Элементы химической термодинамики и кинетики. Письменко В.Т. - 83 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

83
Самое простое объяснение факта возрастания скорости реакции с уве-
личением температуры, которое первым приходит в голову, связано с тепло-
вым движением частиц (молекул, атомов).
С увеличением температуры повышается скорость движения частиц,
возрастает вероятность их столкновения, и как следствие, увеличивается ско-
рость реакций. Следовательно, повышение температуры на 10 градусов
должно привести и к повышению скорости движения молекул 2 – 4 раза. Но
анализ, если воспользоваться кинетической теорией газа, показывает, что
повышение температуры на 10
0,
приводит к незначительному увеличению
скорости движения частиц. Например, соотношение скоростей перемещения
частиц при температуре
Т
1
= 293 К и Т
2
= 303
0
К, равной 293 + 10
0
, составит
величину:
раза
T
T
u
u
017,1
293
303
1
2
1
2
≈==
,
где u
1
и u
2
– скорости движения молекул газа при температуре Т
1
и Т
2,
соот-
ветственно. И, тем не менее, скорость реакции изменяется, примерно, в 2 – 4
раза!
Оказывается, что не любое столкновение частиц приводит к химиче-
ским превращениям (на это указывают экспериментальные данные). Объяс-
няя опытные данные, С. Ар-
рениус
1
предположил, что
столкновения молекул, час-
тиц будут эффективны (при-
ведут к химическим превра-
щениям) при условии, что
сталкивающиеся молекулы
обладают некоторым избыт-
ком (запасом) энергии (необ-
ходимым для разрыва старых
связей в молекулах и образо-
вания новых) по сравнению
со средней энергией молекул
в рассматриваемой системе
при данной температуре. Молекулы, несущие эту избыточную энергию, на-
зывают активными, а сам избыток энергии - энергией активации, которую
обозначают
Е
ак
.
Химическое взаимодействие наиболее вероятно при столкновении мо-
лекул, имеющих большой запаса энергии. Чем меньше энергия активации Е
ак
,
тем большее число столкновений частиц оказываются эффективными при
той же температуре, и соответственно, выше скорость реакции.
1
Сванте Август Аррениус (1859-1927) – выдающийся шведский физико-химик, автор тео-
рии электролитической диссоциации, один из основателей учения о химической кинетики,
лауреат Нобелевской премии (1902).
n
1сред
n
2сред
n
2ак.
n
1ак.
Е
`
сред.
Е
``
сред.
Е
ак
Е
Т
2
Т
1
n
Рис. 3.2.5. Распределение доли молекул по
энергиям для температур Т
1
и Т
2
= Т
1
+ 10
0

Страницы