Химическая кинетика (задачи, примеры, задания). Пурмаль А.П - 34 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

34
Метод конкурирующих реакций представляет особую ценность для
характеристики быстрых реакций, исследование которых прямыми
методами требует специальной дорогостоящей аппаратуры. Однако его
использование ограничено реакциями с характеристическим временем
большим, чем время смешения реагентов. При оптимальном смешении
оно составляет около
10
-3
с. Это ограничение снимается при изучении
быстрых реакций частиц, образующихся в объёме при энергетическом
воздействии на систему.
Особый тип параллельных реакций представляют сопряжённые
реакции. Так называют те параллельные реакции, одна из которых сама
по себе не происходит, а протекает лишь под влиянием второй реакции.
Это явление получило название химической индукции.
Так, например,
в газовой смеси
Na, H
2
и Cl
2
при 150-250
0
С реакция Na c Cl
2
индуцирует реакцию
Н
2
с Cl
2
. При этом на каждую молекулу NaCl
образуется до
10
4
молекул HCl. В отсутствие же в смеси паров натрия
взаимодействия
Н
2
с Cl
2
практически не происходит. В основе явления
сопряжения или химической индукции лежит образование активных
промежуточных веществ, возникающих в индуцирующей реакции. В
реакции натрия с молекулой хлора таким промежуточным веществом
является атом хлора:
Na
•
+ Cl
2
→ NaCl + Cl
•
.
С активным атомом хлора и взаимодействует молекула Н
2
.
В общем случае, когда нельзя использовать различные
приближения, кинетическое описание сопряжённых реакций достаточно
сложно. Для простейшего случая сопряжённых реакций:
А + В
1
→ Р
1
- индуцирующая реакция,
Р
1
+ В
2
→ Р
2
- индуцируемая реакция,
получим систему нелинейных дифференциальных уравнений, не
имеющую решения в аналитическом виде.
Важность сопряжённых реакций определяется тем, что за счёт
термодинамически выгодной индуцирующей реакции удаётся
осуществить термодинамически невыгодную индуцируемую реакцию при
(Δ
r
G
0
1
+Δ
r
G
0
2
) < 0. Использование свободной энергии одного процесса
для осуществления сопряжённого с ним термодинамически невыгодного
процесса особенно характерно для биологических систем. 
     Метод конкурирующих реакций представляет особую ценность для
характеристики быстрых реакций, исследование которых прямыми
методами требует специальной дорогостоящей аппаратуры. Однако его
использование ограничено реакциями с характеристическим временем
большим, чем время смешения реагентов. При оптимальном смешении
                         -3
оно составляет около 10 с. Это ограничение снимается при изучении
быстрых реакций частиц, образующихся в объёме при энергетическом
воздействии на систему.
     Особый тип параллельных реакций представляют сопряжённые
реакции. Так называют те параллельные реакции, одна из которых сама
по себе не происходит, а протекает лишь под влиянием второй реакции.
Это явление получило название химической индукции. Так, например,
                                              0
в газовой смеси Na, H2 и Cl2 при 150-250 С реакция Na c Cl2
индуцирует реакцию Н2 с Cl2. При этом на каждую молекулу NaCl
                 4
образуется до 10 молекул HCl. В отсутствие же в смеси паров натрия
взаимодействия Н2 с Cl2 практически не происходит. В основе явления
сопряжения или химической индукции лежит образование активных
промежуточных веществ, возникающих в индуцирующей реакции. В
реакции натрия с молекулой хлора таким промежуточным веществом
является атом хлора:

                  Na• + Cl2 → NaCl + Cl•.

С активным атомом хлора и взаимодействует молекула Н2.
     В общем случае, когда нельзя использовать различные
приближения, кинетическое описание сопряжённых реакций достаточно
сложно. Для простейшего случая сопряжённых реакций:

            А + В1 → Р1 - индуцирующая реакция,
            Р1 + В2 → Р2 - индуцируемая реакция,

получим систему нелинейных дифференциальных уравнений, не
имеющую решения в аналитическом виде.
     Важность сопряжённых реакций определяется тем, что за счёт
термодинамически     выгодной   индуцирующей      реакции  удаётся
осуществить термодинамически невыгодную индуцируемую реакцию при
(ΔrG01+ΔrG02) < 0. Использование свободной энергии одного процесса
для осуществления сопряжённого с ним термодинамически невыгодного
процесса особенно характерно для биологических систем.




                                34

Страницы