Основные представления и законы химической кинетики. Теоретические основы кинетики гомогенных реакций. Миттова И.Я - 4 стр.

                                        4
объем аV. В сл учаегетерогенного гом оф азного процесса(см . ниж е), идущ его
на поверхности раздел а ф аз, изм енение объем а не изм еняет числ а актов хи-
м ического превращ ения. Т огда υ обратно пропорционал ь на объем у. Н о уве-
л ичениеS – поверхности раздел аф аз дол ж но приводить к увел ичению числ а
актов хим ической реакции, то есть к увел ичению скорости. Т огда при пере-
м ешивании в отсутствие градиентов концентрации в предел ах реактора υ ~
S/V. Е сл и возникает градиент концентрации, то есть недостаточна скорость
диф ф узии реагентов к поверхности ил и продуктов от нее, то скорость м ож ет
и не бы ть ~ S/V, а м ож ет бы ть какая-то другая зависим ость . С корость гом о-
генно-гетерогенного гом оф азного процесса так ж е, как правил о, зависит от
отношения S/V, но в некоторы х сл учаях этазависим ость м ож ет бы ть сл абой.
И так, л ю бой гом оф азны й процесс, скорость которого зависит от S/V, им еет
хотя бы однугетерогенную стадию . Н о процесс, дл я которого V не зависит
отS/V, необязател ь но гом огенны й, он м ож етбы ть гом огенно-гетерогенны м .
                                 1 dn d  n  dc
       Е сл и V = const, то υ =       =   = . Т аким образом , дл я гом оф аз-
                                V dt dt  V  dt
ного процесса, идущ его при V=const, скорость ю процесса по этом уком по-
нентуназы вается изм енениеконцентрации этого ком понентав единицувре-
м ени.       Н о это не общ ее определ ение скорости,                     так как
      1 dn n dV 1 dn                                                             dc
v=          − 2      ≠       , есл и V ≠ const. В общ ем сл учае производная
      V dt V dt V dt                                                             dt
связана не тол ь ко с числ ом актов хим ического превращ ения, но и определ я-
ется законом изм енения объем а систем ы . Э то изм енение м ож ет бы ть и про-
извол ь ны м (цил индр споршнем ).
       У ниверсал ь ного определ ения дл я гетероф азного процесса нет. Д л я го-
                                                        1 dn
м огенны х гетероф азны х обы чно испол ь зую т υ =          , поним ая под V объем
                                                       V dt
той ф азы , в которой происходит хим ическое превращ ение. П ри разл ож ении
Н 2О 2 в растворе: по Н 2О 2 – υ – изм енение концентрации Н 2О 2 в единицу
врем ени, по кисл ороду – изм енение кол ичества кисл орода в газовой ф азе,
отнесенноек единицеобъем араствора. Разм ерность скорости – разм ерность
концентрации, дел енной на врем я. Кол ичество вещ ества м ож но представить
числ ом частиц, числ ом м ол ей ил и в систем е С И – кил ом ол ей. Т огда в пер-
вом сл учае единица изм ерения концентрации – это м ол екул а/м 3 ил и м -3. В о
втором – км ол ь /м 3, что эквивал ентно м ол ь /л , то есть М. Т огда скорость – в
М-3с-1 ил и М с-1, и посл едняя единицав NA числ о раз бол ь шепервой.
       Е сл и процесс описы вается одним стехиом етрическим уравнением
  l              m          dn       dn          dn     dn      dn        dn
∑ i i ∑ bi Bi , то − A1 = − A2 = ... = − Ai = B1 = B2 = ... = Bm
     a A   →
i =1           i =1          a1       a2          al     b1      b2        bm
       Э ти производны е – это изм енение dn некоторой хим ической перем ен-
ной χ, характеризую щ ей гл убинупротекания реакций. В начал ь ны й м ом ент