CINETICA CHIMICA I
Cinetica chimică se referă la fluiditatea proceselor chimice. Scurtă wikilad fundamentale ale cineticii chimice și înlocuiți acest capitol.
Testarea reacțiilor chimice arată ce se poate întâmpla chiar și cu diferite lichide. Uneori, reacția merge la suprafața shvidko, care poate fi folosit cu mitteva; De exemplu, există o mulțime de reacții între săruri, acizi și baze care apar în apă sau reacții pe care le numim vibrații. În alte cazuri, însă, fluiditatea reacției este atât de mică încât pentru a crea un număr semnificativ de produși de reacție este nevoie de mult timp și o sută de ani.
Fluiditatea reacției este modificată prin modificarea concentrației de substanțe care reacţionează într-o oră.
Concentrația este cantitatea dintr-o unitate. Când viteza reacției se modifică, concentrația este exprimată prin numărul de moli, care este egal cu 1 litru.
Este de imaginat ca, în cel mai devreme moment, concentrația oricăruia dintre discursurile care reacţionează a fost egală cu 2 moli pe 1 euși prin khvilina a devenit egal cu 1,8 moli pe 1 eu apoi s-a schimbat cu 0,2 moli. Modificarea concentrației este indicată de faptul că, cu cantitatea din acesta conținută în 1 litru, 0,2 moli au reacționat cu o întindere de lichid. De asemenea, amploarea schimbării concentrației poate fi o cantitate mică de vorbire care poate fi convertită într-o oră, astfel încât reacția să fie flexibilă. Pe această bază, viteza reacției este exprimată prin numărul de moli care pot fi amestecați într-o oră, crescând numărul la 1 litru. În acest caz, viteza reacției este de aproximativ 0,2 moli pe unitate. Fragmentele de vorbire reacţionează în cantităţi echivalente, viteza reacţiei poate fi judecată prin modificarea concentraţiei oricăreia dintre substanţele care reacţionează.
Fluiditatea reacției pielii depinde de natura substanțelor care reacționează, de concentrația acestora și de tipul condițiilor în care are loc reacția (temperatura, presiunea, prezența catalizatorilor).
Dependența fluidității reacției de concentrația speciilor care reacţionează este ușor de înțeles din considerente cinetice moleculare. Să ne uităm la reacția dintre două substanțe asemănătoare gazelor, amestecate la o anumită temperatură.
Moleculele de gaze, care se prăbușesc în direcții diferite datorită fluidității mari, tind inevitabil să se ciocnească unele cu altele. Interacțiunile dintre molecule, evident, pot avea loc dincolo de conexiunile lor; Cu toate acestea, pe măsură ce moleculele sunt combinate mai des, cu cât transformarea compușilor luați în alții noi este mai rapidă, cu atât reacția va fi mai fluidă. Frecvența de ardere a moleculelor depinde mai întâi de numărul acestora pe unitatea de volum, care depinde de concentrația de molecule care reacţionează.
Să nu credeți că conexiunile pielii între molecule trebuie să ducă la formarea de noi molecule. Teoria cinetică face posibilă calcularea câte cicluri pot apărea într-o oră, având în vedere concentrația și temperatura substanțelor care reacţionează; iar viteza de reacție măsurată experimental arată câte molecule sunt de fapt transformate în aceeași perioadă de timp. Numărul rămas este mai mic decât primul. Evident, printre molecule există o serie de „active”, adică cele care în acest moment sunt încărcate cu energie mare; Numai când astfel de molecule active sunt închise, are loc o interacțiune chimică, alte molecule se dispersează după închidere neschimbate. Chiar dacă nu ar fi fost posibil să se cunoască numărul de molecule active din piele, numărul absolut al acestora pe unitatea de volum și, prin urmare, numărul de tratamente eficiente care cresc odată cu creșterea concentrației, apoi creșterea și viteza de reacție.
Să încercăm acum să stabilim gradul de concentrare dintre fluiditatea reacției și concentrațiile substanțelor care reacţionează. În acest scop, să ne uităm la o reacție specifică, de exemplu, reacția de amestecare a apei cu iodură cu iod și apă:
H2 + J2 = 2HJ
Este acceptabil să amestecați volume egale de apă și vapori de iod într-un vas la o anumită temperatură și să stoarceți amestecul astfel încât concentrația de gaz din piele să ajungă la 0,1 mol/l.Începe reacția. Să te ia dracu pentru o grămadă de minți în secolul I. poate fi transformat în HJ la 0,0001 moli de H 2 și J 2, astfel încât fluiditatea reacției să fie egală cu 0,0001 moli în 1 ml. Cum să creșteți concentrația unuia dintre gaze, de exemplu apă, două, trei sau mai multe
de ori (introducerea unei cantități mari din acesta în același vas), evident, iar cantitatea de contact dintre moleculele de H 2 și J 2 într-o oră va crește de atâtea ori și, prin urmare, de câte ori crește viteza. sunt reacții între ei. Cu o creștere de o oră a concentrației ambelor gaze, una, poate, de două ori, iar cealaltă de cel puțin mai multe ori, viteza reacției va crește în orice moment și va deveni egală: 0,0001 2 4 = 0,0008 moli pe Khvilinu. În acest fel, ajungem la această concluzie:
Lichiditatea reacției chimice este proporțională cu concentrația substanțelor care reacţionează.
Această tabără foarte importantă a fost ridicată în 1867. doi savanți norvegieni - Guldber și Vaasi - au respins numele de legea lumii și legea masei.
Trecând la expresia matematică a legii acțiunii, reiese clar din cele mai simple reacții, în care, potrivit lui HJ, o moleculă a unei molecule interacționează cu o moleculă a alteia. Rămășițele dintre noi pot cita acum discursul care intră într-o reacție și ne putem imagina astfel de reacții la adepții noștri ignoranți.
A + B = C
Concentrațiile agentului de vorbire A și sunt indicate prin [A] și [B], iar fluiditatea reacției la aceste concentrații este exprimată prin v, omitabil: υ = K ∙ [A] ∙ [B]
de K - Coeficientul de proporționalitate - o valoare constantă pentru o reacție dată la o temperatură dată, numită constantă de fluiditate și caracterizează influxul naturii reactanților care reacționează la fluiditate în interacțiunea lor unul câte unul.
Dacă acceptăm din cele scrise mai sus, că [A] = 1 și [B] = 1, atunci
υ = K
Este clar că constanta de viteză este Viteza reacției este numeric mai mare dacă concentrația compușilor de reacție (sau aditivii acestora) este egală cu unu.
Un alt tip de virus este utilizat pentru viteza reacției, atunci când nu una, ci multe molecule ale unei anumite substanțe interacționează, de exemplu:
2A + B = D sau A + A + B = D
Pentru ca această interacțiune să aibă loc, poate exista o interacțiune simultană între două molecule A și o moleculă B. Analiza matematică arată că concentrația vorbirii A este responsabilă pentru cele două viteze de reacție evidente:
υ = Înainte∙ [A] ∙[A]∙[B]= K∙[A] 2 ∙ [B]
U zagalny vipadku, dacăTmoleculele vorbirii A reactioneaza instantaneu moleculele vorbirii, fluiditatea reacției arată astfel:
υ = Înainte∙ [A] T∙ S [V] p
Avans mucuri specifice Pentru a ilustra zicala:
H2+ J2 = 2HJ
υ = K[H 2 ] ∙ 2NO + Pro 2 = 2NU 2
υ = K 2 ∙ [Pro 2 ]
Fluiditatea oricărei reacții se schimbă inevitabil în timp, fragmentele de vorbire reciprocă dispar treptat și concentrațiile lor devin mai mici. Prin urmare, când se vorbește despre fluiditatea reacției, ei țin mereu cont de fluiditatea din acest moment, astfel încât multe cuvinte să cunoască transformarea, de parcă concentrațiile curente în acest moment ar fi stimulate individual pentru o perioadă lungă de timp. timp.
Toate componentele, datorită fluidității reacției datorită concentrației substanțelor care reacţionează, nu se răspândesc pe substanța solidă și iau parte la reacție. Deoarece solidele reacționează numai de la suprafață, atunci în acest caz lichiditatea reacției nu constă în concentrația volumetrică, ci în dimensiunea suprafeței solidului; Întrucât în reacție, gazele și substanțele dizolvate au aceeași soartă ca și substanțele solide, fluiditatea reacției (la o etapă dată de zdrobire a substanțelor solide) se modifică în funcție de concentrația de substanțe asemănătoare gazelor sau de dizolvarea discursurilor. De exemplu, fluiditatea reacției vugilei de munte
Z + O 2 = Z O 2
va fi proporțională cu concentrația de acid:
C + O2 = CO2
În practică, în lumea fluidității, reacția trebuie să fie adesea limitată de legile lumii. Aceasta înseamnă că un număr mare de reacții au loc într-un număr de etape, adică o serie de procese ulterioare mai simple se dezintegrează. Legea este corectă pentru această problemă a pielii
în jurul procesului elementar, dar nu a întregii reacții în ansamblu. Deci, de exemplu, reacția dintre acidul periodic HJO3 și acidul sulfuric H2SO3 este exprimată ca total
HJO3 + 3H2SO3 = HJ + 3H2SO4
Lichiditatea acestei reacții, atunci când se diminuează, nu crește proporțional cu cubul concentrației de H 2 SO 3, ci mai degrabă exact proporțional cu prima etapă, pentru a nu respecta legea fracției de masă. Este acceptabil, totuși, că reacția pare să se desfășoare în două etape, astfel încât HJO3 inițial să fie complet transformat în acid iodură HJO2
HJO 3 + H 2 SO 3 = HJO 2 + H 2 SO 4
și apoi HJO 2 interacționează rapid cu H 2 SO 3, creând HJ și H 2 SO 4:
HJO2 + 2H2SO3 = HJ + 2H2SO4
În acest caz, fluiditatea reacției este evitată, evident datorită fluidității primului proces, pas cu pas, deci, conform legii, creșterea este proporțională cu prima, și nu cu a treia etapă. de concentrație de H2SO3. (În realitate, această reacție este și mai complicată.)
Cercetările au stabilit că majoritatea reacțiilor cu gaze au loc într-o manieră complexă și sunt supuse legii de acțiune într-o formă simplă. Prin urmare, pe baza unui studiu chimic primar fără dezvoltarea efectivă a mecanismului de reacție, nu mai este posibil să se judece cu certitudine modul în care lichiditatea acestei reacții variază în funcție de concentrația ій.
Investigarea mecanismului reacțiilor chimice - principala cinetică chimică nutrițională - a fost dedicată cercetării omului de știință rus N. A. Shilov, care a studiat cinetica reacțiilor chimice la poporul rus și mecanismul m despre „legat de reacții”.
Ca două reacții cu un participant activ
(I) A + B→M și (II) A + C → N
Dacă celălalt merge mai repede decât celălalt, atunci aceste două reacții se numesc câștiguri. Discursul care ia parte la aceasta și la alte reacții se numește actor. Un discurs care reacționează direct la un actor se numește inductor, iar un discurs C care reacționează numai în prezența unui inductor se numește receptor.
Când au loc reacții, inductorul acționează similar catalizatorului, provocând o reacție care nu este așteptată. Apoi, separați cu grijă inductorul de catalizator: primul este consumat în timpul orei de reacție, iar celălalt nu.
Pe lângă concentrație, un alt factor important care determină viteza reacției este temperatura. S-a stabilit că atunci când temperatura pielii este crescută cu 10°, fluiditatea reacției crește de două până la trei ori. La temperaturi mai scăzute, fluiditatea reacției se modifică de mai multe ori. Numărul care arată de câte ori crește lichiditatea unei anumite reacții atunci când temperatura crește cu 10° se numește coeficient de temperatură al reacției.
Considerând că coeficientul de temperatură al reacției este egal, nu contează că, de exemplu, la 0° reacția se va termina citeste in 10 minute, apoi la 100 ° câștigat se va termina în 0,6 secunde.
De exemplu, reacția se va încheia la 100 ° 10 minute, la 0 °Au mai rămas aproape 7 zile pentru finalizare. Zvidsi și-a dat seama,există o mulțime de reacții care apar rapid la temperaturi ridicateexcursii, la temperaturi extreme, mergi complet pe masă,Ceea ce credem noi este că mirosul nu este detectat deloc (de exemplualinare, apa si apa acra).
Creșterea semnificativă a fluidității reacției la temperaturi ridicate nu poate fi explicată prin numărul crescut de interacțiuni între molecule. Conform teoriei cinetice, lichiditatea moleculelor crește proporțional cu rădăcina pătrată a temperaturii absolute, astfel încât lichiditatea reacției crește mai rapid. Este important de menționat că creșterile de temperatură nu duc doar la reacții mai frecvente, ci mai degrabă cresc numărul de reacții eficiente, care au ca rezultat interacțiuni chimice, astfel încât atunci există un număr mai mare de molecule active. Acest lucru poate fi explicat prin faptul că, odată cu creșterea temperaturii, moleculele devin mai puțin stabile și, prin urmare, mai susceptibile la o reacție chimică.
Aflați, în al treilea rând, ce influențează fluiditatea reacției este prezența catalizatorilor - substanțe care modifică fluiditatea reacției, dar după reacția în sine nu mai sunt nemodificate chimic și în aceeași cantitate ca înainte de reacție. Infuzia de catalizatori are ca rezultat o reacție mai rapidă. Unii catalizatori pot crește viteza reacției de 1000 sau de mai multe ori. Cel mai adesea, particulele fracționate servesc drept catalizatori.
Privind apa minți diferite Pentru viteza reacției, am analizat principiul principal al reacției care are loc în sisteme similare sau omogene (suma gazelor, distribuție). Reacțiile apar mult mai ușor în sisteme eterogene.
Un sistem eterogen se numește sistem care constă din două sau mai multe părți care își separă forțele fizice sau chimice și armarea pe aceeași suprafață.Aproximativ aceleași părți ale unui sistem eterogen sunt numite faze. De exemplu, gheața și aburul care există deasupra lor creează un sistem eterogen de trei faze: solid (gheață), rar () și asemănător gazului (apă).aburi); acidul și omisiunile părților sale metalice creează un sistem de două faze.
Într-un sistem eterogen, reacția este întotdeauna determinată desuprafața separării a două faze, deoarece aici sunt doar moleculeAcestea și alte faze curg împreună. De aceea
Creșterea reacțiilor eterogene nu se află doar la vedereavem anterior trei oficiali, și dimensiunea suprafeței dintre fazele de reacție. Orice suprafață mai mare va duce la o reacție mai fluidă. Deci, de exemplu, partea inferioară a vugilei, care se află pe suprafața mare, arde mult mai repede, partea inferioară a vugilei este pe suprafața mare; Descompunerea metalelor în acizi accelerează semnificativ atunci când sunt luate sub formă de pulberi etc. Un factor important care determină fluiditatea unei reacții eterogene, precum și difuzia, curge în orice parte a suprafeței noi porțiuni de discursuri reactive. Prin accelerarea individuală a procesului de difuzie prin agitare și amestecare, puteți crește semnificativ fluiditatea reacției.
Reacțiile chimice apar în diferite lichide. Activitățile lor se termină de obicei în mici fracțiuni de secundă, în timp ce altele au loc în săptămâni, ani, zile; Acestea sunt reacțiile care duc la curgerea unui mănunchi de roci. În plus, aceeași reacție poate avea loc rapid în unele cazuri, de exemplu, la temperaturi ridicate, și complet în altele, de exemplu, la temperaturi scăzute; În acest caz, intensitatea uneia și aceleiași reacții poate fi și mai mare.
Când se are în vedere fluiditatea unei reacții chimice, este necesar să se facă distincția între reacțiile care au loc într-un sistem omogen (reacții omogene) și reacțiile care au loc într-un sistem eterogen (reacții eterogene). reacții la foc).
VIZNACHENNYA
Sistemîn chimie se obişnuieşte să se numească vorbirea analizată sau totalitatea vorbirii. Al cărui sistem are un mijloc extern - vorbire care definește sistemul.
Sistemele omogene și eterogene sunt diferențiate. Omogen se numește sistem care constă dintr-o fază, eterogen- Un sistem care constă din mai multe faze. Fază se numește o parte a sistemului, întărită din alte părți de suprafața secțiunii, la trecerea prin trecerea puterii, acestea sunt înlocuite cu o bandă.
Cu ajutorul unui sistem omogen, este posibil să însumăm 9 toate gazele într-un menghin foarte înalt, unul într-unul, sau mai multe părți într-o unitate.
Ca o aplicație a sistemelor eterogene, pot fi create următoarele sisteme: apă cu gheață, violență cu asediu, vugilla și sirka în atmosfera vântului.
Deoarece reacția are loc într-un sistem omogen, este aceeași pentru toate sistemele. Dacă reacția are loc între reactanții care creează un sistem eterogen, atunci ea poate avea loc numai pe suprafața separării fazelor care creează sistemul. În legătură cu aceasta, fluiditatea unei reacții omogene și fluiditatea unei reacții eterogene sunt măsurate diferit.
VIZNACHENNYA
Fluiditatea reacției omogene se numește cantitatea de vorbire care intră într-o reacție sau este creată în timpul reacției într-o oră pe unitatea de volum a sistemului.
Fluiditatea reacției eterogene se numește cantitatea de substanță care intră într-o reacție sau se formează în timpul reacției într-o oră pe o suprafață plană a fazei.
Nemulțumirile și consecințele pot fi scrise în formă matematică. Introduceți denumirea: ? omogen - viteza de reacție într-un sistem omogen; υ h etero gen - viteza de reacție într-un sistem eterogen; n este numărul de moli ai oricăror substanțe care ies în timpul reacției; sistem V-obsyag; oră t; S este aria suprafeței fazei în care are loc reacția; Δ - semnul creșterii (Δn = n 2 -n 1; Δt = t 2 -t 1). Todi
υ omogen = Δn/(V×Δt);
υ eterogen = Δn/(S× Δt).
Prima dintre aceste comparații poate fi iertată. Raportul dintre cantitatea de vorbire (n) și volumul (V) al sistemului este concentrația molară (c) a vorbirii: c=n/V, semnele Δc=Δn/V și rezidual:
υ omogen = Δc / Δt.
CAPUL 1
| Zavdannya | Adunați formulele a doi oxizi de sare, astfel încât fracția de masă a sării din ei să fie de 77,8% și 70,0%. |
| Decizie |
Cunoaștem fracția de masă a oxizilor de cupru din piele: ? 1 (O) = 100% - ? 1 (Fe) = 100% - 77,8% = 22,2%; ω2 (O) = 100% - ω2 (Fe) = 100% - 70,0% = 30,0%. Este semnificativ câți moli de elemente sunt incluși în depozit pentru „x” (zalizo) și „y” (kisen). Todi, casa de rugăciune va arăta ca ritul viitor (sensul ceremoniilor masă atomică, preluat din Tabelul periodic D.I. Mendelev rotunjit la numere întregi): x:y = 1 (Fe) / Ar (Fe): 1 (O) / Ar (O); x: y = 77,8/56: 22,2/16; x:y = 1,39:1,39 = 1:1. Aceasta înseamnă că formula pentru primul oxid este FeO. x:y = 2 (Fe)/Ar(Fe): 2 (O)/Ar(O); x: y = 70/56: 30/16; x: y = 1,25: 1,875 = 1: 1,5 = 2: 3. Deci formula celuilalt oxid este Fe 2 O 3. |
| Vіdpovid | FeO, Fe2O3 |
CAPUL 2
| Zavdannya | Adunați formula cu apă, iod și acru, care sunt fracțiunile de masă ale elementelor: ω(H) = 2,2%, ω(I) = 55,7%, ω(O) = 42,1%. |
| Decizie | Fracția de masă a elementului X din molecula HX este acoperită de următoarea formulă: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Este semnificativ câți moli de elemente sunt incluși în depozit pentru „x” (apă), „y” (iod), „z” (kissen). Apoi planta de rugăciune va arăta ca ordinea curentă (valorile maselor atomice luate din Tabelul periodic al lui D.I. Mendelev, rotunjite la numere întregi): x:y:z = ω(H)/Ar(H) : ω(I)/Ar(I) : ω(O)/Ar(O); x: y: z = 2,2/1: 55,7/127: 42,1/16; x: y: z = 2,2: 0,44: 2,63 = 5: 1: 6. Deci formula este: apă, iod și kisnu matime viglyad H 5 IO 6 . |
| Vіdpovid | H5IO6 |
Viteza de reacție este indicată prin modificarea concentrației molare a unuia dintre compușii care reacţionează:
V = ± ((C 2 - C 1) / (t 2 - t 1)) = ± (DC / Dt)
Unde C 1 și C 2 sunt concentrațiile molare ale reactanților în momentul în care t 1 și t 2 sunt consecvente (semnul (+) înseamnă că lichiditatea este indicată de produsul de reacție, semnul (-) este indicat de rezultat reactant).
Reacțiile apar atunci când există molecule de molecule care reacţionează. Lichiditatea sa este determinată de puterea amestecului și de intensitatea a ceea ce duhoarea va duce la transformare. Numărul de reacții este determinat de concentrațiile compușilor care reacţionează, iar severitatea reacției este determinată de energia moleculelor care sunt combinate.
Funcționari care infuzează fluiditatea reacțiilor chimice.
1. Natura vorbirii reactive. Natura legăturilor chimice și a moleculelor de reactivi joacă un rol important. Reacțiile apar prin formarea directă a conjunctivelor minore și prin crearea vorbirii din conjunctive minore. Astfel, pentru ruperea vâscozităților în moleculele de H 2 și N 2 este necesară o energie mare; astfel de molecule sunt mai puțin reactive. Pentru ruperea legăturilor din moleculele foarte polare (HCl, H 2 O), este necesară mai puțină energie, iar fluiditatea reacției înseamnă substanțe. Reacțiile dintre ionii din diverși electroliți au loc practic mitalic.
Aplică-l
Fluorul reacționează cu apa la temperatura camerei, bromul reacționează cu apa chiar și atunci când este încălzit.
Oxidul de calciu reactioneaza energetic cu apa din caldura; oxidul de cupru nu reacţionează.
2. Concentrarea. Cu concentrații mai mari (numărul de particule pe unitate de volum), este mai probabil să se formeze moleculele substanțelor care reacţionează - fluiditatea reacției crește.
Legea lui chinnih mas (K. Guldberg, P. Waage, 1867)
Fluiditatea reacției chimice este direct proporțională cu concentrația compușilor care reacţionează.
AA + bB +. . . ®. . .
Constanta de fluiditate a reacției depinde de natura reactanților, de temperatură și de catalizator și poate să nu depindă de concentrația reactanților.
Modificarea fizică a constantei de fluiditate constă în faptul că există o reacție tradițională de fluiditate la aceleași concentrații ale substanțelor care reacționează.
Pentru reacțiile eterogene nu este inclusă concentrația fazei solide în fluiditatea reacției.
3. Temperatura. Când temperatura pielii este crescută cu 10°C, fluiditatea reacției crește de 2-4 ori (regula lui Van't Hoff). La temperaturi mai mari de la t 1 la t 2, modificarea fluidității reacției poate fi exprimată folosind următoarea formulă:
| |
|
(t 2 - t 1) / 10 |
| Vt 2 / Vt 1 | = g | |
(unde Vt 2 și Vt 1 - viteza de reacție la temperaturile t 2 și t 1 este consistentă; g este coeficientul de temperatură al reacției).
Regula lui Van't Hoff este valabilă doar într-un interval restrâns de temperatură. Mai precisă este afirmația lui Arrhenius:
de
A - stabil, care stă în natura discursurilor, care reacţionează;
R - presiunea universală a gazului;
Ea – energie de activare, atunci. energia cu care moleculele se lipesc astfel încât contactul să ducă la o reacție chimică.
Diagrama energetică a unei reacții chimice.
| Reacție exotermă | Reacție endotermă |
A – reactivi, B – complex de activare (tabăra de tranziție), C – produse.
Cu cât energia de activare Ea este mai mare, cu atât este mai mare creșterea fluidității reacției datorită temperaturii crescute.
4. Top dotika vorbirii reactive. Pentru sistemele eterogene (dacă reactanții apar în diferite instalații de agregate), cu cât suprafața este mai mare, cu atât reacția are loc mai rapid. Suprafața râurilor solide poate fi îmbogățită cu calea subdiviziunii lor, iar suprafața râurilor libere - cu calea diviziunii lor.
5. Cataliza. Discursurile care iau parte la reacții și le cresc fluiditatea, rămânând neschimbate până la sfârșitul reacției, se numesc catalizatori. Mecanismul de acțiune al catalizatorilor se datorează modificărilor energiei de activare a reacției pentru crearea reacțiilor intermediare. La cataliză omogenă reactivii si catalizatorul sunt instalati intr-o singura faza (sunt intr-o singura unitate), cand cataliză eterogenă- Diferite faze (apar în diferite mori de agregate). Este posibil să creșteți brusc progresul proceselor chimice neimportante într-un număr de reacții prin adăugarea unui agent inhibitor la reacție. cataliză negativă").
7.1. Reacții omogene și eterogene
Substanțele chimice pot fi prezente în diferite mori de agregate, caz în care acestea Putere chimicăÎn diferite țări însă, activitatea crește (ceea ce a fost arătat în ultima prelegere în legătură cu efectul termic al unei reacții chimice).
Să aruncăm o privire la diferite combinații de mori de agregate, care pot avea două tipuri A și B.
A (r.), B (r.) |
||||||||||||||||||||||||||||||
A (TV), B (TV) |
A (w.), B (tv.) |
a rade |
A(tv.), B(r.) |
A (f.), B (r.) |
||||||||||||||||||||||||||
a rade |
(Rozchin) |
|||||||||||||||||||||||||||||
eterogen |
eterogen |
eterogen |
omogen |
eterogen |
eterogen |
omogen |
||||||||||||||||||||||||
Hg(l) + HNO3 |
H2O + D2O |
Fe + O2 |
H2S + H2SO4 |
CO+O2 |
||||||||||||||||||||||||||
O fază este o regiune a unui sistem chimic în care toate puterile sistemului sunt fie staționare, fie se schimbă treptat de la un punct la altul. În plus, există faze între piele și gaz.
Se numește omogen sistem chimic, În care toate discursurile sunt în aceeași fază (în orice caz sau gaz). Dacă există faze, atunci sistemul este apelat
eterogen.
Este clar reactie chimica Se numește omogen deoarece reactanții sunt în aceeași fază. Dacă reactivii sunt prezenți în faze diferite, atunci reactie chimica se numește eterogen.
Indiferent de faptul că unele reacții chimice necesită contactul cu reactivi, se observă imediat o reacție omogenă în fiecare tip de vas de reacție, la fel cum are loc o reacție eterogenă la o interfață îngustă între faze - pe suprafața separării fazelor. Astfel, o reacție teoretic omogenă este mai probabil să fie mai puțin eterogenă.
În acest fel, mergem mai departe până când înțelegem Fluiditatea reacției chimice.
Fluiditatea reacției chimice. Legea lui Chinnih Mas. Fluxul chimic.
7.2. Lichiditatea reacției chimice
Ramura chimiei care combină fluiditatea și mecanismele reacțiilor chimice cu diviziunea chimiei fizice se numește cinetica chimică.
Viteza reacției chimice se numește modificarea cantității de vorbire pe oră într-un volum al sistemului care reacționează (pentru o reacție omogenă) sau pe o suprafață plană (pentru o reacție eterogenă).
În așa fel, așa cum am făcut eu |
sau zonă |
pe suprafaţa separării fazelor |
|||||||||
nu se modifică, atunci expresiile pentru viteza reacțiilor chimice pot arăta astfel: |
|||||||||||
hom o |
|||||||||||
Modificarea volumului vorbirii în sistem poate fi interpretată ca o modificare a concentrației vorbirii.
Este important ca reactivii din înregistrarea lichidității reacției chimice să primească semnul minus, deoarece concentrația reactivilor se modifică, iar lichiditatea reacției chimice este, prin urmare, o valoare pozitivă.
Evoluțiile ulterioare se bazează pe măsurători fizice simple, care se uită la reacția chimică ca rezultat al interacțiunii multor particule.
O reacție chimică elementară (sau simplă) care are loc într-o etapă se numește. Din cauza etapelor de calcificare, astfel de reacții se numesc reacții de pliere sau depozit sau reacții brute.
În 1867, pentru a descrie fluiditatea reacției chimice de protonare legea lui chinnih mas: lichiditatea reacţiei chimice elementare este proporţională cu concentraţiile compuşilor care reacţionează la grade de coeficienţi stoichiometrici. n A + m B P,
A, B – reactanți, P – produse, n, m – coeficienți.
W = k [A] n m
Coeficientul k se numește constanta de fluiditate a unei reacții chimice,
caracterizează natura particulelor care interacționează și constă în concentrația particulelor.
Fluiditatea reacției chimice. Legea lui Chinnih Mas. Fluxul chimic. Se numesc mărimile n și m ordinea de reacție în funcție de vorbireȘi că B este evident și
Această sumă (n + m) – ordinea de reacție.
Pentru reacțiile elementare, ordinea de reacție poate fi 1, 2 sau 3.
Reacțiile elementare de ordinul 1 se numesc monomoleculare, cu ordinul 2 - bimoleculare, cu ordinul 3 - trimoleculare pentru numărul de molecule care iau parte. Reacțiile elementare de ordinul trei sunt necunoscute - evoluțiile arată că, în același timp, există o reacție puternică a mai multor molecule la un moment dat.
O reacție complexă constă dintr-o succesiune de reacții elementare, a căror fluiditate poate fi exprimată prin fluiditatea etapelor înconjurătoare ale reacției. Prin urmare, pentru reacțiile complexe, ordinea poate fi fie fracțională, fie zero (ordinea de reacție zero se referă la cele în care reacția se desfășoară cu fluiditate constantă și nu se află în concentrația particulelor care reacţionează W = k).
Cea mai avansată etapă a procesului de pliere se numește stadiul de limitare (etapa de limitare extrem de mare).
Să știți că prin cinematograf au trecut o mulțime de molecule, iar la intrare este un controler care verifică numărul de molecule ale pielii. Deci la ușa cinematografului este un flux de vorbire, iar moleculele pătrund rând pe rând în sala cinematografului. Este destul.
Aplicații ale reacțiilor elementare de ordinul întâi în procesul de dezintegrare termică sau radioactivă, aparent, constanta de lichiditate k caracterizează fie posibilitatea de descompunere a unei legături chimice, fie posibilitatea dezintegrarii într-o oră.
Există o mulțime de aplicații ale reacțiilor elementare de alt ordin - cel mai important mod pentru noi de a depăși reacția este că partea A a zburat în partea B, părea că s-a transformat și ce s-a întâmplat acolo (rețineți că produsele sunt teoretic deloc nu turnați - tot respectul) este atașat numai părților care reacţionează ).
Cu toate acestea, există puține reacții elementare de ordinul al treilea și este rar ca cele trei părți să se unească simultan.
Ca o ilustrare a puterii aparente transferate a cineticii chimice.
Fluiditatea reacției chimice. Legea lui Chinnih Mas. Fluxul chimic.
Zelul cinetic pentru primul ordin
(Material suplimentar ilustrativ)
Să considerăm o reacție omogenă de ordinul întâi, a cărei constantă de lichiditate este egală cu k, iar concentrația de rășină A este egală cu [A]0.
d [A] |
Datorită fluidității ridicate a reacției chimice omogene, |
|||||||||||||||||
K [A] |
modificați concentrația într-o oră. O dată discursul A – |
|||||||||||||||||
reactiv, pune semnul minus. |
||||||||||||||||||
Acest tip de egalitate se numește diferențial |
||||||||||||||||||
d [A] |
pokhidna) |
|||||||||||||||||
[A] |
Pentru yogo virіshennya partea stângă a valorii transferabile |
|||||||||||||||||
concentrare și momentul potrivit. |
||||||||||||||||||
Deoarece cele două funcții sunt egale, funcțiile în sine |
||||||||||||||||||
Cei vinovați sunt tratați puțin mai mult, mai puțin constant. |
||||||||||||||||||
Pentru cele mai bune rezultate, luați integrala din partea stângă |
||||||||||||||||||
concentrare) și partea dreaptă (pe oră). Nu bolborosi |
||||||||||||||||||
ln[A] = −kt + C |
ascultători, să vorbim despre asta. |
|||||||||||||||||
Pictograma ln – logaritm natural, adică. numărul b, de asemenea |
||||||||||||||||||
= [A], e = 2,71828 ... |
||||||||||||||||||
ln [A] - ln [A] 0 = - kt |
Pentru a găsi constanta C din mințile cob: |
|||||||||||||||||
la t = 0 concentrația de cob este mai mare decât [A]0 |
||||||||||||||||||
[A] |
logaritmul timpilor - |
Aceasta este etapa numărului, vikorystvom puterea etapelor |
||||||||||||||||
[A]0 |
e a− b = |
|||||||||||||||||
Acum să scăpăm de logaritmul inacceptabil (div. |
||||||||||||||||||
logaritm pentru încă 6-7 rânduri), |
data este cunoscuta |
|||||||||||||||||
la treptele din stânga este o nivelă iar pe partea dreaptă este o nivelă. |
||||||||||||||||||
[A] |
E−kt |
Înmulțiți cu [A]0 |
||||||||||||||||
[A]0 |
||||||||||||||||||
Cinetică egală cu primul fret. |
||||||||||||||||||
[ A ] = [ A ]0 × e − kt |
Pe stand |
a eliminat egalizarea cinetică a primei |
||||||||||||||||
bine poate |
neasigurabil |
concentrarea vorbirii |
||||||||||||||||
oricand |
||||||||||||||||||
În scopul cursului nostru Danemarca Visnovok să fie de natură informativă, pentru a vă demonstra funcționarea aparatului matematic înainte de desfășurarea reacției chimice. Ei bine, un chimist competent nu poate cunoaște matematică. Citiți matematica!
Fluiditatea reacției chimice. Legea lui Chinnih Mas. Fluxul chimic. Graficul concentrației de reactivi și produse de-a lungul timpului poate fi descris clar la momentul curent (în aplicarea unei reacții ireversibile de ordinul întâi)
Oficiali care se bazează pe viteza reacției
1. Natura vorbirii reactive
De exemplu, fluiditatea reacției următorilor compuși: H2 SO4, CH3 COOH, H2 S, CH3 OH – cu ion hidroxid este important de luat în considerare legătura H-O. Pentru a evalua valoarea acestei legături, puteți evalua cantitatea de sarcină pozitivă pe atomul de apă: cu cât sarcina este mai mare, cu atât reacția este mai ușoară.
2. Temperatura
Dovezile vii ne spun că fluiditatea reacției depinde de temperatură și crește odată cu creșterea temperaturii. De exemplu, procesul de acrire a laptelui se desfășoară de obicei la temperatura camerei, mai degrabă decât în frigider.
Zvernemosya la viraza matematică a legii masei.
W = k [A] n m
Așa cum partea stângă a acestui virus (viteza reacției) depinde de temperatură, atunci partea dreaptă a virusului depinde și de temperatură. La această concentrație, este clar că nu rămâne la o temperatură: de exemplu, laptele își păstrează conținutul de grăsime de 2,5% atât în frigider, cât și la temperatura camerei. Deci, așa cum spunea Sherlock Holmes, decizia a fost pierdută și suntem siguri, oricât de surprinzătoare ar fi fost: temperatura determină constanta de fluiditate!
Fluiditatea reacției chimice. Legea lui Chinnih Mas. Fluxul chimic. Dependența constantei de fluiditate a reacției de temperatură este exprimată sub forma ecuației Arrhenius:
− E a
k = k0 e RT ,
in care
R = 8,314 J mol-1 K-1 - constanta universală a gazului,
E a – energia de activare a reacției (div. inferioară), care este importantă mental indiferent de temperatură;
k 0 este multiplicatorul supraexponențial (multiplicatorul care stă înaintea exponentului e), a cărui valoare poate să nu depindă de temperatură și este determinată, în primul rând, de ordinea reacției.
Astfel, valoarea lui k0 devine aproximativ 1013 s-1 pentru reacția de ordinul întâi, 10 -10 l mol-1 s-1 pentru reacția de celălalt ordin,
pentru o reacție de ordinul trei - 10 -33 l2 mol-2 s-1. Nu este necesar să memorați aceste valori.
Valorile exacte ale reacției pielii k0 sunt determinate experimental.
Conceptul de energie de activare devine la fel de clar ca un copil mic. De fapt, energia de activare este energia de care mama părții care reacţionează este responsabilă pentru ca reacția să aibă loc.
Când încălzim sistemul, energia particulelor se mișcă (graficul punctat), în timp ce faza de tranziție (≠) se pierde în mare măsură. Diferența de energie dintre starea de tranziție și reactanți (energia de activare) se scurtează, iar fluiditatea reacției crește până la nivelul lui Arrhenius.
Fluiditatea reacției chimice. Legea lui Chinnih Mas. Fluxul chimic. Crema de Arrhenius, bazată pe teoria lui Van't Hoff, ca
caracterizează gradul de fluiditate al reacției în funcție de temperatură folosind coeficientul de temperatură:
Coeficientul de temperatură arată de câte ori crește fluiditatea unei reacții chimice când temperatura se modifică cu 10o.
Rivne lui Van't Hoff:
T 2 − T 1
W (T 2 ) = W (T 1 ) × γ 10
Asigurați-vă că coeficientul este în intervalul de la 2 la 4. Din acest motiv, chimia interferează adesea cu vecinii, astfel încât o creștere a temperaturii cu 20° duce la o creștere a fluidității reacției cu un ordin de mărime (care este de 10 ori c).
VIZNACHENNYA
Cinetica chimică– mai multe despre fluiditate și mecanismele reacțiilor chimice.
Testarea fluidității reacției, extragerea datelor despre agenții care adaugă fluiditate reacției chimice și dezvoltarea mecanismelor reacțiilor chimice care să funcționeze experimental.
VIZNACHENNYA
Lichiditatea reacției chimice- Modificarea concentrației uneia dintre substanțele sau produșii de reacție în reacție într-o oră, menținând o atenție constantă la sistem.
Fluiditatea unei reacții omogene și eterogene se măsoară diferit.
Viteza unei reacții chimice poate fi scrisă în formă matematică. Nehai – lichiditatea unei reacții chimice într-un sistem omogen, n B – numărul de substanțe asemănătoare mol care ies în timpul reacției, V – totalitatea sistemului, – oră. Todi între ele:
Procesul poate fi simplificat - cantitatea de vorbire este ajustată la concentrația molară a vorbirii n B / V = c B , semnele dn B / V = dc B și restul:
În realitate, concentrațiile unuia sau mai multor discursuri variază într-o perioadă de o oră. Concentrațiile produselor de ieșire se modifică treptat, iar concentrațiile produselor cresc (Fig. 1).
Mic 1. Modificarea concentrației vorbirii de ieșire (a) și a produsului de reacție (b) în timp
Factorii care influențează viteza unei reacții chimice includ: natura reactanților, concentrația acestora, temperatura, prezența catalizatorilor în sistem, presiunea și volumul (în fază gazoasă).
Odată cu afluxul concentrației asupra lichidității reacției chimice a compușilor, legea de bază a cineticii chimice este legea substanțelor active (LAM): lichiditatea reacției chimice este direct proporțională cu concentrația substanțelor care reacţionează ovin, găsită. în stadiul coeficienţilor lor stoichiometrici. ZDM nu influențează concentrația de fluor în faza solidă în sisteme eterogene.
Pentru reacția mA +nB = pC +qD expresia matematică a ZDM se scrie:
K × C A m × C B n
K × [A] m × [B] n,
unde k este constanta de lichiditate a reacției chimice, care este lichiditatea reacției chimice la o concentrație a substanțelor care reacţionează de 1 mol/l. Având în vedere viteza reacției chimice, nu depindeți de concentrația substanțelor care reacționează. Cu cât k este mai mare, cu atât reacția are loc mai rapid.
Gradul de fluiditate al reacției chimice de temperatură este determinat de regula lui Van't Hoff. Regula lui Van't Hoff: la o temperatură crescută a pielii de zece grade de fluiditate, intensitatea reacțiilor chimice crește de aproximativ 2 - 4 ori. Viraz matematic:
(T 2) = (T 1) × (T2-T1)/10,
de - coeficientul de temperatură Van't Hoff, care arată de câte ori crește fluiditatea reacției atunci când temperatura crește cu 10 o C.
Molecularitatea unei reacții este determinată de numărul minim de molecule care interacționează simultan (care participă la actul elementar). Divide:
- reacții monomoleculare (reacțiile cap la cap pot fi desfășurate)
N2O5 = 2NO2 + 1/2O2
K × C, -dC/dt = kC
Prote, în toate cazurile, reacțiile sunt ordonate după cele monomoleculare.
- Bimolecular
CH 3 COOH + C 2 H 5 OH = CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O
K × C 1 × C 2 -dC/dt = k × C 1 × C 2
- Trimoleculare (devin foarte rare).
Molecularitatea reacției este determinată de mecanismul său de acțiune. După înregistrarea reacției, nu este posibilă determinarea moleculară a acesteia.
Ordinea reacției este determinată de tipul de reacție cinetică. Acestea sunt aceleași cantități ca și nivelurile de concentrație afișate în fiecare comparație. De exemplu:
CaCO3 = CaO + CO2
K × C 1 2 × C 2 – ordinul trei
Ordinea reacției poate fi filmată. Uneori se determină experimental. Dacă reacția se desfășoară într-o etapă, atunci ordinea reacției și molecularitatea ei sunt reduse, dacă în mai multe etape, atunci ordinea este determinată de cea mai înaltă etapă și cea mai mare molecularitate a acesteia.
CAPUL 1
| Zavdannya | Reacția se desfășoară la nivelul 2A + B = 4C. Concentrația Pochatkova a vorbirii A este de 0,15 mol/l, iar după 20 de secunde – 0,12 mol/l. Calculați viteza medie a reacției. |
| Decizie | Să scriem formula pentru calcularea fluidității medii a unei reacții chimice:
|
