Химическая кинетика (задачи, примеры, задания). Пурмаль А.П - 66 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

66
Если в (2.2.1) положить n
A
=1см
-3
, а n
B
=2,4610
19
см
-3
(концентрация
молекул при
298 К и 1 атм), то получим число соударений !0
10
за 1
секунду, которое испытывает одна частица в стандартных условиях.
Величина
Ζ
0
= σ⋅⎯V называется фактором соударений, который
показывает число соударений в секунду при единичной концентрации
частиц
"А" и "В". Полагая n
A
= n
B
= 1см
-3
, из (2.2.1) получим
(
)
Ζ
0
15 2
45
10 11 3 1
10 10 10 10 10≅⋅÷÷
−−
см
см
с
см с
.
Подсчёт числа соударений частиц одного сорта выполняется по
формуле, полученной также из (2.2.1):
Ζ
Ζ
AA A A
A
A
nr
RT
M
n=⋅=
0
22
1
2
2
2
8
π
.
(2.2.4)
(Введение множителя
1
2
необходимо, так как при принятом способе
подсчёта каждое соударение учитывается дважды).
Не все соударения приводят к химической реакции, а только те, в
которых суммарная энергия сталкивающихся частиц равна или
превосходит некоторое пороговое значение
Е. Эта энергия носит
название энергии активации. В самой простой модели соударения
упругих, гладких шаров, условие химической эффективности
столкновения можно записать так:
mV mV
E
AA BB
+
22
22
,
(2.2.5)
где
V
A
и V
B
проекции векторов скоростей молекул "А" и "В" на
линию, соединяющую их центры. Решение задачи о числе двойных
соударений, когда энергия сталкивающихся частиц выражается двумя
квадратичными членами и удовлетворяет условию (2.2.5), имеет вид
Z VennZenn
E
E
RT
A
B
E
RT
A
B
=⋅⋅=⋅⋅
−−
σ
0
.
                                            -3                        19    -3
Если в (2.2.1) положить nA=1см , а nB=2,46⋅10 см (концентрация
                                                             10
молекул при 298 К и 1 атм), то получим число соударений ∼ !0 за 1
секунду, которое испытывает одна частица в стандартных условиях.
Величина Ζ0 = σ⋅⎯V называется фактором соударений, который
показывает число соударений в секунду при единичной концентрации
                                       -3
частиц "А" и "В". Полагая nA = nB = 1см , из (2.2.1) получим


                          (
     Ζ 0 ≅ 10−15 см2 ⋅ 104 ÷105             )    см
                                                  с
                                                    ≅ 10−10 ÷ 10−11 см 3с −1 .

Подсчёт числа соударений частиц одного сорта выполняется по
формуле, полученной также из (2.2.1):

                                             1

                                   2 ⎜ πRT ⎟
                                     ⎛     ⎞2
                   Ζ0 2                            2
          Ζ   AA =    ⋅ n A = 8⋅ rA⎜ ⎜     ⎟
                                           ⎟
                                               ⋅ n A.                             (2.2.4)
                    2                ⎝ MA ⎠

                          1
(Введение множителя         необходимо, так как при принятом способе
                          2
подсчёта каждое соударение учитывается дважды).
     Не все соударения приводят к химической реакции, а только те, в
которых суммарная энергия сталкивающихся частиц равна или
превосходит некоторое пороговое значение Е. Эта энергия носит
название энергии активации. В самой простой модели соударения
упругих, гладких шаров, условие химической эффективности
столкновения можно записать так:

               ⎛   ′ ⎞2           ⎛  ′ ⎞2
          m A ⎜⎝V A ⎟⎠        mB ⎜⎝VB ⎟⎠
                          +                        ≥ E,                           (2.2.5)
                 2                      2
     где V′A и V′B – проекции векторов скоростей молекул "А" и "В" на
линию, соединяющую их центры. Решение задачи о числе двойных
соударений, когда энергия сталкивающихся частиц выражается двумя
квадратичными членами и удовлетворяет условию (2.2.5), имеет вид

                                  E                             E
                              −                             −
          ZE = σ ⋅V ⋅ e           RT   ⋅ nA ⋅ nB = Z0 ⋅ e       RT   ⋅ nA ⋅ nB.

                                            66