Химическая кинетика (задачи, примеры, задания). Пурмаль А.П - 69 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

69
сферы, 23,2 для "бесконечного" цилиндра и 9,9 для "бесконечного"
плоского сосуда.
Реакции в жидкой фазе имеют некоторые существенные
особенности по сравнению с газовой фазой. Расстояние между
частицами в жидкости меньше их собственных размеров, поэтому
большая часть объёма занята самими частицами. Каждая молекула
колеблется и вращается в ячейке – "клетке", которую создают
окружающие её частицы в квазикристаллической структуре жидкости
. Из
одной "клетки" в другую частицы перемещаются вследствие диффузии.
Согласно этой модели односторонняя реакция между частицами
"А" и
"В" в растворителе может быть представлена схемой
(
)
АВ
k
k
AB
k
P+⎯
←⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯
⎯→⎯⎯⎯⎯⎯
1
1
2
K
В результате диффузии частицы
"А" и "В" попадают в одну "клетку"..
Там они сталкиваются друг с другом в течении среднего времени
τ = 10
9
÷ 10
11
с. При условии достаточной энергии и должной
ориентации между частицами в "клетке" за время
τ может произойти
реакция с константой скорости
k
2
. Если реакция не произошла, то через
время
τ одна из частиц покидает "клетку". В приближении метода
квазистационарных концентраций выражение для скорости реакции
запишется в виде
[]
[][] [][]
dP
dt
kk
kk
AB k АВ
эфф
=
+
⋅⋅= ⋅⋅
21
21
.
(2.2.11)
Если
k
2
>> k
-1
, то k
эфф
= k
1
= k
D
и скорость реакции
определяется скоростью диффузии частиц в растворителе. Это так
называемый предел, контролируемый диффузией. Говорят, что реакция
идёт в диффузионной области.
Реакции переноса протона, реакции
радикальной и атомной рекомбинации часто контролируются
диффузией. Характерным признаком таких реакций является величина
константы скорости
k
эфф
10
9
÷ 10
10
М
-1
с
-1
.
В случае k
2
<< k
-1
величина k
эфф
= К
АВ
k
2
, где К
АВ
константа
равновесия для частиц
"А", "В" и (АВ). Поскольку лимитирующей
стадией реакции является химическое превращение, то говорят, что
реакция идёт в кинетической области.
Оценки по простым моделям
показывают, что для незаряженных частиц величина
К
АВ
1 М
1
.
сферы, 23,2 для "бесконечного" цилиндра и 9,9 для "бесконечного"
плоского сосуда.
      Реакции в жидкой фазе имеют некоторые существенные
особенности по сравнению с газовой фазой. Расстояние между
частицами в жидкости меньше их собственных размеров, поэтому
большая часть объёма занята самими частицами. Каждая молекула
колеблется и вращается в ячейке – "клетке", которую создают
окружающие её частицы в квазикристаллической структуре жидкости. Из
одной "клетки" в другую частицы перемещаются вследствие диффузии.
Согласно этой модели односторонняя реакция между частицами "А" и
"В" в растворителе может быть представлена схемой
                      k1
          А+ В     ⎯⎯⎯⎯⎯⎯
                        ⎯→

                   ←⎯⎯⎯⎯⎯⎯
                         ⎯⎯
                               ( AKB) ⎯k⎯2 → P
                      k−1
В результате диффузии частицы "А" и "В" попадают в одну "клетку"..
Там они сталкиваются друг с другом в течении среднего времени
τ = 10−9 ÷ 10−11с. При условии достаточной энергии и должной
ориентации между частицами в "клетке" за время τ может произойти
реакция с константой скорости k2. Если реакция не произошла, то через
время τ одна из частиц покидает "клетку". В приближении метода
квазистационарных концентраций выражение для скорости реакции
запишется в виде

          d [ P] k 2 ⋅ k1
                =         ⋅[ A] ⋅[ B] = k эфф ⋅[ А] ⋅[ В].   (2.2.11)
           dt k 2 + k − 1

     Если k2 >> k-1 , то kэфф = k1 = kD и скорость реакции
определяется скоростью диффузии частиц в растворителе. Это так
называемый предел, контролируемый диффузией. Говорят, что реакция
идёт в диффузионной области. Реакции переноса протона, реакции
радикальной и атомной рекомбинации часто контролируются
диффузией. Характерным признаком таких реакций является величина
                            9    10  -1 -1
константы скорости kэфф ≥ 10 ÷ 10 М с .
     В случае k2 << k-1 величина kэфф = КАВ⋅k2 , где КАВ – константа
равновесия для частиц "А", "В" и (А…В). Поскольку лимитирующей
стадией реакции является химическое превращение, то говорят, что
реакция идёт в кинетической области. Оценки по простым моделям
                                                            1
показывают, что для незаряженных частиц величина КАВ ≤ 1 М− .

                                   69