Se spune că controlul cinetic al trecerii unei reacții chimice este atunci când doi sau mai mulți produși de reacție posibili formează predominant produsul unei reacții mai rapide, de regulă, mai puțin favorabile din punct de vedere energetic. Spre deosebire de controlul termodinamic , produsul controlului cinetic se formează la temperaturi mai scăzute.
Cazul general al profilului energetic al unei reacții, al cărei curs este controlat cinetic sau termodinamic, este prezentat în figură:
Figura prezintă cazul general în care reacția poate decurge în direcții diferite, dintre care una este controlată cinetic (calea 1→2), iar cealaltă termodinamic (calea 1→4). Materialul de pornire 1 este un intermediar de transformare format în prima etapă a reacției. Apoi are două oportunități de a trece în produse.
În primul rând: prin starea de tranziție 3 la produsul 2, în timp ce energia de activare este E a, k , iar efectul energetic este ΔН a, k . Există, de asemenea, posibilitatea trecerii la produsul 4 prin starea de tranziție 5, în timp ce parametrii corespunzători sunt E a, t și -ΔH a, t .
După cum se poate observa din figură, pentru formarea lui 2, sistemul trebuie să depășească o barieră mai mică decât pentru formarea lui 4. Probabilitatea depășirii acestei bariere, conform ecuației lui Arrhenius , depinde exponențial de temperatură, în timp ce la temperaturi scăzute. , reacția, de regulă, se desfășoară exclusiv pe calea 1 → 2.
La rândul său, la temperaturi mai ridicate, se realizează cazul controlului termodinamic, când se formează un produs 4 mai favorabil din punct de vedere energetic, în timp ce câștigul de energie prin ΔΔН este mai mare decât în cazul controlului cinetic.
În mod fundamental, controlul cinetic diferă de controlul termodinamic prin aceea că, dacă un sistem de echilibru cu un exces de 1 sau 2 este încălzit la o temperatură în care predomină controlul termodinamic, produsul 4 va începe să se acumuleze în sistem. Aceasta înseamnă că în condițiile reacției, când toate procesele directe și inverse sunt posibile, produsul controlului termodinamic se va acumula întotdeauna. [1] Cele mai clasice exemple de control cinetic și termodinamic al reacțiilor sunt:
1. Hidrobromurarea butadienei [2]
2. Sulfonarea naftalinei și a altora