ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
7
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ
Кинетика реакций в растворах
Под кинетикой химических реакций понимают учение о ско-
ростях химических реакций, о влиянии на скорость реакции различ-
ных факторов (концентрация реагирующих веществ, температура,
давление, присутствие катализаторов). В зависимости от того, в ка-
ких системах протекают реакции, различают кинетику гомогенных и
гетерогенных реакций.
Гомогенными называются реакции, протекающие в однородной
среде (в смеси газов или в растворах), гетерогенными – реакции,
протекающие в неоднородной среде, на поверхности соприкоснове-
ния взаимодействующих веществ, находящихся в различных фазах.
Основной кинетической характеристикой химических реакций
является ее скорость. Скорость химических реакций определяется
изменением концентрации реагирующих веществ в единицу времени.
Различают среднюю и истинную скорость реакции. Средней
скоростью реакции за данный промежуток времени называется отно-
шение уменьшения концентрации исходного вещества или увеличе-
ние концентрации продукта реакции ко времени, в течение которого
это изменение произошло:
21
12
CC
ϑ
ττ
−
=±
−
.
Истинная скорость реакции ϑ в данный момент может быть
выражена изменением концентрации, отнесенным к бесконечно ма-
лому промежутку времени, т.е. производной от концентрации по
времени:
C
1d
d
ϑ
ντ
=± ,
где ν – стехиометрический коэффициент в уравнении реакции для
соответствующего вещества.
Скорость реакции всегда положительна. Поэтому знак минус в
правой части приведенного выше уравнения ставится тогда, когда
скорость реакции определяется по изменению концентрации исходно-
го вещества.
8
Согласно закону действия масс, скорость элементарной реак-
ции пропорциональна произведению концентраций реагирующих
веществ в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам в
уравнении реакции. Например:
ν
1
A + ν
2
B = ν
3
C ,
12
AB
kCC
νν
ϑ = ,
где k – коэффициент пропорциональности – константа скорости
реакции; С
i
– концентрация i-го вещества в момент времени τ.
Константа скорости реакции численно равна скорости реакции
при условии, что концентрации всех реагирующих веществ равны
единице. Константа скорости реакции зависит от природы реагирую-
щих веществ, температуры, присутствия катализатора, от среды, в ко-
торой происходит реакция, и не зависит от концентрации реагирую-
щих веществ.
Кинетическая классификация реакций
В химической кинетике реакции классифицируются по сле-
дующим признакам:
1) по числу частиц, участвующих в реакции (молекулярность и
порядок реакции);
2) по природе частиц, участвующих в элементарном акте реак-
ции (молекулярные, свободно-радикальные, ионные);
3) по числу и состоянию фаз, участвующих в реакции (гомо-
генные и гетерогенные);
4) по степени сложности (обратимые и необратимые, изолиро-
ванные и параллельные, сопряженные, последовательные);
5) по наличию или отсутствию катализаторов (каталитические
и некаталитические).
Молекулярность реакции определяется числом молекул, участ-
вующих в элементарном акте химического превращения. По этому
признаку реакции подразделяются на мономолекулярные, бимолеку-
лярные, тримолекулярные. Реакции более высокой молекулярности
маловероятны, т.к. одновременная встреча в элементарном акте даже
трех молекул случается редко.
Порядок реакции. Большинство химических реакции протекает
в несколько стадий, причем скорость всей реакции определяется ско-
Согласно закону действия масс, скорость элементарной реак- ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ ции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам в Кинетика реакций в растворах уравнении реакции. Например: ν1 A + ν2 B = ν3 C , Под кинетикой химических реакций понимают учение о ско- ϑ = kCνA1 CνB2 , ростях химических реакций, о влиянии на скорость реакции различ- ных факторов (концентрация реагирующих веществ, температура, где k – коэффициент пропорциональности – константа скорости давление, присутствие катализаторов). В зависимости от того, в ка- реакции; Сi – концентрация i-го вещества в момент времени τ. ких системах протекают реакции, различают кинетику гомогенных и Константа скорости реакции численно равна скорости реакции гетерогенных реакций. при условии, что концентрации всех реагирующих веществ равны Гомогенными называются реакции, протекающие в однородной единице. Константа скорости реакции зависит от природы реагирую- среде (в смеси газов или в растворах), гетерогенными – реакции, щих веществ, температуры, присутствия катализатора, от среды, в ко- протекающие в неоднородной среде, на поверхности соприкоснове- торой происходит реакция, и не зависит от концентрации реагирую- ния взаимодействующих веществ, находящихся в различных фазах. щих веществ. Основной кинетической характеристикой химических реакций является ее скорость. Скорость химических реакций определяется Кинетическая классификация реакций изменением концентрации реагирующих веществ в единицу времени. В химической кинетике реакции классифицируются по сле- Различают среднюю и истинную скорость реакции. Средней дующим признакам: скоростью реакции за данный промежуток времени называется отно- 1) по числу частиц, участвующих в реакции (молекулярность и шение уменьшения концентрации исходного вещества или увеличе- порядок реакции); ние концентрации продукта реакции ко времени, в течение которого 2) по природе частиц, участвующих в элементарном акте реак- это изменение произошло: ции (молекулярные, свободно-радикальные, ионные); − 3) по числу и состоянию фаз, участвующих в реакции (гомо- ϑ = ± C 2 C1 . τ1 − τ 2 генные и гетерогенные); 4) по степени сложности (обратимые и необратимые, изолиро- Истинная скорость реакции ϑ в данный момент может быть ванные и параллельные, сопряженные, последовательные); выражена изменением концентрации, отнесенным к бесконечно ма- 5) по наличию или отсутствию катализаторов (каталитические лому промежутку времени, т.е. производной от концентрации по и некаталитические). времени: Молекулярность реакции определяется числом молекул, участ- 1 dC ϑ=± , вующих в элементарном акте химического превращения. По этому ν dτ признаку реакции подразделяются на мономолекулярные, бимолеку- где ν – стехиометрический коэффициент в уравнении реакции для лярные, тримолекулярные. Реакции более высокой молекулярности соответствующего вещества. маловероятны, т.к. одновременная встреча в элементарном акте даже Скорость реакции всегда положительна. Поэтому знак минус в трех молекул случается редко. правой части приведенного выше уравнения ставится тогда, когда Порядок реакции. Большинство химических реакции протекает скорость реакции определяется по изменению концентрации исходно- в несколько стадий, причем скорость всей реакции определяется ско- го вещества. 7 8
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- …
- следующая ›
- последняя »