SHPORA.net :: PDA

[ Back ]

Химическая кинетика ? раздел химии, изучающий скорость и механизм химических реакций. Система ? объект нашего изучения. Вещество или совокупность веществ в реакционном пространстве. Фаза ? часть системы, которая отделена от других частей поверхностью раздела. Гомогенные системы (однородные), системы состоящие из одной фазы (газовые смеси, растворы). Гетерогенные системы (неоднородные)? системы, состоящие из двух и более фаз (т-т, т-ж, т-г).

Скорость химической реакции ? изменение количества вещества в единицу времени в единице реакционного пространства. Скоростью гомогенной реакции называется изменение количества вещества, вступающего в реакцию или образующегося в результате реакции за единицу времени в единице объема системы.

- ?-? относится к DC реагентов, ?+? относится к DC продуктов реакции.

Скоростью гетерогенной реакции называется изменение количества вещества, которое вступает в реакцию или образуется в результате реакции за единицу времени на единице поверхности раздела фаз (S). .

Факторы влияющие на скорость реакции: 1.Природа реагирующих веществ;2. Условия - концентрация, температура, давление (для газов), облучение квантами света и т.д.3. Присутствие катализатора

4. Для гетерогенных реакций ?площадь контакта (степень измельчения). Математическое выражение

скорости реакции: v =k ´(CA)m´(CB)n. k ? константа скорости (коэффициент пропорциональности в уравнении). Константа скорости зависит от температуры природы реагентов (продуктов), но не зависит от их концентраций.

1864-1867 гг. норвежские химики К. Гульдберг и П. Вааге установили химический закон действия масс: ?Скорость химической реакции при данной температуре пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ?. Для простейших одностадийных реакций концентрации реагирующих веществ берутся в степенях равных стехиометрическим коэффициентам. mA+nB?С.

Зависимость скорости химической реакции от температуры: Правило Вант-Гоффа ? при увеличении температуры на каждые 100С скорость химической реакции увеличивается в 2-4 раза. Математическая запись: ?v2/v1=gDt/10? v2 и v1 - скорости реакций при температурах t2 и t1. Dt= t2- t1,g-температурный коэффициент. Температурный коэффициент показывает во сколько раз увеличивается скорость химической реакции при увеличении температуры на каждые 100С. Обычно его значения для большинства реакций изменяются в пределах 2-4.

Увеличение скорости реакции с повышением температуры объясняется увеличением числа активных молекул. Это молекулы обладающие достаточной энергией для осуществления химического взаимодействия. В ходе химической реакции происходит изменение химических связей и перераспределение электронной плотности. Для полного разрушения исходных химических связей необходимы большие затраты энергии и скорость реакции была бы небольшой. Как показали исследования в ходе реакции система проходит через переходное состояние Активного Комплекса. Энергия активации (Еа) ? энергия необходимая для перехода вещества в состояние активированного комплекса. Молекула энергия которой достаточна для образования АК называется активной молекулой. Уменьшить энергию активации можно: повысив температуру или введя катализатор.

С течением времени скорость прямой реакции уменьшается а обратной увеличивается. Наступает момент когда v?= v?. Химическим равновесием называется состояние обратимой реакции, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции. Химическое равновесие является динамическим равновесием. В равновесном состоянии продолжают протекать и прямая и обратная реакция, но т.к. скорости их равны, концентрации всех веществ в системе не изменяются. Состояние равновесия характеризуется константой равновесия ? К. Константа равновесия равна отношению константы скорости прямой реакции к константе скорости обратной реакции.

Концентрация твердых веществ не влияет на K. Константа равновесия данной реакции зависит от температуры, давления. Не влияют на величину К изменение концентраций реагирующих веществ, присутствие катализатора. Катализатор одинаково ускоряет прямую и обратную реакцию, но не смещает равновесие. Катализатор уменьшает время достижения равновесия. Численное значение К характеризует выход продуктов реакции. Чем больше К тем полнее исходные вещества превращаются в продукты и тем выше выход продуктов реакции. Принцип Ле-Шателье: Если на равновесную систему оказывать внешнее воздействие, то равновесие смещается в сторону реакции ослабляющей это воздействие. Факторы влияющие на смещение равновесия: 1.С?(исх.)?; С¯(прод.)?. 2. При повышении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции (t? DH>0). При понижении температуры ? в сторону экзотермической реакции(t ¯ DH<0). 3. При увеличении давления (уменьшении объема) равновесие смещается в сторону меньшего числа молей газообразных веществ. При понижении давления (увеличении объема) в сторону большего числа молей газообразных веществ. Катализаторы ? вещества, ускоряющие химические реакции, но не испытывающие химические превращения. Катализатор не изменяет свой химический состав в ходе реакции. Катализ ? изменение скорости реакции под воздействием катализаторов. Гомогенный катализ- Катализатор и реагирующие вещества находятся в одной фазе. Гетерогенный катализ - Реагенты и катализатор в разных фазах. Гетерогенный катализ распространен больше,т.к. катализатор легко отделить от продуктов реакции. Кроме того, что катализатор снижает энергию активации и ускоряет процесс он также позволяет увеличить выход определенного продукта. Такое свойство катализатора называется селективностью.