Кинетика химических реакций. Определение константы скорости и энергии активации реакций. Калюкова Е.Н - 6 стр.

UptoLike

5
А + В
D + F
от концентрации реагирующего вещества можно выразить уравнением в соот-
ветствии с законом действующих масс:
υ = k С
А
С
В
где С
А
и С
В
концентрации исходных веществ; k. — коэффициент пропорцио-
нальности.
Коэффициент пропорциональности не зависит от концентрации реагирую-
щих веществ, его называют константой скорости реакции. Величина констан-
ты скорости реакции зависит от природы реагирующих веществ, температуры и
присутствия катализатора. Численное значение константы скорости реакции
равно количеству вещества, прореагировавшего за единицу времени при кон-
центрации исходных веществ, равных единице (например, 1моль/л).
Константа скорости химической реакции показывает, какая доля из общего
числа соударений молекул веществ А и В приводит к химическому взаимодей-
ствию. Если реакция осуществляется в результате столкновения молекулы А с
молекулой В, то число столкновений, а следовательно, и скорость реакции бу-
дет пропорциональна концентрациям веществ А и В. Если для химического
превращения необходимо, чтобы одновременно сталкивались по две или по три
одинаковые молекулы, то скорость реакции будет пропорциональна квадрату
или соответственно кубу концентрации этого вещества. По числу молекул, уча-
ствующих в каждом элементарном акте, реакции называются мономо-
лекулярными, бимолекулярными, тримолекулярными и т. д.
Вполне понятно, что вероятность столкновения сразу трех и большего числа
молекул меньше, чем вероятность столкновения двух молекул. Поэтому тримо-
лекулярные реакции менее вероятны, чем бимолекулярные. Если в реакцию и
вступает формально (в соответствии с уравнением) более трех молекул, то в
действительности оказывается, что реакция проходит через ряд промежуточных
стадий, в каждой из которых участвуют одна, две молекулы.
В зависимости от вида уравнения, связывающего скорость реакции с кон-
центрацией реагирующих веществ, различают реакции нулевого, первого, вто-
рого и третьего порядка.
Если скорость реакции не зависит концентрации, то реакция имеет нулевой
порядок; если скорость реакции зависит от концентрации в первой степени, то
это реакция первого порядка; есливо второй, то второго порядка и так далее.
В общем случае, например, для реакции
αА +
β
B + δD + ….. =fF + lL + ….
зависимость скорости от концентрации выражается кинетическим уравнением:
υ = k
δβα
DBA
CCC
....,
где показатели степени α, β и δ могут быть любыми небольшими числами, чаще
всего равными 1 или 2, редко 3. Показатели степени концентрации определяют-
ся на основании экспериментальных данных. При некоторых условиях показа-
тель может быть равным и нулю. Кроме того, известно немало реакций с дроб-
ными показателями.