Основные представления и законы химической кинетики. Теоретические основы кинетики гомогенных реакций. Миттова И.Я - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

9
реакции. Порядок реакции не обязательно должен быть целым. Например,
для хлорирования тетрахлорэтилена Cl
2
C=CCl
2
+ Cl
2
→ Cl
3
C– CCl
3
[
]
3/2
2
kClυ =
. Для сложных реакций форма уравнения в виде основного по-
стулата не строгая , приближенная , то есть она справедлива в определенном
диапазоне условий . Часто зависимость скорости накопления продукта слож -
ной реакции от концентрации реагирующих веществ вообще не описывается
степенной функцией .
Особенности кинетического уравнения , отличающие его от уравнений
кинетических кривых для компонентов реакций , следующие: 1) вид кинети-
ческого уравнения не зависит от того, протекает процесс в замкнутой или
открытой системе. Поэтому зависимости скорости реакций от концентраций
компонентов и значения кинетических параметров , входящих в эти зависи -
мости, установленные для открытой системы, могут быть использованы при
обработке и трактовке данных для той же реакции в замкнутой системе; 2)
уравнения кинетических кривых содержат в качестве параметров начальные
концентрации, кинетическое же уравнение не зависит от начальных условий
и, следовательно, более универсально.
Классификация реакций . Гомогенные и гетерогенные реакции
I. По количеству стадий все реакции можно разделить на простые и
сложные. Простые – это элементарные, одностадийные реакции;
многостадийные-это сложные реакции.
II. По типу реакционного пространства все реакции делятся на го-
могенные и гетерогенные.
Химическая реакция , протекающая в пределах одной фазы , называется
гомогенной .
Химическая реакция , протекающая на границе раздела фаз , называется
гетерогенной .
Если одни стадии являются гомогенными, а другие – гетерогенными, то
реакция называется гомогенно-гетерогенной .
Любая реакция в растворе – гомогенна. Любая реакция на поверхности
твердого катализатора – гетерогенна. Гомогенно-гетерогенные – это реакции
между газами, когда отдельные стадии протекают на стенках реакционного
сосуда.
В гетерогенном процессе исходные вещества и продукты могут нахо-
диться в одной фазе (каталитическое гидрирование этилена). Бывает, что
реагирующие вещества находятся в разных фазах , но реакция между ними
гомогенна. Это окисление углеводородов в жидкой фазе молекулярным ки-
слородом . Здесь в химическую реакцию вступает растворенный в углеводо-
роде кислород . Гетерогенной является не химическая реакция , а предшест-
вующая ей нехимическая стадия растворения кислорода.
III. В зависимости от того, одну или несколько фаз образуют исходные
вещества и продукты реакции, химические процессы могут быть гомофаз -
ными и гетерофазными. 
                                        9
реакции. П орядок реакции не обязател ь но дол ж ен бы ть цел ы м . Н априм ер,
дл я хл орирования тетрахл орэтил ена Cl2C=CCl2 + Cl2 → Cl3C– CCl3
υ = k [Cl2 ] 3/ 2 . Д л я сл ож ны х реакций ф орм а уравнения в виде основного по-
стул ата не строгая, прибл иж енная, то есть она справедл ива в определ енном
диапазоне усл овий. Ч асто зависим ость скорости накопл ения продукта сл ож -
ной реакции от концентрации реагирую щ их вещ еств вообщ енеописы вается
степенной ф ункцией.
      О собенности кинетического уравнения, отл ичаю щ ие его от уравнений
кинетических кривы х дл я ком понентов реакций, сл едую щ ие: 1) вид кинети-
ческого уравнения не зависит от того, протекает процесс в зам кнутой ил и
откры той систем е. П оэтом узависим ости скорости реакций от концентраций
ком понентов и значения кинетических парам етров, входящ их в эти зависи-
м ости, установл енны е дл я откры той систем ы , м огут бы ть испол ь зованы при
обработке и трактовке данны х дл я той ж е реакции в зам кнутой систем е; 2)
уравнения кинетических кривы х содерж ат в качестве парам етров начал ь ны е
концентрации, кинетическое ж е уравнение независит от начал ь ны х усл овий
и, сл едовател ь но, бол ееуниверсал ь но.

       Классиф икация р е акций . Гом оге нны е и ге т е р огенны е р е акции
     I.       П о кол ичествустадий всереакции м ож но раздел ить напросты еи
              сл ож ны е. П росты е – это эл ем ентарны е, одностадийны е реакции;
              м ногостадийны е-это сл ож ны ереакции.
      II.     П о типуреакционного пространства все реакции дел ятся на го-
              м огенны еи гетерогенны е.
      Х им ическая реакция, протекаю щ ая в предел ах одной ф азы , назы вается
гом огенной.
      Х им ическая реакция, протекаю щ ая на границе раздел а ф аз, назы вается
гетерогенной.
      Е сл и одни стадии явл яю тся гом огенны м и, адругие– гетерогенны м и, то
реакция назы вается гом огенно-гетерогенной.
      Л ю бая реакция в растворе – гом огенна. Л ю бая реакция на поверхности
твердого катал изатора– гетерогенна. Г ом огенно-гетерогенны е– это реакции
м еж дугазам и, когда отдел ь ны е стадии протекаю т на стенках реакционного
сосуда.
     В гетерогенном процессе исходны е вещ ества и продукты м огут нахо-
дить ся в одной ф азе (катал итическое гидрирование этил ена). Бы вает, что
реагирую щ ие вещ ества находятся в разны х ф азах, но реакция м еж дуним и
гом огенна. Э то окисл ение угл еводородов в ж идкой ф азе м ол екул ярны м ки-
сл ородом . Здесь в хим ическую реакцию вступает растворенны й в угл еводо-
роде кисл ород. Г етерогенной явл яется не хим ическая реакция, а предшест-
вую щ ая ей нехим ическая стадия растворения кисл орода.
      III. В зависим ости от того, однуил и нескол ь ко ф аз образую т исходны е
вещ ества и продукты реакции, хим ические процессы м огут бы ть гом оф аз-
ны м и и гетероф азны м и.

Страницы