Скоростью химической реакции называют изменение количества реаги. Скоростью химической реакции называют изменение количества реагирующего вещества за единицу времени в единице реакционного пространства
 Скачать 131.89 Kb.
|
|
Молекулярность реакции - понятие теоретическое. Для того, чтобы знать молекулярность, нужно представлять, как именно протекает данная реакция, через взаимодействия каких молекул, через какие стадии. В противоположность молекулярности порядок реакции - экспериментальная величина. Он связан с опытной зависимостью скорости данной реакции от концентрации исходных продуктов. Порядок реакции равен сумме показателей степеней концентраций в уравнении, выражающем зависимость скорости реакции от концентрации и устанавливаемом экспериментально. Для простых реакций, протекающих в полном соответствии с их стехиометрическим уравнением, порядок и молекулярность численно совпадают. Причины несовпадения порядка реакции и ее молекулярности таковы. А. Один из реагентов находится в большом избытке. Тогда в ходе реакции его концентрация изменяется незначительно и в уравнении закона Гульдберга - Вааге может быть принята постоянной. В. Если данная реакция гетерогенная, то в зависимости от условий ее протекания порядок химической реакции изменяется. С. Порядок каталитических реакций также может отличаться от молекулярности. Причина - сложный механизм таких реакций, не отражаемый стехиометрическим уравнением. D. Наконец, для сложной реакции, протекающей в несколько стадий, характерно то, что основное влияние на скорость реакции может оказать какая-либо промежуточная стадия, которая и определит, в конечном итоге, порядок всей реакции. Например, порядок реакции разложения пентаоксида азота 2N2O5 = 2N2O4 + O2, казалось бы, должен быть равен двум. Исследования показали, что реакция протекает в несколько стадий (результаты анализа химического состава газовой фазы): N2O5 = N2O3 + O2, (1) N2O3 = NO2 + NO, (2) NO + N2O5 = 3NO2, (3) 4NO2 = 2 N2O4, (4) причем стадия (1) является наиболее медленной, а поэтому и определяющей скорость всего процесса. Поэтому и суммарная реакция - бимолекулярная реакция первого порядка. Химическая кинетика — это учение о химическом процессе, его механизме и закономерностях протекания во времени. Для практики важно знать не только, осуществима ли данная химическая реакция (ответ на этот вопрос дает химическая термодинамика), но и то, как быстро будет протекать реакция в данных условиях, и как изменение условий повлияет на скорость протекания реакции. Выделяют прямую и обратную задачи химической кинетики. Прямой задачей называется расчет кинетических закономерностей, т.е. по известным константам скоростей протекания этапов химической реакции рассчитываются зависимости концентрации всех реагентов от времени Обратной задачей называется определение кинетических парамет-ров стадий химических реакций, т.е. из измеренных экспериментально зависимостей концентрации всех реагентов от времени рассчитываются такие кинетические параметры как порядок стадии, значение константы скорости реакции и т.д. Для получения кинетических закономерностей необходимо знать не только начальное и конечное состояние системы, но и путь, по которому протекает реакция. Графический вариант метода подстановки.  
Графический метод состоит в построении зависимостей различных функций концентрации от времени и определения, для какой из них наблюдается прямолинейная зависимость. Линейные зависимости для реакций различных порядков получаются в следующих координатах (рис. 9): нулевого порядка С = f(t), первого порядка lnС = f(t), второго порядка 1/С = f(t). Для реакций более высоких порядков выбираются координаты  -t.Метод определения порядка реакции по времени полупревращения. Порядок реакции определяется на основе опытной зависимости времен полупревращения (t1/2) от начальных концентраций веществ (C0). Как уже отмечалось, для n = 0 время полупревращения прямо пропорционально величине С0, для n = 1 - не зависит от С0, а n = 2 - обратно пропорционально С0. Для реакции любого другого порядка справедливо соотношение (20)  , (20)где t1/2(1) и t1/2(2) - время полупревращения при начальных концентрациях С01 и С02, соответственно. Возможен графический вариант метода: по оси ординат откладываются значения ln(t1/2), а по оси абсцисс - значения lnC0 (рис. 10), тогда n = -tga + 1. Дифференциальный метод Вант-Гоффа. Этот метод применяют, когда в реакции участвует одно вещество, или при участии нескольких веществ, когда все вещества, кроме данного (А), взяты в большом избытке. Тогда скорость реакции равна  . (21)Прологарифмируем уравнение (21): lnw = lnk + n lnС  Очевидно, что в координатах lnw- lnC мы получим линейную зависимость, причем n = tga. Построив зависимость lnw от lnC (рис. 11), можно определить порядок реакции, равный в данном случае тангенсу угла наклона прямой (n = tga).  |