|
|
Лекции по химии. Лекция 1. Литература Карпин. Курс химии. Общая химия. Соколовская, изд. Мгу 1989г
Химические реакции
 
гомогенные гетерогенные
+ поверхность (её состояния)
Лекция №8
Основы химической кинетики.
Кинетика позволяет устанавливать, с какой скоростью проходит данное химическое превращение.
Одна из главных задач – установить элементарные факторы определения реакции.
Скорость реакции количественно определяется по изменению концентрации в единицу времени, в единицу реагирующего пространства.
  Скорость
Средняя – изменение концентрации Истинная – полный дифференциал
за время  .  от концентрации по времени.
На скорость гетерогенной реакции влияет состояние границы раздела.
Единица реакции пространства – S.
На скорость гомогенной реакции
Единица реакции пространства – V весь объем.
Закон действующих масс.
Действующая масса – масса вещества в ед. объема V (м3)
A+B=D
Согласно закону действующих масс, скорость реакции при постоянной температуре, пропорциональна концентрации реагирующих веществ.
 , - концентрация
А+2В = АВ2
 
Кпр – константа прямой реакции, учитывает природу реагирующих веществ
  
Молекулярность. Порядок реакции.
С точки зрения числа частиц реакции имеют:
Молекулярность – число частиц, одновременное соударение которых вызывает активность химического превращения.
Реакции бывают: одно- , двух- , и трехмолекулярные.
1.  одномолекулярная   минус, т.к. скорость реакции убывает с течением времени
2.  двухмолекулярная  
Порядок реакции: определяется как сумма показателей степеней при концентрации реагирующих веществ в законе действующих масс.
 
Двухмолекулярные реакции, как правило, первого порядка
Химическая реакция проходит по стадиям  трехмолекулярная реакция может быть второго порядка.
1)  медл.
2)  быстр.
Интегрирование дифференциальных уравнений скорости.
    коэф-т
рассмотрим уравнение при    (*)
можно определить константу К одномолекулярной реакции:
 
Введем понятие периодов полураспада.
П ериод полураспада.
 из уравнения (*) при 
Период полураспада – время протекания реакции,
при котором концентрация веществ уменьшается в 2 раза.
  период полураспада одномолекулярной реакции.
Классификация реакций по степени сложности
изолированные
параллельные
последовательные
сопряженные
обратимые
необратимые
цепные
колебательные
* Изолированная реакция – это такая реакция в результате протекания которой получается один и тот же вполне определенный продукт
*  Параллельные реакции – могут одновременно протекать в двух и более направлениях.  обычн. нагрев
 V1 C+D VN=V1+V2 
  медл. Нагрев
V2 E+F
* Сопряженные реакции – группа реакций, в которых одна реакция индуцирует другую
*  - последовательная реакция. Реакции идут одна за другой.
* Обратимые, необратимые – могут протекать в одном и другом направлении.
Е сли  реакция необратимая
Связь константы равновесия и константы скорости
КР – равновесия КС – скорости
 V1 – скорость прямой реакции V2 – обратной
 
Рассмотрим случай V1=V2 (подвижное равновесие)
С хема такого процесса 
 константа равновесия 
Константа равновесия химической реакции равна
отношению констант скорости прямой и обратной реакций
Зависимость скорости химической реакции от температуры.
Правило Вант-Гоффа
.
.
По этому правилу, при увеличении температуры на 10 градусов, скорость химической реакции возрастает в 2-4 раза
Температурный коэффициент:  
V –объем системы не меняется, тогда  
При увеличении температуры, резко возрастает число активных молекул, которые обладают избыточной энергией скорость реакции увеличивается.
Согласно …….. уравнению ……… константа скорости записывается:
  
Уравнение изобары:
Изменение энтальпии определим как разницу энергии активации:
 Е1 – энергия активации прямой реакции Е2 – обратной
   
Проинтегрируем эти выражения:
 
Физико-химический смысл энергии активации.
Экзотермия (выд. Q) Эндотермия (поглащ. Q)
 
Н – энергетическая величина, которую нужно преодолеть, чтобы реакция пошла.
При переходе системы из состояния 1 в состояние 2 она преодолевает энергетический барьер. И его преодолевают только те молекулы, которые обладают достаточной энергией активации.
Зависимость константы скорости от обратной
 
графическое изображение энергии активации
|
|
|
Скачать 10.13 Mb.