Kemiallisen reaktion kulun kineettisen hallinnan sanotaan olevan silloin, kun kaksi tai useampi mahdollinen reaktiotuote muodostuu pääosin nopeammasta reaktiosta, joka on pääsääntöisesti vähemmän suotuisa. Toisin kuin termodynaaminen ohjaus , kineettisen ohjauksen tuote muodostuu alhaisemmissa lämpötiloissa.
Yleinen tapaus energiaprofiilista reaktiosta, jonka kulkua ohjataan kineettisesti tai termodynaamisesti, on esitetty kuvassa:
Kuvassa on yleinen tapaus, jolloin reaktio voi edetä eri suuntiin, joista toista ohjataan kineettisesti (polku 1→2) ja toista termodynaamisesti (polku 1→4). Lähtöaine 1 on transformaatiovälituote, joka muodostuu reaktion ensimmäisessä vaiheessa. Sitten hänellä on kaksi mahdollisuutta siirtyä tuotteisiin.
Ensin: siirtymätilan 3 kautta tuloon 2, jolloin aktivointienergia on E a, k ja energiavaikutus ΔН a, k . On myös mahdollista siirtyä tuloon 4 siirtymätilan 5 kautta, kun vastaavat parametrit ovat E a, t ja -AH a, t .
Kuten kuvasta voidaan nähdä, 2:n muodostumista varten järjestelmän on voitettava pienempi este kuin 4:n muodostukselle. Tämän esteen ylittämisen todennäköisyys Arrhenius-yhtälön mukaan riippuu eksponentiaalisesti lämpötilasta, kun taas matalissa lämpötiloissa , reaktio etenee pääsääntöisesti yksinomaan polkua 1 → 2 pitkin.
Korkeammissa lämpötiloissa puolestaan toteutuu termodynaamisen säädön tapaus, jolloin muodostuu energeettisesti edullisempi tuote 4, kun taas energian lisäys ΔΔН on suurempi kuin kineettisessä ohjauksessa.
Pohjimmiltaan kineettinen ohjaus eroaa termodynaamisesta säädöstä siinä, että jos tasapainojärjestelmä, jossa on yli 1 tai 2, kuumennetaan lämpötilaan, jossa termodynaaminen ohjaus on vallitseva, tuote 4 alkaa kerääntyä järjestelmään. Tämä tarkoittaa, että reaktio-olosuhteissa, kun kaikki suorat ja käänteiset prosessit ovat mahdollisia, termodynaamisen ohjauksen tuote kertyy aina. [1] Klassisimpia esimerkkejä reaktioiden kineettisestä ja termodynaamisesta ohjauksesta ovat:
1. Butadieenin hydrobromaus [2]
2. Naftaleenin ja joidenkin muiden sulfonointi