Химическая кинетика и химическое равновесие. Сергеева Ц.Б. - 2 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

3
1. Краткие теоретические сведения
1.1. Химическая кинетика
Химической кинетикой называют учение о скорости
химических реакций и зависимости ее от различных фак-
торовприроды и концентрации реагирующих веществ,
температуры, присутствия катализаторов и др.
Реакция может протекать в объеме фазы (гомогенно)
или на границе раздела фаз (гетерогенно). Гомогенными
реакциями являются, например, процессы в растворах га-
зов, жидкостей; гетерогеннымиреакции на границе газ
твердое вещество, жидкостьтвердое вещество, жидкость
газ.
Скоростью гомогенной реакции называют измене-
ние концентрации реагирующих веществ или продуктов
реакции в единицу времени. Концентрацию принято выра-
жать в моль/л, времяв сек. Размерность скорости реак-
ции моль/л
.
мин.
При химическом взаимодействии концентрация каж-
дого из исходных веществ уменьшается во времени, а кон-
центрация каждого из продуктов реакции возрастает
(С
2
> С
1
, С > 0).
Различают среднюю и истинную (или мгновенную)
скорость реакции. Средняя скорость V равна отношению
С/∆τ (С = С
2
- С
1
; ∆τ = τ
2
- τ
1
). Чтобы величина скорости
всегда была положительной, перед дробью ставят знаки ±:
τ
±=
C
V
.
Истинная скорость химической реакции
ист
v опреде-
ляется пределом, к которому стремится отношение С/∆τ
при
∆τ→0, т.е. производной концентрации по времени:
4
τ
d
dc
V
ист
±=
К важнейшим факторам, влияющим на скорость реак-
ции, относятся следующие: природа реагирующих ве-
ществ, их концентрация, температура, присутствие катали-
затора.
Зависимость скорости реакции от концентрации
реагирующих веществ определяется законом действия
масс (ЗДМ): при постоянной температуре скорость хими-
ческой реакции прямо пропорциональна произведению
концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях,
равных стехиометрическим коэффициентам в уравнении
реакции. Согласно ЗДМ для реакции в общем виде
аА + вВ = dD + eE,
где А, В, Д, Еформулы веществ, а а, в, d, e - стехиомет-
рические коэффициенты, можно написать
[
]
[
]
вa
BAКV = (1)
В выражении (1) к коэффициент пропорционально-
сти, называемый константой скорости реакции; [А] и [В] –
молярные концентрации веществ.
Скоростью гетерогенной реакции называют коли-
чество вещества, вступающего в реакцию или образующе-
гося при реакции за единицу времени на единице поверх-
ности фазы:
,
1
Sd
dn
V
ист
±=
τ
где
n - число молей исходного вещества или продукта
реакции;
τ - время; S – площадь поверхности фазы, на ко-
торой протекает реакция. Размерность скорости реакции
моль/м
2
мин.
В гетерогенных реакциях наряду с собственно хими-
ческими превращениями имеются стадии переноса ве-
ществ. Например, в случае гетерогенной реакции
                            3                                                             4
     1. Краткие теоретические сведения                                       dc
                                                                   Vист = ±
                                                                             dτ
     1.1. Химическая кинетика                                       К важнейшим факторам, влияющим на скорость реак-
                                                              ции, относятся следующие: природа реагирующих ве-
       Химической кинетикой называют учение о скорости        ществ, их концентрация, температура, присутствие катали-
химических реакций и зависимости ее от различных фак-         затора.
торов – природы и концентрации реагирующих веществ,                 Зависимость скорости реакции от концентрации
температуры, присутствия катализаторов и др.                  реагирующих веществ определяется законом действия
       Реакция может протекать в объеме фазы (гомогенно)      масс (ЗДМ): при постоянной температуре скорость хими-
или на границе раздела фаз (гетерогенно). Гомогенными         ческой реакции прямо пропорциональна произведению
реакциями являются, например, процессы в растворах га-        концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях,
зов, жидкостей; гетерогенными – реакции на границе газ –      равных стехиометрическим коэффициентам в уравнении
твердое вещество, жидкость – твердое вещество, жидкость       реакции. Согласно ЗДМ для реакции в общем виде
– газ.                                                              аА + вВ = dD + eE,
       Скоростью гомогенной реакции называют измене-          где А, В, Д, Е – формулы веществ, а а, в, d, e - стехиомет-
ние концентрации реагирующих веществ или продуктов            рические коэффициенты, можно написать
реакции в единицу времени. Концентрацию принято выра-
                                                                    V = К [A] [B ]
                                                                              a   в
                                                                                                                     (1)
жать в моль/л, время – в сек. Размерность скорости реак-
ции моль/л.мин.                                                     В выражении (1) к– коэффициент пропорционально-
      При химическом взаимодействии концентрация каж-         сти, называемый константой скорости реакции; [А] и [В] –
дого из исходных веществ уменьшается во времени, а кон-       молярные концентрации веществ.
центрация каждого из продуктов реакции возрастает                   Скоростью гетерогенной реакции называют коли-
                                                              чество вещества, вступающего в реакцию или образующе-
(С2 > С1, ∆С > 0).
                                                              гося при реакции за единицу времени на единице поверх-
       Различают среднюю и истинную (или мгновенную)
                                                              ности фазы:
скорость реакции. Средняя скорость V равна отношению
                                                                             dn 1
∆С/∆τ (∆С = С2 - С1; ∆τ = τ2 - τ1). Чтобы величина скорости         Vист = ±    ⋅ ,
                                                                             dτ S
всегда была положительной, перед дробью ставят знаки ±:
                                                              где n - число молей исходного вещества или продукта
             ∆C
       V =±     .                                             реакции; τ - время; S – площадь поверхности фазы, на ко-
             ∆τ                                               торой протекает реакция. Размерность скорости реакции –
      Истинная скорость химической реакции vист опреде-       моль/м2 ⋅ мин.
ляется пределом, к которому стремится отношение ∆С/∆τ               В гетерогенных реакциях наряду с собственно хими-
при ∆τ→0, т.е. производной концентрации по времени:           ческими превращениями имеются стадии переноса ве-
                                                              ществ. Например, в случае гетерогенной реакции