Составители:
Рубрика:
Х и м и ч е с к а я к и н е т и к а
3
2. ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА
2.1. Предмет и основные понятия
Химическая кинетика – это учение о скорости и механизме процесса и
его зависимости от различных факторов, позволяющих ускорить или за-
медлить ход реакции [1].
Методы химической кинетики, наряду с методами химической термодина-
мики [2], позволяющими определять вероятность и особенности самопроиз-
вольного и несамопроизвольного протекания химического
процесса, а также
условия его равновесия, широко применяются при исследовании химических
реакций, используемых, в частности, в химической технологии [1, 3–12]. Сле-
довательно, обобщенное и всестороннее представление о химических процес-
сах достигается при их комплексном рассмотрении с позиций химической ки-
нетики и химической термодинамики.
Для получения кинетических закономерностей, в отличие от
термодинами-
ческих, необходимо знать не только начальное и конечное состояние системы,
но и путь, по которому протекает реакция. Поэтому получить кинетические за-
кономерности сложнее. Зная эти закономерности (математическую модель) и
кинетические параметры изучаемой химической реакции, можно рассчитать ее
скорость и оптимальные условия проведения в промышленном реакторе.
В развитии учения о химической
кинетике следует отметить два периода.
Первоначально основные усилия были направлены на установление математи-
ческих закономерностей между скоростью химической реакции и определяю-
щими ее параметрами. Так возникла формальная кинетика – направление
химической кинетики, позволившее разработать методику расчета скоро-
сти химических реакций и динамику изменения концентрации реагирую-
щих веществ с учетом специфики химического
взаимодействия. Основной
путь дальнейшего развития химической кинетики, в том числе и в настоящее
время, – изучение механизма различных процессов, на основе которого нахо-
дят решение практические задачи, в том числе связанные с разработкой новых
и совершенствованием известных технологий.
Одно или несколько химических веществ, называемых исходными, в ходе
химической реакции превращаются в одно
или несколько других – продукты
реакции. Химические реакции в своем большинстве являются сложными, т.е.
в них переход исходных веществ в продукты реакции происходит через про-
межуточные стадии, являющиеся простыми, или элементарными. Число
таких стадий, в результате которых образуются промежуточные вещества,
может достигать десятков, сотен и даже тысяч.
Необходимым условием
протекания любой химической реакции является
реакционная способность взаимодействующих молекул, т.е. наличие у них
определенного запаса энергии. В зависимости от необходимой для активации
молекул формы энергии различают термические, фотохимические и радиа-
