Шпаргалка «Экзаменационное» по Химии (Зименкова Л. П.)

Кирилл Николоев вс, 26.02.2017 16:41

Формальной кинетикой называется раздел химической кинетики, в котором зависимость скорости реакций от концентраций реагирующих веществ выводится с помощью т. н. основного постулата химической кинетики.

Запишем уравнение химической реакции в общем виде: а1А1 + а2А2 +… = в1В1 + в2В2 + … (1) Скоростью гомогенной химической реакции по в-ву Аi называется количество молекул или моль данного в-ва, реагирующих в единицу времени в единицу объёма.

r(Ai) = - 1/V . dn(Ai)/dt (2) Знак минус в уравнении 2 обеспечивает то, что скорость реакции является величиной существенно положительной, а dn(Ai)/dt - отрицательная (произвед-я) R(Bj) = 1/V . dn(Bj)/dt (3)

Для определения скорости химической реакции достаточно знать изменение во времени количества одного в-ва. Т. к. соответствующие изменения количеств всех др в-в легко находятся из ур-я 1. N2 + 3H2 = 2NH3

r(H2) = 3r(N2) r(NH3) = 2r(N2) = 2/3r(H2) Скорость реакции, выраженной через разные в-ва, различаются на постоянную величину, равную отношению стехиометрических коэффицентов. Чтобы устранить эту неоднозначность, наряду с понятием скорости реакции по данному в-ву, вводят скорости реакций.

r = r(Ai)/ai = r(Bj)/bj = - 1/aiV.dn(Ai)/dt = 1/bjV.dn(Bj)/dt (4) Если в ходе реакции объём системы постоянен, то из 4 следует, что скорость (моль/время.объём) r = - 1/ai.dC(Ai)/dt = 1/bj.dC(Bj)/dt (5)

C – концентрация реагента и продукта. Очевидно, что реагируют только те молекулы, которые сталкиваются. Поскольку частота столкновения пропорциональна концентрации, то скорость реакции пропорциональна произведению концентрации реагирующих в-в.

r = KC(A1) в степени n1, умнож-е на С(А2) в степени n2= KПC(Ai) в степени ni (6) 6 – основной постулат химической кинетики. Показателем степени ni называется порядок реакции по Ai. Общим полным порядком реакции называется величина n = сумме ni (7)

К в ур-и 6 называется константой скорости реакции. Из 6 следует, что r=K, когда С(Ai)=1. По этой причине К называют удельной скоростью реакции. Из 6 следует, что К = произведению времени в -1 степени на концентрацию в степени 1-n.

В химической кинетике слово «обратимый» часто используется в смысле двухсторонний, т.е. идущий в прямом и противоположном направлениях. В этом смысле различают обратимые (кинет. Двухсторонние) и необратимые (кинет. Односторонние) реакции.

Скорость обратимых реакций определяется как разность скоростей прямой и обратной реакции. r = r прямой – r обратной = КПС(Ai) в степени ni – КПС(Bj) в степени nj. Молекулярностью реакций называют число молекул одновременно участвующих в столкновении, приводящих к химическому превращению. Такое взаимодействие называется элементарным актом химического превращения. Молекулярность реакции имеет вполне определённый физический смысл. Например, I2 = 2I – мономолекулярная, т.к. в её основе лежит превращение 1й молекулы йода. В реакции I2 + H2 = 2HI – бимолекулярная. Реакция рекомбинации атома водорода в молекулу Н2 с участием 3й частицы х: Н+Н+х=Н2+х – тримолекулярная.

Молекулярность, более высокая, чем 3, не встречается, т.к. одновременное столкновение 4х и более частиц практически невероятно. Кинетика реакций n-ного порядка. СМОТРИ рукописную Обычно химические реакции идут с образованием промежуточных в-в. При анализе таких реакций кроме основного постулата химической кинетики ещё 3 принципа:

1) Принцип независимости химической реакции, согласно которому каждая из реакций сложного химического процесса протекает независимо от других реакций, и к ней применим основной постулат хим-й кинетики. Так для параллельной реакции (1м то же в-во участвует в 2х превращениях)

** Этот постулат не носит всеобщего характера. Для сопряжённой реакции он не применим. 2) Принцип лимитирующей стадии. Согласно этому принципу скорость всего процесса определяется скоростью наиболее медленно идущей стадии.

3) Принцип гетального равновесия. При достижении химического равновесия для каждой из стадии сложных реакций скорости прямой и обратной реакции равны. 4) Принцип стационарных концентраций (принцип Боднштейна). Согласно которому спустя некоторое время после начала реакции концентрация промежуточных в-в практически не меняется и близки к 0.

Влияние температур на скорость химических реакций. Скорость химических реакций, подавляющих в большинстве случаев, возрастает с увеличением температуры. Эмпирическое правило Лангофа. При повышении темп-ры на 10 градусов скорость реакции увеличивается примерно в 2-4 раза.

- dC/dt = KC в степени n Температура влияет сильно на константу К скорости реакции. Согласно Лангофу КТ2/КТ1 = j(Т2-Т1)/10 КТ2 и КТ1 – константы скорости реакции при температуре Т2 и Т1. j – температурный коэффицент скорости реакции (j от 2х до 4х)

Скачать файлы

Похожие документы