak üzere birleşirler. Bu türler kısa ömürlüdür ve çoğu analitik cihaz tarafından genellikle tespit edilemez. Bazı durumlarda karmaşık spektral ölçümler geçiş durumlarını gözlemleyebilir. Çarpışma teorisi, sıcaklık arttıkça reaksiyon hızlarının çoğunun neden arttığını açıklar; sıcaklığın artmasıyla çarpışmaların sıklığı artar. Daha fazla çarpışma, çarpışma enerjisinin yeterli olduğu varsayılarak daha hızlı reaksiyon hızı anlamına gelir.