Химическая кинетика в курсе неорганической химии. Гончаров Е.Г - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

9
èñòèííûé ìåõàíèçì äàííîé ðåàêöèè íå ñîîòâåòñòâóåò ñòåõèîìåòðè÷åñêîìó
óðàâíåíèþ è íà ñàìîì äåëå ðåàêöèÿ ïðîòåêàåò â äâå ñòàäèè: 1) J
2
= 2J,
2) H
2
+ 2J = 2HJ.Òàêèì îáðàçîì, äëÿ îáðàçîâàíèÿ ìîëåêóëû éîäèñòîãî âîäî-
ðîäà íåîáõîäèìî ñòîëêíîâåíèå ìîëåêóëû âîäîðîäà è äâóõ àòîìîâ éîäà, ò.å.
êèíåòè÷åñêîå óðàâíåíèå, îïèñûâàþùåå ýòîò ïðîöåññ, ìîæíî çàïèñàòü êàê
dC
H
2
/dτ = kC
H
2
⋅C
J
2
è âòîðàÿ ñòàäèÿ áóäåò ïî ñóùåñòâó òðèìîëåêóëÿðíîé ðåàê-
öèåé. Òàêèì îáðàçîì, îäíî è òî æå êèíåòè÷åñêîå óðàâíåíèå îïèñûâàåò äâà
ðàçëè÷íûõ ìåõàíèçìà ïðîöåññà. Êàêîé æå èç íèõ ñîîòâåòñòâóåò äåéñòâèòåëü-
íîñòè? Ïîçäíåå ýêñïåðèìåíòàëüíî áûëî ïîêàçàíî, ÷òî ñêîðîñòü îáðàçîâàíèÿ
éîäèñòîãî âîäîðîäà ïðîïîðöèîíàëüíà êâàäðàòó êîíöåíòðàöèè àòîìîâ èîäà, ò.
å. ìåõàíèçì âñå-òàêè ñîîòâåòñòâóåò òðèìîëåêóëÿðíîé ðåàêöèè. Îòñþäà ñëåäó-
åò, ÷òî ïðåäëàãàåìûé â õèìè÷åñêîé êèíåòèêå ìåõàíèçì ÿâëÿåòñÿ ëèøü îäíèì
èç âåðîÿòíûõ, íî íåëüçÿ óòâåðæäàòü î åãî 100 %-íîé âåðîÿòíîñòè, ò. ê. ìîãóò
ïîÿâèòñÿ íîâûå ýêñïåðèìåíòàëüíûå äîêàçàòåëüñòâà äðóãîãî ìåõàíèçìà.
Íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî â ìíîãîñòàäèéíûõ ïðîöåññàõ îäíà èç ñòàäèé
îáëàäàåò íàèìåíüøåé ñêîðîñòüþ è èìåííî îíà îïðåäåëÿåò îáùóþ ñêîðîñòü
ðåàêöèè. Íàïðèìåð, äèññîöèàöèÿ îêñèäà àçîòà (V) çàïèñûâàåòñÿ â âèäå èí-
òåãðàëüíîãî óðàâíåíèÿ 2N
2
O
5
= 4NO
2
+ O
2
, èç êîòîðîãî ñëåäóåò, ÷òî ýòî ðåàê-
öèÿ âòîðîãî ïîðÿäêà: V= – dC
N
2
O
5
/dτ = Ñ
2
N
2
O
5
. Îäíàêî ýòà ðåàêöèÿ ïðîòåêàåò
â äâå ñòàäèè: 1) N
2
O
5
→ N
2
O
3
+ O
2
; 2) N
2
O
3
+ N
2
O
5
= 4NO
2
, ïðè÷åì ñêîðîñòü
ïåðâîé èç íèõ çíà÷èòåëüíî íèæå ñêîðîñòè âòîðîé (V
1
<< V
2
). Ñëåäîâàòåëüíî,
èìåííî ïåðâàÿ ñòàäèÿ ÿâëÿåòñÿ ñêîðîñòüîïðåäåëÿþùåé (ëèìèòèðóþùåé), îò-
êóäà ñëåäóåò, ÷òî ïî ñâîåìó õà-
ðàêòåðó îáùàÿ ðåàêöèÿ áóäåò
ïåðâîãî ïîðÿäêà.
 ñâÿçè ñ èçëîæåííûì âûøå,
òðåáóåòñÿ óòî÷íèòü ïîíÿòèå
ýíåðãèè àêòèâàöèè ïðèìåíè-
òåëüíî ê ìíîãîñòàäèéíûì ïðî-
öåññàì. Êàê èçâåñòíî, ýíåðãèÿ
àêòèâàöèè ÿâëÿåòñÿ ýíåðãåòè-
÷åñêèì áàðüåðîì, îòäåëÿþùèì
èñõîäíûå âåùåñòâà îò ïðîäóê-
òîâ ðåàêöèè. Äëÿ îäíîñòàäèé-
íûõ ïðîöåññîâ ðåàêöèîííûé
ïóòü îòîáðàæàåòñÿ ãðàôèêîì,
ïðèâåäåííûì íà ðèñ. 10, èç êî-
Ðèñ. 10.
��������������������������������������������������������������������
���������� �� ��� ������ ����� �������� ���������� �� ���� �������� ��� J 2 = 2J,
2) H2 + 2J = 2HJ��������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������
����������������������������������������������������������������������
dCH /�τ = kCH ⋅CJ2���������������������������������������������������������
     2         2
������ ������ ��������� ����� �� ��� ��� ������������� ���������� ���������� ���
������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������
    ������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������
���������������������������������������������V�������������������������
�����������������������N2O5 = 4NO2 + O2������������������������������������
���������������������V= – dCN O /�τ����2N O �������������������������������
                                  2 5         2 5
�����������������N2O5 → N2O3 + O2 ; 2) N2O3 + N2O5 = 4NO2�����������������
������������������������������������������������V1<< V2�����������������
����������������������������������������������������������������������
�������������������������������
�������� ������ �������� �����
����������������
    ��������������������������
���������� ��������� �������
�������� ���������� ��������
����������������������������
�������� ���� ���������� �������
���������� ��������� ���������
������� ���������� ����������
��������� ��������� ��� �������
���� ��������� ���� �����������
���� ���������� �����������
����� ������������� ���������
������������������������������ ��������

                                                                               �

Страницы