Теория горения и взрыва. Лопанов А.Н - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

БГТУ им. Шухова | Белгород

Составители: 

Рубрика: 

6
Когда атом
z
находится далеко
от молекулы
xy
, потенциальная
энергия системы из трех атомов зависит от межатомного расстояния
x y
r
.
Зависимость может быть представлена кривой потенциальной энергии
двухатомной молекулы
xy
, показанной в верхней части диаграммы,
рис.1. По мере сближения атомов
z
и
начинает сказываться
взаимодействие между ними, связь
x y
ослабевает, увеличивается
расстояние
x y
, начинает возникать новая связь
y z
. Потенциальная
энергия системы возрастает и в некоторой точке достигает максимума. В
состоянии, соответствующем этой точке, молекулы
xy
или
yz
отдельно
не существуют. В момент прохождения максимума потенциальной
энергии система из трех атомов представляет собой новое соединение,
по своим свойствам похожее на нестойкую трехатомную молекулу. Это
состояние получило название активного комплекса или переходного
состояния. При дальнейшем сближении атомов z и
связь
z y
усиливается, атом
x
отделяется от атома y, потенциальная энергия
системы снижается. Система переходит в конечное состояние -
образуется устойчивая молекула
yz
и атом
x
. Если обозначить энергию
активации прямого процесса E
1
; Е
2
- энергия активации обратного
процесса, то тепловой эффект реакции будет равен:
2 1
H E E

. E
кл
-
классическая энергия активации в уравнении Аррениуса.
Запишем формальную схему образования промежуточного
комплекса: вещество А
1
взаимодействует с А
2
, при этом образуется
активный комплекс А
1
А
2
*, который быстро разлагается:
А
1
+ А
2
А
1
А
2
* продукты реакции.
Предполагается, что образование комплекса – относительно
медленный, обратимый процесс, а его распад - быстрый и необратимый.
Скорость реакции u запишем через концентрации веществ
1
A
,
2
A
,
*
1 2
A A
:
1 2
[ ] [ ]
u k A A
;
*
3 1 2
[ ]
u k A A
;
* * /
*
1 1 2
*
2 1 2
[ ]
[ ] [ ]
k A A
K
k A A
,
где
*
K
- константа равновесия образования промежуточного комплекса.
Определим концентрацию активного комплекса:
* *
1 2 1 2
[ ] [ ] [ ]
A A K A A
.
Так как скорость реакции не зависит от способа записи кинетического
уравнения, получим следующие соотношения:
1 2 1 2
*
3
A A A A
u k K C C k C C
;
*
3 1 2 1 2
[ ] [ ] [ ] [ ]
k K A A k A A
. 
                                 6
    Когда атом z находится далеко от молекулы xy , потенциальная
энергия системы из трех атомов зависит от межатомного расстояния rx  y .
Зависимость может быть представлена кривой потенциальной энергии
двухатомной молекулы xy , показанной в верхней части диаграммы,
рис.1. По мере сближения атомов z и y начинает сказываться
взаимодействие между ними, связь x  y ослабевает, увеличивается
расстояние x  y , начинает возникать новая связь y  z . Потенциальная
энергия системы возрастает и в некоторой точке достигает максимума. В
состоянии, соответствующем этой точке, молекулы xy или yz отдельно
не существуют. В момент прохождения максимума потенциальной
энергии система из трех атомов представляет собой новое соединение,
по своим свойствам похожее на нестойкую трехатомную молекулу. Это
состояние получило название активного комплекса или переходного
состояния. При дальнейшем сближении атомов z и y связь z  y
усиливается, атом x отделяется от атома y, потенциальная энергия
системы снижается. Система переходит в конечное состояние -
образуется устойчивая молекула yz и атом x . Если обозначить энергию
активации прямого процесса E1; Е2 - энергия активации обратного
процесса, то тепловой эффект реакции будет равен: H  E2  E1 . Eкл -
классическая энергия активации в уравнении Аррениуса.
   Запишем     формальную схему образования             промежуточного
комплекса: вещество А1 взаимодействует с А2, при этом образуется
активный комплекс А1А2*, который быстро разлагается:

                            А1 + А2                 А1А2*                 продукты реакции.

   Предполагается, что образование комплекса – относительно
медленный, обратимый процесс, а его распад - быстрый и необратимый.
   Скорость реакции u запишем через концентрации веществ A1 , A2 ,
A1 A2* :
                                                                  *               * /
                       u  k[ A1 ]  [ A2 ] ; u  k3[ A1 A2 ] ; k1*  K *  [ A1 A2 ] ,
                                                          *

                                                                    k2          [ A1 ]  [ A2 ]
где K * - константа равновесия образования промежуточного комплекса.
  Определим концентрацию активного комплекса:

                                      [ A1 A2* ]  K *[ A1 ]  [ A2 ] .

   Так как скорость реакции не зависит от способа записи кинетического
уравнения, получим следующие соотношения:

           u  k3 K *  C A1  C A2  k  C A1  C A2 ; k3 K [ A1 ]  [ A2 ]  k [ A1 ]  [ A2 ] .
                                                            *

Страницы