Сборник задач по химической кинетике. Колпакова Н.А - 122 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

122
ГЛАВА 6. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ
6.1. ТЕОРИЯ АКТИВНЫХ СТОЛКНОВЕНИЙ
В теории активных столкновений считается, что акт превращения
начальных веществ в конечные продукты совершается в момент столк-
новения активных молекул и протекает мгновенно. При этом молекулы
рассматриваются как бесструктурные частицы, хотя в действительности
химические реакции происходят путем постепенной перестройки моле-
кул и перераспределения энергии между химическими связями.
Чтобы произошла реакция, частицы
в момент столкновения долж-
ны обладать некоторым минимальным избытком (над средней энергией
исходных веществ) энергии, называемым энергией активации (Е).
Рассмотрим кинетику бимолекулярной реакции в газовой фазе.
Согласно молекулярно-кинетической теории газов полное число
столкновений Z
12
за 1 с в 1 см
3
, если в системе реагируют молекулы
двух разных видов, рассчитывается по уравнению:
1/2
1
12 1 2 12
12
811RT
Znn
MM







1/(см
3
с), (6.1)
где n
1
, n
2
— число молекул в единице объема (см
3
);
— эффективное
сечение столкновения (
2
12
d
); d
12
= (d
1
+ d
2
)/2 — эффективный диаметр
столкновений;
1
M
,
2
M
— молекулярные массы реагирующих молекул,
г/моль; R
1
= 8,314 · 10
7
эрг/(моль К); размерность выражения:
1/ 2
1
12
811RT
MM






=
1/ 2
1/ 2 1/ 2
2
2
эрг К моль дн см г см см
моль К ггг сс







.
Если между молекулами газа нет взаимодействия, и молекулы счи-
таются сферами, то сечение столкновения можно рассчитать через ра-
диусы или диаметры молекул:
2
12
()rr

 =
2
AB
d
. (6.2)
Притяжение между молекулами увеличивает сечение столкнове-
ния:
2
12
()rr

, а отталкивание — уменьшает его:
2
12
()rr

.
Оценка эффективного диаметра столкновения возможна по вязко-
сти газов или плотности жидкостей и твердых тел.

Страницы