ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
28
Скорость определяется числом элементарных актов взаимодействия
1
в
единицу времени в единице
объема (в гомогенных системах) или на единице по-
верхности
(в гетерогенных системах).
На практике, независимо от того, гомогенной или гетерогенной является сис-
тема, скорость обычно определяют как
изменение концентрации какого-либо
реагента (или продукта) за
единицу времени. Причем в чаще в какой-то одной фа-
зе (жидкой или газовой). Определяемую
таким способом скорость (чтобы не путать
со
строгим ее определением – см. выше) лучше называть интенсивностью.
КИНЕТИЧЕСКОЕ УРАВНЕНИЕ
Зависимость скорости от различных факторов выражается т.н. кинетическим
уравнением
. Например, для процесса (3), если он является гомогенным и односта-
дийным
2
, скорость прямой реакции:
K
r
r
⋅⋅⋅=υ
c
C
b
B
aak,
а обратной:
K
s
s
⋅⋅⋅=υ
e
E
d
D
aak
3
Очевидно,
суммарная скорость процесса (
υ
) равна разности этих скоростей
(
υ−υ
sr
).
Коэффициенты пропорциональности в кинетических уравнениях (
k
r
и k
s
) на-
зываются
константами скоростей прямой и обратной реакций, соответственно, и
отражают влияние природы веществ
4
, температуры, наличия катализатора (или ин-
гибитора.) и др. - на скорость процесса. Физический смысл этих констант, как следу-
ет из кинетических уравнений, заключается в том, что они равны
скоростям реак-
ций (прямой и обратной) при
стандартных значениях активностей (т.е., напомина-
ем, равных 1 моль/л).
Показатели степеней в кинетическом уравнении являются
порядками реак-
ций по соответствующим реагентам, т.к. они отражают степень влияния их актив-
ности на величину скорости. А сумма этих показателей называется
общим поряд-
ком
процесса. В случае гомогенного одностадийного процесса общий порядок может
совпадать с
молекулярностью (числом частиц, сталкивающихся при осуществле-
нии элементарного акта взаимодействия), значение которой не бывает более трех.
Отметим, что порядок реакции (в отличие от ее молекулярности) может быть
нулевым (например, для гетерогенной системы:
)г(2)T()T(3
COCaOCaCO +→ ,
1
В случае многостадийного процесса имеется в виду лимитирующая его стадия.
2
А также для лимитирующей стадии реакции в случае многостадийных процессов. Для последних
иногда используют формально-кинетические уравнения, т.е. записанные по суммарному уравнению
многостадийного процесса, что может оказаться очень грубым приближением – см. приложение.
3
Здесь, как и в формуле (6), активности выражены в относительных единицах и потому безразмер-
ны. Кроме того, кинетическое уравнение, как и выражение К
C
, может быть записано через концентра-
ции, но тогда оно не является строгим, т.к. не учитывает «постороннее» межчастичное взаимодейст-
вие.
4
Влияние природы веществ - это значит, что для каждой реакции свое значение k.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- …
- следующая ›
- последняя »
