Скоростта на химическа реакция - studopediya

Като всеки процес, химични реакции се провеждат във времето, и следователно, характеризиращи се с различна скорост.

Раздел Chemistry изследване на скоростта на химични реакции и механизмът на тяхното поток, наречен химичните кинетиката. Химична кинетика използва термина "фаза", "система". Фаза - това е част от системата, отделена от другите части на интерфейса.

Системи могат да бъдат хомогенни и хетерогенни. Хомогенни системи се състоят от една фаза. Например, въздух или смес от газове солен разтвор. Хетерогенни системи се състоят от две или повече фази. Например, течна вода - лед - двойки сол разтвор + утайка.

Реакциите в хомогенна система. Те призоваха хомогенна. Например, N2 (ж) + 3H2 (г) = 2NH3 (д). Те се появяват по целия обем. Реакциите, произтичащи хетерогенна система, nazyvayutsyageterogennymi. Например, С (к) + 2 (г) = CO2 (г). Те се появяват в интерфейса.

Скоростта на химическа реакция, се определя от количеството вещество, което реагира или образува по време на реакцията за единица време за единица обем (за хомогенна реакция) или към устройството за интерфейс (за хетерогенни системи).

Скоростта на реакцията зависи от естеството на реагентите, техните концентрации, температура, присъствието на катализатори.

1. естеството на реагентите.

Реакциите се извършват в посока на фрактура на по-малко силни връзки и образуването на вещества с по-силни връзки. Така че, за разкъсване на връзки в молекулите на Н2 и N2 изисква висока енергия; Такива молекули са достатъчно реактивоспособни. За да се прекъсне връзки в силно полярни молекули (HCI, Н 2О) изисква по-малко енергия и скоростта на реакцията е много по-висока. Реакциите между йони в разтвор на електролита потоци почти мигновено.

С увеличаване на концентрацията на по-чести сблъсъци на молекули на реагентите - увеличава скоростта на реакцията.

Зависимостта от скоростта на химична реакция от концентрацията на реагентите се изразява чрез закона за действието на масите (ZDM). при постоянна температура на скоростта на химична реакция е пряко пропорционална на продукта от концентрациите на реагентите.

По принцип, за получаване на хомогенна реакционна

зависимост от скоростта на реакцията се изразява с уравнението:

където СА и CB - концентрация на реагентите, к - постоянна скорост. За специфична реакция 2NO (ж) + 2 (г) = 2NO2 (ж) ZDM математически израз е от вида:

Скоростта реакционната константа К зависи от естеството на реагентите, температурата и катализатора, но не зависи от концентрацията на реагентите. Физическата смисъла на скоростните константи е, че е равна на скоростта на реакцията в единични концентрации на реагентите.

За хетерогенни реакции (когато средствата са в различни състояния на агрегация), скоростта на реакцията зависи от концентрацията на газ или разтвореното вещество и концентрацията на твърди частици в математически израз EDM изключените: Na (а) + МБ (г) = рАВ (ж)

Например, реакцията на горене на въглероден кислород пропорционално само концентрацията на кислород:

С повишаване на температурата се увеличава скоростта на движение на молекулите, което от своя страна води до увеличаване на броя на сблъсквания между тях. Към реакционната смес се извършва, сблъсък молекули трябва да имат определена излишната енергия. Излишната енергия, която трябва да има молекула на тяхната сблъсък може да доведе до образуването на ново вещество. Той нарича енергията на активиране. Енергията на активиране (ЕА), изразена в кДж / мол. Неговата стойност зависи от естеството на реагентите, т.е. за всяка реакция има своя собствена активиране на енергия. Молекули с енергия на активиране. наречената активна. Повишаване на температурата се увеличава броя на активните молекули, и по този начин увеличава скоростта на химична реакция.

Зависимостта на температура на скорост химическа реакция се изразява чрез правилото Van't Hoff. когато температурата се повишава на всеки 10 ° С скоростта на реакцията се повишава от 2-4 пъти.

където # 965 2 и # 965; 1 - ниски реакционни скорости при температура Т2 и Т1,

# 947; - температурен коефициент на скоростта на реакцията показва колко пъти скоростта на реакцията се увеличава с повишаване на температурата до 10 0 С

4. контакта на повърхността между реагентите.

За хетерогенни системи, толкова по-голяма контактна повърхност, реакцията протича по-бързо. Повърхността на твърдите вещества може да се увеличи от тях смилане, и разтворими вещества - чрез разтварянето им.

Вещества, които са включени в реакциите и увеличаване на скоростта му, останалите непроменен до края на реакцията. Те призоваха катализатори. Промяната на скоростта на реакцията под действието на катализатори наречени катализа. Разграничаване катализа хомогенна и хетерогенна.

Чрез хомогенна включва такива процеси, в които катализаторът е в същото състояние на агрегиране като реагентите.

Действието е хомогенен катализатор в образуването на повече или по-малко стабилни междинни съединения на активните съединения от която след това се напълно регенерирани.

Това включва такива хетерогенен катализ процеси, в които катализаторът и реагиращи средства са в различни състояния на агрегация, и реакцията протича по повърхността на катализатора.

Механизмът на действие на хетерогенни катализатори трудни хомогенна. Значителна роля в тези процеси играе феномен на абсорбция на течни и газообразни вещества върху твърда повърхност - адсорбционни явления. В резултат на адсорбция повишава концентрацията на реагентите, тяхната реактивност се увеличава, което повишава скоростта на реакцията.