Кінетики

Oсновні поняття та визначення хімічної

Швидкість хімічної реакції Wце змінювання кількості будь-якої речовини (або вихідної, або продукту) n_i за одиницю часу t та за одиниці реакційного простору R:

W = ±

Цей вираз використовують зі знаком “плюс” , коли швидкість хімічної реакції визначають за змінюванням кількості продукту реакції (яка є позитивною), або зі знаком “мінус”, коли швидкість реакції визначають за змінюванням кількості будь-якої вихідної речовини (яка є негативною). У обох випадках швидкість реакції залишається позитивною.

Наведене визначення швидкості хімічної реакції є загальним, воно справедливе для будь-яких реакцій. Якщо реакція гомогенна та проходить у об’ємі, то реакційним простором є об’єм (R º V). Якщо реакція гетерогенна і проходить на поверхні розподілу фаз, то реакційним простором є ця поверхня

(R º S).

Найбільш теоретично описаними з точки зору хімічної кінетики є гомогенні реакції в ізольованих або закритих системах. Тому розглянемо на прикладі таких систем основні закономірності хімічної кінетики. Це можуть бути або газові реакції, або реакції між розчинами (за умови, що реагуюча суміш є однією фазою). У цьому випадку для швидкості хімічної реакції можна записати

W = ±. (9.2)

Якщо V = const, то враховуючи, що n_i/V = C_i, де С_і – концентрація будь-якого компонента, можна записати

W = ± . (9.3)

Вирішимо ще одне принципове питання. Нехай у системі проходить гомогенна реакція за участю речовин А, В, D, F:

аА + вВ dD + fF

та концентрації речовин відповідно дорівнюють С_А, С_В, С_D i C_F. Тоді для однозначного визначення швидкості реакції достатньо стежити за змінюванням концентрації однієї будь-якої речовини. Змінювання концентрацій усіх інших учасників реакції можна знайти із співвідношення

W = - (9.4)

Уведемо поняття про елементарну реакцію. Такою реакцією називається реакція, що проходить у відповідності до її рівняння, тобто за рахунок одночасного зіткнення молекул, що записані у лівій частині рівняння. Слід сказати, що з цих позицій у елементарній реакції можуть брати участь одна, дві або, що спостерігається дуже рідко, три молекули. Тому елементарні реакції підрозділяються на моно-, бі- та тримолекулярні.

Математичне рівняння, що пов’язує швидкість реакції з концентраціями речовин, що реагують, називають кінетичним рівняннямданої хімічної реакції. Слід зазначити, що за зовнішнім виглядом рівняння хімічної реакції не можна зробити висновок про її кінетичне рівняння (нагадаємо, що у хімічній термодинаміці за зовнішнім виглядом рівняння можна провести розрахунок різних величин, наприклад, константи рівноваги). Проілюструємо вищезазначене. Реакції водню з парами йоду або брому виражаються однаковими стехіометричними рівняннями. Однак кінетичні рівняння для них різні, саме:

Н₂+ І₂= 2НІ,

H₂+ Br₂ = 2HBr,

Це пояснюється тим, що перша реакція проходить як елементарна, у той самий час утворення HBr проходить у результаті складної ланцюгової реакції, механізм якої можна подати так:

Br₂ 2Br,

Br + H₂ HBr + H,

H + Br₂ HBr + Br.

Таким чином, кінетичне рівняння хімічної реакції може бути встановлене виключно експериментальним шляхом.

Основним законом хімічної кінетики є постулат, що випливає з великої кількості експериментальних даних і виражає залежність швидкості від концентрації. Цей закон, що отримав назву закону діючих мас, формулюється так:

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Поняття про енергію активації хімічної реакції	\|	Речовин, піднесених до деяких ступенів.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.003 сек.