Методические указания и контрольные задания по физической и коллоидной химии. Балдынова Ф.П - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

31 32
Понятия о фотохимических процессах и цепных реак-
циях.
Методические указания
Химическая кинетика – это учение о скорости и меха-
низме химических реакций.
Скорость химической реакции определяется изменением
концентрации в единицу времени:
υυ
==−
dt
dc
dt
dc
прод
вещисх
.
..
;;
υυ
==
dt
dc
dt
dc
прод
вещисх
.
..
;
Скорость реакции зависит от температуры, давления, кон-
центрации реагирующих веществ, наличия катализатора,
структуры вещества и др.
В биологических системах реакции протекают с незначи-
тельной скоростью ( например, гидролиз нуклеиновых ки-
слот, полисахаридов, белков).
Скорость реакции, измеренная по изменению концентрации
вещества за некоторый промежуток времени, называется
средней скоростью (
t
с
∆
∆
±=
υ
).
Истинная скорость равна производной концентрации
по времени:
.
dt
dc
±=
υ
Скорость реакции определяется числом столкновений
частиц. Не каждое столкновение приводит к реакции. Су-
щественную роль играют время контакта и энергия, которой
обладают частицы. При постоянной температуре скорость
реакции должна быть прямо пропорциональна произведе-
нию концентраций реагирующих веществ, взятых в степе-
ни, показатель которой равен стехиометрическому коэффи-
циенту ( закон действующих масс). Для произвольной реак-
ции
аА + вВ = сС + dD
уравнением для расчета скорости прямой реакции будет:
υ = k· c
A
a
·c
В
в
(1-53)
где k- константа скорости реакции. Константа скорости ре-
акции не зависит от концентрации реагирующих веществ ,
но зависит от их природы, температуры процесса и наличия
катализатора.
Порядком реакции называется сумма всех по-
казателей степеней при концентрациях в уравнении для
скорости реакции (1-53), т.е. а + в = n. Молекулярность и
порядок реакции численно совпадают только для простей-
ших реакций. Для сложных процессов превращение моле-
кул реагентов в молекулы продуктов через несколько по-
следовательных стадий молекулярность порядок реакции
будут отличаться (порядок реакции меньше ее молекуляр-
ности). Скорость реакции для сложного механизма опреде-
ляется скоростью наиболее медленной стадии многоступен-
чатого процесса. Таким образом, если реакция протекает в
одну стадию, то порядок равен молекулярности; если реак-
ция протекает в несколько стадий, то порядок каждой из
стадий реакции равен молекулярности только этой стадии.
Следовательно, экспериментальное определение порядка
реакции может служить методом изучения ее механизма.
Если для осуществления элементарного акта необхо-
димо всего одна частица (молекула) А → В, то реакция на-
зывается мономолекулярной, а для нее υ = k·c. Если для об-
разования продукта реагируют две молекулы, например, Н
2
+I
2
→2HI, то реакция будет называться бимолекулярной ( υ
= k
22
IH
cс
, или, при с
2
Н
= с
iI
c
=
2
, υ= k·c
i
2
) и т.д.
Существуют реакции нулевого, первого, второго,
третьего порядка.
Хотя скорость реакции пропорциональна частоте
столкновений между молекулами, к реакциям приводят
только столкновения между активными молекулами, сред-
няя энергия которых превышает среднюю энергию участ-
ников реакции. При сообщении молекулам некоторой энер-
гии активации Е (избыточная энергия над средней) умень-
шается потенциальная энергия взаимодействия атомов в 
        Понятия о фотохимических процессах и цепных реак-              где k- константа скорости реакции. Константа скорости ре-
циях.                                                                  акции не зависит от концентрации реагирующих веществ ,
                      Методические указания                            но зависит от их природы, температуры процесса и наличия
    Химическая кинетика – это учение о скорости и меха-                катализатора. Порядком реакции называется сумма всех по-
низме химических реакций.                                              казателей степеней при концентрациях в уравнении для
    Скорость химической реакции определяется изменением                скорости реакции (1-53), т.е. а + в = n. Молекулярность и
концентрации в единицу времени:                                        порядок реакции численно совпадают только для простей-
         dcисх.вещ.      dc прод.       dcисх.вещ.      dc прод.       ших реакций. Для сложных процессов превращение моле-
       −            = υ;          =υ ;             = υ;          =υ    кул реагентов в молекулы продуктов через несколько по-
            dt             dt              dt             dt
Скорость реакции зависит от температуры, давления, кон-                следовательных стадий молекулярность порядок реакции
центрации реагирующих веществ, наличия катализатора,                   будут отличаться (порядок реакции меньше ее молекуляр-
структуры вещества и др.                                               ности). Скорость реакции для сложного механизма опреде-
В биологических системах реакции протекают с незначи-                  ляется скоростью наиболее медленной стадии многоступен-
тельной скоростью ( например, гидролиз нуклеиновых ки-                 чатого процесса. Таким образом, если реакция протекает в
слот, полисахаридов, белков).                                          одну стадию, то порядок равен молекулярности; если реак-
Скорость реакции, измеренная по изменению концентрации                 ция протекает в несколько стадий, то порядок каждой из
вещества за некоторый промежуток времени, называется                   стадий реакции равен молекулярности только этой стадии.
                                  ∆с                                   Следовательно, экспериментальное определение порядка
средней скоростью ( υ = ±            ).                                реакции может служить методом изучения ее механизма.
                                  ∆t                                          Если для осуществления элементарного акта необхо-
     Истинная скорость равна производной концентрации                  димо всего одна частица (молекула) А → В, то реакция на-
                      dc                                               зывается мономолекулярной, а для нее υ = k·c. Если для об-
по времени: υ = ± .
                      dt                                               разования продукта реагируют две молекулы, например, Н2
     Скорость реакции определяется числом столкновений                 +I2→2HI, то реакция будет называться бимолекулярной ( υ
частиц. Не каждое столкновение приводит к реакции. Су-                 = k с H 2 c I 2 , или, при с Н 2 = с I 2 = ci , υ= k·c i 2 ) и т.д.
щественную роль играют время контакта и энергия, которой
обладают частицы. При постоянной температуре скорость                       Существуют реакции нулевого, первого, второго,
реакции должна быть прямо пропорциональна произведе-                   третьего порядка.
нию концентраций реагирующих веществ, взятых в степе-                       Хотя скорость реакции пропорциональна частоте
ни, показатель которой равен стехиометрическому коэффи-                столкновений между молекулами, к реакциям приводят
циенту ( закон действующих масс). Для произвольной реак-               только столкновения между активными молекулами, сред-
ции                                                                    няя энергия которых превышает среднюю энергию участ-
                       аА + вВ = сС + dD                               ников реакции. При сообщении молекулам некоторой энер-
уравнением для расчета скорости прямой реакции будет:                  гии активации Е (избыточная энергия над средней) умень-
                υ = k· cAa·cВв                             (1-53)      шается потенциальная энергия взаимодействия атомов в

                                                                  31   32

Страницы