Teoria stanu stacjonarnego (chemia)

Teoria stanu stacjonarnego, teoria stanu ustalonego, przybliżenie stanu stacjonarnego, przybliżenie Bodensteina – założenie upraszczające rozwiązywanie niektórych równań kinetycznych reakcji chemicznych. Teoria ta zakłada, że stężenie produktów pośrednich w reakcjach następczych jest stałe i jednocześnie pomijalnie małe w porównaniu do stężeń substratów i produktów.

Ma ona zastosowanie na przykład w przypadku reakcji, której mechanizm jest następujący:

przy czym szybkości poszczególnych reakcji elementarnych opisują stałe szybkości reakcji i

gdzie:

– substrat,
– produkt pośredni,
– produkt końcowy.

Zakładając, że stężenie produktu pośredniego ustala się szybko na bardzo niskim poziomie, można zapisać kinetyczny warunek takiej sytuacji (zmiana stężenie produktu pośredniego w czasie jest równa 0):

stąd:

Podstawiając powyższe wyrażenie do równania opisującego szybkość reakcji:

otrzymuje się wzór:

w którym występuje tylko stężenie substratu, a nie występuje trudne (lub niemożliwe) do praktycznego zmierzenia stężenie produktu przejściowego.

Bibliografia

  • Richard A.Y. Jones: Fizyczna chemia organiczna. Mechanizmy reakcji organicznych. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1988, s. 27–30. ISBN 83-01-07723-9.
  • Teoria stanu stacjonarnego. W: Louis P. Hammett: Fizyczna chemia organiczna. Szybkości, równowagi i mechanizmy reakcji. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1976, s. 101–142.
  • Steady state (stationary state), [w:] A.D. McNaught, A. Wilkinson, Compendium of Chemical Terminology (Gold Book), S.J. Chalk (akt.), International Union of Pure and Applied Chemistry, wyd. 2, Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1997, DOI10.1351/goldbook.S05962, ISBN 0-9678550-9-8 (ang.).