ХИМИЧНА КИНЕТИКА I
Химическата кинетика е твърдение за скоростта на протичане на химичните процеси. Къс депозитоснови на химичната кинетика и да стане ръководител на катедрата.
Vivchennya khіmіchnіh reaktsіy pokaєє scho може да protіkat s arguably raznimi svidkost. Понякога реакцията е, че настилката е бърза, така че можете да вземете ръкавица; така например има много реакции между соли, киселини и основи, които се случват във водата, или реакции, които наричаме вибухи. В други ситуации, от друга страна, скоростта на реакцията е толкова малка, че за приемането на малко количество продукти в реакцията са били необходими b скали и един век.
Скоростта на реакцията се намалява от промяната в концентрацията на речите, които реагират за един час.
Концентрацията се нарича брой единици obyagu. Когато vimіrі shvidkost реакция концентрации звук virazhayutsya от броя на моловете, shcho 1 литър.
Да приемем, че в момента на пеене на часа концентрацията на реагиращи речи е 2 мола на 1 л,и чрез пухчето стана равно на 1,8 мола на 1 л, tobto се променя с 0,2 mol. Промяната в концентрацията трябва да се отбележи за тези, че от количеството на това, сякаш е в 1 литър, 0,2 mol реагира с участък от whilin. Също така, големината на промяната в концентрацията може да бъде световното количество реч, което трябва да се промени за един час, така че световната бързина на реакцията. На тази база скоростта на реакцията се изразява с броя молове, които се сменят за един час, като броят е до 1 литър. В този случай скоростта на реакцията е повече от 0,2 mol на перо. Парчетата на речта реагират в еквивалентни количества, скоростта на реакцията може да се съди по промените в концентрацията на всяка от реагиращите речи.
Тежестта на кожната реакция зависи от естеството на реагиращите реховини, въз основа на тяхната концентрация и видовете умове, в които протичат реакциите (температура, налягане, наличие на катализатори).
Лесно е да се разбере появата на ликвидността на реакцията по отношение на концентрацията на реагиращите речи, въз основа на молекулярно-кинетични възгледи. Нека да го разгледаме като пример за реакция между две газови струи, смесени при позната обсязия при пееща температура.
Молекулите на газовете, които се свиват в различни посоки от достигането на голямата шведска плътност, неизбежно могат да се сблъскат една с друга. Взаимодействията между молекулите, очевидно, могат да се видят само за техните затваряния; Също така, колкото по-често се разбъркват молекулите, колкото повече време преминава трансформацията на взетите речи в нови, толкова повече ще се вмести промяната на реакцията. Честотата е блокирането на молекулите на първия за всички депозити в броя на техните единици обем, така че под формата на концентрация на речи, които реагират.
Не е необходимо да мислите, че кожата е затворена между молекулите чрез свързването на езика до създаването на нови молекули. Кинетичната теория ви позволява да изчислите колко пъти можете да се забиете за един час при дадени концентрации и температури на реагиращи речи; И експериментално, определянето на течливостта на реакцията показва колко молекули наистина се трансформират в рамките на един час. Останалото число изглежда по-малко от първото. Очевидно сред молекулите има няколко „активни“, т.е. те имат повече енергия в момента на затваряне; Само когато такива активни молекули са затворени и възникват химични взаимодействия, други молекули се отделят, след като затварянето е неизбежно. Въпреки това, броят на активните молекули в кожата не се вижда, абсолютният брой на активните молекули в единица обем, както и броят на ефективното zitkne, се увеличават с увеличаването на концентрацията и следователно увеличаването на бързината на реакцията.
Нека сега се опитаме да установим количеството отлагания между остротата на реакцията и концентрацията на реагиращите речи. За кого можем да разгледаме конкретна реакция, например реакцията на разтвора на йодна вода с йод и вода:
H 2 + J 2 = 2HJ
Да приемем, че сме смесили в съда при текущата температура равен обем вода и йодни пари и сме изцедили сумата, така че концентрацията на кожен газ да достигне 0,1 мол/л.Започва реакция. Хайде за тези умове след 1 мин. необходимо е да се преобразува в HJ при 0,0001 молах Н2 и J2, така че скоростта на реакцията да е 0,0001 молах за 1 минута. Как да увеличим концентрацията на един от газовете, например вода, две, три чи чотири
рази (въвеждайки същото количество його в същия съд), очевидно, и количеството zіtknen между молекулите на H 2 и J 2 за един час ще се увеличи по стил и времена, а също и по стил на същото време , броят на реакциите между тях. С едночасово увеличение на концентрацията на двата газа на единия, да речем, два пъти, а другия - няколко пъти, скоростта на реакцията ще се увеличи вече в най-високите времена и ще стане равномерна: 0,0001 2 4 = 0,0008 молове на whilin. В този ранг стигаме до такава висновка:
Скоростта на химическата реакция е пропорционална на концентрацията на реагиращите речи.
Този по-важен лагер е издигнат през 1867 г. две норвежки vchenimi - Gouldber и Vaazi и отне името на закона за масата или закона за масата.
Преминавайки към математическия закон на virase díí mas, почти най-простите реакции, в тези, като за развитието на HJ, една молекула на една и съща реч взаимодейства с една молекула на другата. Разпръсквайки ни наведнъж, по-малко реч, отколкото да влезем в реакция, можем да изобразим такива реакции на диви равни
A + B = C
Значението на концентрацията на речта A и очевидно е чрез [A] и [B], а скоростта на реакцията при дадени концентрации през v, вземете: υ \u003d K ∙ [A] ∙ [V]
де К - Коефициент на пропорционалност - константа за дадена реакция при дадена температура, стойността се нарича константа на последователност и характеризира влиянието на характера на реагиращите речи върху последователността на тяхната взаимна модалност един по един.
Как да вземем от написаното по-равно, че [A] \u003d 1, че [B] \u003d 1, тогава
υ = К
Можете да видите, че константата на скоростта е числено увеличаване на скоростта на реакцията, ако концентрацията на реагиращите речи (или тяхната продукция) е равна на единица.
Друг тип вирусаза може да се използва за бързи реакции, ако не една, а няколко молекули, като реч, влизат във взаимодействие, например:
2A + B = D или A + A + B = D
За да се осъществи това взаимодействие, две молекули A и една молекула B могат да бъдат затворени за една нощ.
υ = Преди∙ [A] ∙[A]∙[B]= K∙[A] 2 ∙ [V]
При до див замах, акоTречеви молекулиА реагирайте незабавно на молекули на речта, равна на скоростта на реакцията, може да изглежда:
υ = Преди∙ [A] T∙ S [B] p
Хайде конкретни примериилюстрирайте казаното:
Н 2+ J 2 \u003d 2HJ
υ = К[H 2] ∙ 2NO + Pro 2 = 2НЕ 2
υ = К 2 ∙ [Pro 2]
Скоростта на всяка реакция се променя безотказно с часовете, парчетата от взаимната реч постепенно се петнят и концентрацията им намалява. Ето защо, говорейки за бързината на реакцията, винаги трябва да мислите за бързината на реакцията в даден момент, така че много реч, сякаш е известно, че се пресъздава, сякаш е истина в дадения момент концентрацията се повишаваше част по част чрез удължаване на интервала на пеене с един час.
Всички мустаци, поради упадъка на сухотата на реакцията поради концентрацията на реагиращите речи, не се разширяват върху твърдата реч, така че те поемат съдбата на реакцията. Така че, тъй като твърдата реч реагира само с повърхността, тогава в този случай степента на реакция се отлага не по отношение на обемната концентрация, а по отношение на големината на повърхността на твърдата реч; Следователно, в реакцията редът, с газове и различни речи, има същата съдба като твърдите речи, скоростта на реакцията (при дадена степен на смачкване на твърдите речи) се променя само в угарите на концентрациите на газоподобни и различни речи. Например бързината на реакцията на планинската вугиля
Z + O 2 \u003d Z O 2
да бъде пропорционална на концентрацията на киселото:
C + O 2 = CO 2
На практика, когато vimir shvidkost реакции често довеждат zustrichatsya z vídhilennymi víd закон dі mas. Оценяваме, че много реакции се случват на няколко етапа, т.е. много последващи по-прости процеси се разпадат. Законът di mas е справедлив при tsimu vipadku за кожата
okremy елементарен процес, но не всички реакции като цяло. Така например реакцията между йодната киселина HJO3 и сярната киселина H 2 SO 3 се изразява в общо равно
HJO 3 + 3H 2 SO 3 \u003d HJ + 3H 2 SO 4
Svidkіst tsієї reaktsії vіdpovіdno to vіmіryuvan zrostaє не пропорционално на куба на концентрацията H 2 SO 3 , но може да бъде точно пропорционално на нейната първа стъпка, така че не можете да superechit закона за di маса. Приемливо е обаче реакцията, която се вижда, да протича на два етапа по такъв начин, че HJO 3 се превръща в йодидна киселина HJO 2 за равно
HJO 3 + H 2 SO 3 \u003d HJO 2 + H 2 SO 4
и тогава HJO 2 вече е взаимно съвместим с H 2 SO 3 и HJ и H 2 SO 4:
HJO 2 + 2H 2 SO 3 \u003d HJ + 2H 2 SO 4
В такъв случай степента на реакцията вероятно ще се дължи на степента на първия правилен процес, така че според закона за масата тя се дължи на нарастването пропорционално на първия, а не на третия етап на концентрация на H 2 SO 3. (Всъщност реакцията протича по-плавно.)
Съответно е установено, че по-голямата част от газовите реакции протичат по-плавно и следват закона за масата в прости форми. Ето защо, на базата на изключително химично ниво без динамична ферментация, реакционният механизъм не може да се прецени перфектно за тези, как да се промени скоростта на реакцията при слаба концентрация.
Обяснението на механизма на химичните реакции - основният източник на химичната кинетика - се приписва на изследванията на руския учен Н. А. Шилов, който след изучаване на кинетиката на химичните реакции в различни области разработи механизма на "появата на реакции ".
Една от двете реакции с един спящ участник
(I) A + B → M и (II) A + C → N
ако имате един приятел по-малко за надминаване на първия, тогава такива две реакции се наричат успешни. Речта, която участва в тази и други реакции, се нарича актьор. Речта, която директно реагира с актьора, се нарича индуктор, а речта С, която реагира с А само в присъствието на индуктор, се нарича a to ceptor.
В случай на реакции, индукторът действа подобно на катализатора, като вибрира реакцията, тъй като не се появява в йога. Следвайте, защитавайте, ясно инспектирайте индуктора като катализатор: първият се проверява за първия час на реакцията, а другият не.
Концентрацията на крема, друг важен фактор, който определя скоростта на реакцията, е температурата. По официален път е установено, че при повишаване на температурата на кожата до 10°С реакцията се усилва два до три пъти. При понижаване на температурата се променя бързината на реакцията на стелката. Числото, което показва скоростта на нарастване на скоростта на дадена реакция, когато температурата се повиши с 10°, се нарича температурен коефициент на реакцията.
Приемайки температурния коефициент на реакцията, равен на две, няма значение да я отворите, така че, например, при 0 ° реакцията ще приключипрочетете в 10 мин., след това при 100 ° победи ще приключи вече 0,6 сек.
Сега, реакцията, която завършва при 100 ° 10 минути, при 0 °wimagatime за завършването му е близо 7 дни. Zvídsi разбра,които са богати на реакции, които протичат бързо при високи температуриобиколки, при zvichaynіy температура отиват platílki povіlno,какво получаваме, каква воня на zovsim не излиза (напримерUtvorennya води от вода и кисел).
Значителното увеличаване на скоростта на реакцията при повишени температури не може да се обясни с увеличаването на броя на затварянията между молекулите. Според кинетичната теория скоростта на молекулите расте пропорционално на корен квадратен от абсолютната температура, докато скоростта на реакцията нараства по-богато. Трябва да се има предвид, че температурните промени не само водят до по-чест обратен хладник, но и увеличават броя на ефективните обратни хладници, в резултат на което възникват химични взаимодействия, като по този начин се повишава активността на активните молекули. Възможно е обаче да се обясни, че с повишаването на температурата молекулите стават по-малко стабилни и следователно по-устойчиви на химическа реакция.
Нарешти, третият служител, който добавя към скоростта на реакцията, наличието на катализатори - речи, които променят скоростта на реакцията, но след самата реакция те стават химически непроменени и в същото количество, до реакцията . Звук на притока на катализатори, за да се види в ускорена реакция. Всеки друг катализатор може да увеличи скоростта на реакцията 1000 и повече пъти. В повечето случаи катализаторите служат като малки фрагменти.
Гледайки инфузията различни умовепо скоростта на реакциите избрахме основния ранг на реакция, който протича в хомогенни или хомогенни системи (сумарни газове, разлики). В хетерогенните системи протичат значително по-сложни реакции.
Една система се нарича хетерогенна, която е съставена от две или повече декални части, които се контролират за техните физически или химически сили и една и една повърхност са разделени.Окремите хомогенни части на хетерогенна система се наричат нейните фази. Например ледът и парата, които са над тях, създават хетерогенна система от три фази: твърда (олово), рядка () и газоподобна (вода)пара); киселина и пропуски в някои парчета метал уреждат системата от две фази просто.
В хетерогенна система реакцията винаги зависи отповърхността е разделена на две фази, защото тук има само молекулитези други фази се слепват. За това око-
нарастваща хетерогенна реакцияни по-рано три chinnikiv, и th víd стойност на повърхността zіknennya между реагиращите фази. Независимо дали е zbіlshennya surfіnі да доведе до zbіlshennya swidkosti реакция. Така, например, podrіbnené vugіllya, scho volodіê голяма повърхност, изгаря богато swidshe, по-ниска vugіllya при голямата shmatkah; Отделянето на метали в киселини се ускорява значително, както при гледане на прахове и т.н. Важен фактор, който влияе върху бързината на хетерогенната реакция, е и дифузията, тъй като люспите на повърхността разпространяват нови порции реактивни вещества. Парче по парче, ускорявайки процеса на дифузия между strushuvannyam и смесване, можете значително да увеличите скоростта на реакцията.
Химическите реакции протичат през различни гладкости. Deyakí їkh povnístyu ще приключи за няколко части от секундата, а останалото ще бъде завършено в рамките на време, години, дни; Vіdomі реакции, scho vymagayut svogo protіkannya kіlka rokіv. Освен това самата тази реакция може да бъде в някои умове, например при повишени температури, тя протича гладко, а в други, например, когато е студено, тя е правилна; с помощта на които можете да видите swidkost една и съща реакция може да бъде още по-голяма.
Когато се разглежда естеството на химическата реакция, е необходимо да се прави разлика между реакциите, които протичат в хомогенна система (хомогенни реакции), и реакциите, които протичат в хетерогенна система (хетерогенни реакции).
ОБОЗНАЧАВАНЕ
системав химията е обичайно да се нарича устна реч или колекция от речи. В тази система има ясно изразен среден път – речи, които ще отчуждят системата.
Разграничаване на хомогенни и разнородни системи. хомогененсистемата се нарича, която се състои от една фаза, разнородни- Система, която се състои от декални фази. фазачаст от системата се нарича, част от системата се изгражда от други части на повърхностното разделение и в часа на прехода през як на властта те се сменят от stribkom.
Задникът на хомогенна система може да бъде газова сума от 9 всички газове, с не повече от високо порок, те могат да бъдат разделени един в един) или декал от думи в един търговец на дребно.
Като пример за хетерогенни системи могат да се въведат следните системи: вода с лед, голям брой пукнатини с обсада, вода и въздух отново в атмосферата.
Тъй като реакцията протича в хомогенна система, това не е така за цялата система. Ако реакцията протича между кухините, което създава хетерогенна система, тогава тя може да премине само на повърхността на разделянето на фазите, което установява системата. Във връзка с cym, гъвкавостта на хомогенна реакция и гъвкавостта на хетерогенна реакция варират по различни начини.
ОБОЗНАЧАВАНЕ
Shvidkistyu хомогенна реакциясе нарича количество реч, което влиза в реакция или се утаява по време на реакцията за един час в един обем на системата.
Shvidkistyu хетерогенна реакциясе нарича количество реч, което влиза в реакция или се утаява по време на реакцията за един час върху една област от повърхностната фаза.
Нарушенията могат да бъдат записани в математическа форма. Нека въведем обозначението: ? хомогенна - бързина на реакция в хомогенна система; υ h етероген - бързина на реакция в хетерогенна система; n е броят молове от някакъв вид реч, която излиза по време на реакцията; V-компресия на системата; t-час; S - площ на повърхностната фаза, депродуцираща реакция; Δ е знакът на увеличението (Δn \u003d n 2 -n 1; Δt \u003d t 2 -t 1). Тоди
υ хомогенен = Δn/(V×Δt);
υ хетероген = Δn/(S× Δt).
На първо място, можете да простите. Съотношението на количеството реч (n) към обема (V) на системата е моларна концентрация (c) на речта: c=n/V, звезди Δc=Δn/V и остатък:
υ хомогенен = ∆c / ∆t.
ДУПЕ 1
| мениджър | Сгънете формулите на два оксида на хола, например масовите фракции на хола в тях са 77,8% и 70,0%. |
| Решение |
Ние знаем масовата част в дермалните оксиди midi: ? 1 (O) \u003d 100% -? 1 (Fe) = 100% - 77,8% = 22,2%; ω 2 (O) = 100% - ω 2 (Fe) = 100% - 70,0% = 30,0%. Показателно е броят на моловете елементи, които влизат в склада за "x" (zalizo) и "y" (kysen). Тоди, настройката за молитва ще изглежда като предстоящ ранг (значения на атомна маса, взет от периодичната таблица D.I. Менделиев закръглено до цели числа): 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. Така че формулата на първия оксид на пода изглежда като 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. Така че формулата за друг оксид на пода изглежда като Fe 2 O 3. |
| Vidpovid | FeO, Fe 2 O 3 |
ДУПЕ 2
| мениджър | Сгънете формулата наполовина вода, йод и кисело, като масови дялове на елементите в тях: ω(H) = 2,2%, ω(I) = 55,7%, ω(O) = 42,1%. |
| Решение | Масовата част на елемента X в молекулярния склад HX се разпределя по следната формула: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Показателно е броят на моловете елементи, които влизат в склада наполовина за "x" (вода), "y" (йод), "z" (kysen). Тогава настройката на мола ще изглежда като предстоящ ранг (стойностите на видимите атомни маси, взети от периодичната таблица на Д. И. Менделев, ще бъдат закръглени до цели числа): 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. Така че формулата е наполовина вода, йод и кисел матиме изглеждаше като H 5 IO 6. |
| Vidpovid | H5IO6 |
Бързина на реакцияразлични моларни концентрации на една от реагиращите речи:
V \u003d ± ((C 2 - C 1) / (t 2 - t 1)) \u003d ± (DC / Dt)
De С 1 и С 2 - моларни концентрации на речи в момента на време t 1 и t 2 очевидно (знакът (+) - като правило се приписва на продукта на реакцията, знакът (-) - на реч).
Реакциите възникват, когато молекулите на речите, които реагират, са затворени. Її shvidkіst се определя от количеството zіtknіn и imovіrіnіst на това, което те внасят в трансформацията. Броят на искрите се определя от концентрациите на реагиращите речи, а реактивността на реакцията се определя от енергията на молекулите, които се сблъскват.
Длъжностни лица, които наливат swidk_st от химични реакции.
1. Естеството на реактивните речи. Голяма роля играят естеството на химичните връзки и естеството на молекулите на реагентите. Реакциите произтичат директно от колапса на по-малките връзки и възприемането на речи от по-малките връзки. По този начин, за развитието на връзки в H 2 и N 2 молекулите е необходима висока енергия; такива молекули са малко реактивоспособни. За развитието на връзки в силно полярни молекули (HCl, H 2 O) е необходима по-малко енергия и скоростта на реакцията е значителна. Реакциите между йони в различни електролити протичат практически mittevo.
Приложи
Реакцията на флуор с вода с вибрации за стайна температура, взаимодействието на бром с вода е правилно и при нагряване.
Калциевият оксид влиза в реакцията с вода енергийно, от топлина; миди оксид - не реагира.
2. Концентрация. С увеличаване на концентрацията (броя на частиците в единица обем) по-често се наблюдават молекулите на реактивните речи - скоростта на реакцията се увеличава.
Законът за заразените маси (K. Guldberg, P. Waage, 1867)
Скоростта на химическата реакция е право пропорционална на концентрацията на реагиращите речи.
AA+bB+. . . ®. . .
Скоростната константа на реакцията k зависи от природата на реагентите, температурата на катализатора, а не от стойността на концентрацията на реагентите.
Физическата разлика на константата на стабилност се определя от факта, че има по-стабилни реакции при същите концентрации на речи, които реагират.
За хетерогенни реакции концентрацията на твърдата фаза във виразите не е включена в скоростта на реакцията.
3. Температура. Когато температурата на кожата се повиши до 10°C, скоростта на реакцията се увеличава 2-4 пъти (правилото на Вант Хоф). С повишаване на температурата от t 1 до t 2 може да се развие промяна в твърдостта на реакцията, като се използва следната формула:
| |
|
(t 2 - t 1) / 10 |
| Vt 2 / Vt 1 | = ж | |
(de Vt 2 и Vt 1 - скоростта на реакцията при температури t 2 и t 1 е ясна; g е температурният коефициент на реакцията).
Правилото на Van't Hoff е по-ограничено до тесен температурен диапазон. По-точно е rívnyannya Arrhenius:
де
A - postyna, какво да депозирате в естеството на речите, какво да реагирате;
R - универсална бензиностанция;
Ea - енергия за активиране, tobto. енергия, която е по вина на майката, молекулите се слепват, така че затварянето води до химическа трансформация.
Енергийна диаграма на химична реакция.
| екзотермична реакция | Ендотермична реакция |
A - реагенти, B - активиращ комплекс (преходна станция), C - продукти.
Колкото по-голяма е енергията на активиране Ea, толкова по-голямо е увеличението на скоростта на реакцията с повишаване на температурата.
4. На върха на точката, реактивни речи. За хетерогенни системи (ако речите се обменят в различни агрегатни мелници), колкото по-голяма е повърхността на zitknennia, толкова повече протича реакцията. Повърхността на твърдите речи може да бъде релефна с път на тяхното детайлизиране, а речите на дребно - с път на тяхното изменение.
5. Катализатор. Речта, която участва в реакциите и увеличава тяхната скорост, завършвайки с неизбежните реакции, се наричат катализатори. Механизъм на разделяне на катализатори на взаимодействия с промени в енергията на активиране на реакцията за изпълнение на междинния сполук. При хомогенна катализареагентите и катализаторът образуват една фаза (rebuy в една агрегатна станция), с хетерогенна катализа- Различни фази (rebuy на различни мелници за агрегати). Rizko upovіlnіn nіkanіnіnіh khіmіchnіh khіmіchіkh protsesіv іn редица vipadkіv іn е възможно в допълнение към реакционната среда ingіbіtori. отрицателен катализатор").
7.1. Хомогенни и хетерогенни реакции
Химическите речи могат да се използват в различни агрегатни лагери, при които Химическа силав различни страни обаче се наблюдава протетна активност (която в миналите лекции беше показана от гледна точка на топлинния ефект на химична реакция).
Нека да разгледаме различни комбинации от агрегатни станции, които могат да имат две речеви линии A и B.
A (д.), B (д.) |
||||||||||||||||||||||||||||||
A (тв.), B (тв.) |
A (жена), B (телевизор) |
кудкудякане |
A (тв.), B (стр.) |
A (женски), B (къс) |
||||||||||||||||||||||||||
кудкудякане |
(Розчин) |
|||||||||||||||||||||||||||||
разнородни |
разнородни |
разнородни |
хомогенен |
разнородни |
разнородни |
хомогенен |
||||||||||||||||||||||||
Hg(l.) + HNO3 |
H2O + D2O |
Fe + O2 |
H2S + H2SO4 |
CO+O2 |
||||||||||||||||||||||||||
Фазата е областта на химическата система, в средата на която цялата мощност на системата е постоянна (обаче) или постоянно се променя от точка на точка. Окремите фази са дермални от твърди речи, освен това е необходимо да се установят фази и газове.
наречени хомогенни химическа система, В yakіy всички речи са в една и съща фаза (по едно и също време или газ). Що се отнася до фазите на kilka, тогава системата се нарича
разнородни.
Видно химическа реакциясе нарича хомогенен, тъй като реагентите са в една и съща фаза. Ако реагентите се сменят в различни фази, тогава химическа реакциянаречени разнородни.
Няма значение дали разбирате, че химическата реакция изисква контакт на реагенти, тогава хомогенна реакция ще настъпи едновременно в цялата точка, или преценете реакцията, но хетерогенна реакция ще настъпи на повърхността на фазите между двете . По този начин толкова теоретично хомогенна реакция става по-очевидна, по-малко хетерогенна.
В този ранг преминаваме, за да разберем скорост на химичната реакция.
Скоростта на химическата реакция. Законът на chinny mas. Химически ревностен.
7.2. Скорост на химичната реакция
Разделът на химията, който показва гъвкавостта и механизмите на химичните реакции, разделът на физическата химия се нарича химична кинетика.
Бърза химическа реакцияНарича се промяна на количеството реч на час в същия обем на системата, която реагира (за хомогенна реакция) или върху единична повърхност (за хетерогенна реакция).
В такъв ранг, сякаш обсяг |
или област |
повърхностно разделяне на фазите |
|||||||||
не променяйте, тогава вирази за скоростта на химичните реакции може да изглежда: |
|||||||||||
хом о |
|||||||||||
Промяната на количеството реч пред системата може да се тълкува като промяна на концентрацията на речта.
Показателно е, че броят на реагентите в записа за постоянството на химичната реакция е отбелязан със знак минус, концентрацията на реагентите се променя, а тежестта на химичната реакция е положителна.
Допълнителни висновки се основават на прости физически огледални изображения, сякаш разглеждат химическата реакция в резултат на взаимодействието на няколко частици.
Нарича се елементарна (или проста) химична реакция, която протича в един етап. Като етап на цаца, подобни реакции се наричат сгъваеми или складови, или груби реакции.
През 1867 г. за описание на последователността на химическата реакция на пропониране chinnyh mas закон: скоростта на елементарната химическа реакция е пропорционална на концентрациите на реагиращите речи в степени на стехиометричните коефициенти. n A + m B P,
A, B - реактиви, P - продукти, n, m - коефициенти.
W = k [A] n m
Коефициентът k се нарича константа на гъвкавостта на химическа реакция,
характеризират природата на интерфериращите частици и се определят в концентрацията на частиците.
Скоростта на химическата реакция. Законът на chinny mas. Химически ревностен. Стойностите n и m се наричат ред на реакция според речтаИ това Б е ясно, но
їхня сума (n + m) - ред на реакция.
За елементарни реакции редът на реакцията може да бъде 1, 2 и 3.
Елементарните реакции с порядък 1 се наричат мономолекулни, с порядък 2 - бимолекулни, с порядък 3 - тримолекулни за броя на молекулите, които участват. Няма елементарни реакции отвъд третия порядък - розетките показват, че едночасовото излъчване на някои молекули в една точка е над същото име.
Мащабите на сложна реакция се формират от последователността на елементарните реакции; Следователно, за реакциите на сгъване, редът може да бъде подобен, сред тях, подобен на изстрел или нула (нулевият ред на реакцията е да говорим за тези, че реакцията протича с постоянна течливост и не лъже поради концентрацията на частици на реагентите W = k).
Най-важният етап от процеса на сгъване се нарича ограничаващ етап (Shvidk_st ограничаващият етап).
Покажете си, че много молекули идват от безкасово кино, а на входа има контролер, който проверява молекулите на кожата. Освен това на вратата на киното влиза поток от реч и молекулите една по една проникват в киносалона. повече от достатъчно.
Основата на елементарните реакции от първи ред са процесите на термично или радиоактивно разпадане, очевидно константата на течливост k характеризира или способността за разлагане химическа връзка, но възможността да се разпадне за един час.
Прилагайки елементарни реакции от различен ред, дори по-богат - най-очевидният начин за нас да отменим реакциите - част А прелетя в част Б, оказа се като трансформация и се случи там).
Навпаки, елементарните реакции от третия ред са малко, парчетата от три пъти наведнъж се втурват да го правят рядко.
Като илюстрация, удивлявайки се на силата на химическата кинетика.
Скоростта на химическата реакция. Законът на chinny mas. Химически ревностен.
Кинетично изравняване от първи ред
(Илюстративен допълнителен материал)
Забележимо хомогенна реакция от първи ред, чиято консистенция е добра k, концентрацията на кочана на речта A е добра [A]0.
d[A] |
За целите на последователността на хомогенна химична реакция е здравословна |
|||||||||||||||||
K[A] |
промяна на концентрацията за един час. Времева реч A - |
|||||||||||||||||
реагент, поставете знак минус. |
||||||||||||||||||
Такова подравняване се нарича диференциално (є |
||||||||||||||||||
d[A] |
добре) |
|||||||||||||||||
[A] |
За йога лявата част от прехвърляемите стойности |
|||||||||||||||||
концентрация, а дясната – час. |
||||||||||||||||||
Сякаш двете функции са равни, самите функции |
||||||||||||||||||
дължи troch повече, по-ниска константа. |
||||||||||||||||||
За да завършите това уравнение, вземете интеграла от лявата част |
||||||||||||||||||
концентрация) и дясната част (на час). не лъжи |
||||||||||||||||||
log[A] = −kt + C |
слух, obmezhimosya vіdpoviddu. |
|||||||||||||||||
Пиктограмата ln е натурален логаритъм, tobto. номер б, какво от това |
||||||||||||||||||
= [A], e = 2,71828... |
||||||||||||||||||
ln [A] - ln [A] 0 = - kt |
Константата C е известна от умовете на cob: |
|||||||||||||||||
при t = 0, концентрацията на кочани е добра [A]0 |
||||||||||||||||||
[A] |
След като логаритъма - |
tse стъпки на числото, победоносната сила на стъпките |
||||||||||||||||
[A]0 |
e a − b = |
|||||||||||||||||
Сега нека се отървем от неприемливия логаритъм (div. |
||||||||||||||||||
логаритъм с 6-7 реда по-високо), |
най-важното число |
|||||||||||||||||
в краката на лявата част е равна, а дясната част е равна. |
||||||||||||||||||
[A] |
E − kt |
Умножете по [A]0 |
||||||||||||||||
[A]0 |
||||||||||||||||||
Кинетика, равна на първия праг. |
||||||||||||||||||
[ A ] = [ A ]0 × e − kt |
На стойка |
отнета кинетична равна първа |
||||||||||||||||
добре |
изплатени |
концентрация на речта |
||||||||||||||||
в някакъв момент от време |
||||||||||||||||||
За целите на нашия курс Датски Висновокбъдете запознати с природата, за да ви демонстрираме използването на математически апарат до протичането на химическа реакция. Otzhe, грамотен химик е невъзможно да знае математика. Вижте математиката!
Скоростта на химическата реакция. Законът на chinny mas. Химически ревностен. Графиката на натрупването на концентрации на реагенти и продукти на час може да бъде толкова добра, колкото и настъпващ ранг (на базата на необратима реакция от първи ред)
Служители, какво да добавя към бързината на реакцията
1. Същност на реактивните речи
Например, бързината на реакцията на обидни речи: H2 SO4, CH3 COOH, H2 S, CH3 OH - с хидроксиден йон, може да се вземе по угар в минерала зв'азку Н-О. За да се оцени стойността на тази връзка, може да се изчисли големината на положителния заряд на атом във вода: колкото по-голям е зарядът, толкова по-лесна е реакцията.
2. Температура
Zhittєviy dosvіd podkazauє ни, shvidkіst реакция víd температура угар и zbіlshuêtsya іz повишаващи се температури. Например, процесът на кисело мляко е по-вероятно да се проведе при стайна температура, а не в хладилника.
Zvernemosya към математическия закон virazu mas.
W = k [A] n m
За последната част от виразу (сладостта на реакцията) зависи от температурата, която трябва да падне, също така, дясната част на вируса също да падне от температурата. При тази концентрация се разбира, че температурата не може да се съхранява: например млякото запазва съдържанието на мазнини от 2,5% в хладилника и при стайна температура. Така че, като показа на Шерлок Холмс решението, което беше изгубено, и е vіrnim, не се получи като чудно нещо: в зависимост от температурата трябва да се депозира константата на сухота!
Скоростта на химическата реакция. Законът на chinny mas. Химически ревностен. Зависимостта на константата на течливостта на реакцията с температурата се проявява в кривата на Арениус:
− Да
k = k0 e RT,
в който
R = 8,314 J mol-1 K-1 - универсална газова константа,
E a - енергията на активиране на реакцията (долна див.), я психически зачита независимата температура;
k 0 - предекспоненциален множител (това е множителят, който стои пред степента e), чиято стойност не може да лежи в температурата и се определя на първия ред от реда на реакцията.
Така стойността на k0 става приблизително реакцията от първи ред от 1013 s-1, реакцията от друг ред е 10 -10 l mol-1 s-1,
за реакция от трети ред - 10 -33 l2 mol-2 s-1. Стойността на паметта е neobov'yazkovo.
Точните стойности на k0 кожни реакции се определят експериментално.
Разбирането на енергията на активиране става все по-разбираемо от обидния малък. Всъщност енергията на активиране е енергията, на която майката е отговорна да реагира, за да настъпи реакцията.
Ако е така, докато нагряваме системата, тогава енергията на частиците се повишава (пунктирана графика), дори когато преходният лагер (≠) остава на колосалното ниво. Разликата в енергията между преходната станция и реагентите (енергия на активиране) ще се скъси, а скоростта на реакцията вероятно ще се увеличи до нивото на Арениус.
Скоростта на химическата реакция. Законът на chinny mas. Химически ревностен. Кримска река на Арениус, истинската река на Вант Хоф, як
характеризира студа на студа на реакцията към температурата за допълнителен температурен коефициент:
Температурният коефициент γ показва скоростта на развитие на химичната реакция при изменение на температурата с 10o.
Rivnyannia van't Hoff:
T2 − T1
W (T 2 ) \u003d W (T 1 ) × γ 10
Променете коефициента γ, за да бъде в диапазона от 2 до 4. Поради това причините на химиците често са близки до подходите, които повишават температурата с 20 °, за да доведат до увеличаване на скоростта на реакция с порядък от величина (до 10 пъти).
ОБОЗНАЧАВАНЕ
Химична кинетика- вчення за стабилността и механизмите на химичните реакции.
Vivchennya svidkostey perebіgu reaktsіy, otrimannya данни за длъжностни лица, scho vplyvayut swidkіst khіmіchnoї ї ї, и navіt vyvchennya vyvchennya mehanіzmіv khіmіchіchnyh реакции zdіysnyuyut експериментално.
ОБОЗНАЧАВАНЕ
Скорост на химичната реакция- Промяна на концентрацията на една от реагиращите речи или продукти на реакцията в рамките на един час при постоянно неразбиране на системата.
Честотата на хомогенните и хетерогенните реакции варира по различни начини.
Дефиницията на света на скоростта на химическата реакция може да бъде написана в математическа форма. Nehai - скоростта на химическата реакция в хомогенна система, n B - броят молове на речта, който възниква по време на реакцията, V - съвкупността на системата, - час. Тоди между тях:
Цената може да бъде коригирана - промяна на количеството реч до задължително е моларна концентрация на речта n B / V \u003d c B, звезди dn B / V \u003d dc B и остатък:
Наистина, концентрациите само на няколко речи в песента на часа са вимирююют. Концентрацията на изходящата реч постепенно се променя, а концентрацията на продуктите се увеличава (фиг. 1).
мал. 1. Промени в концентрацията на отделената реч (а) и продукта на реакцията (б) за час
Факторите, които влияят върху скоростта на химичните реакции са: природата на веществата, които реагират, тяхната концентрация, температура, наличие в системата на катализатори, налягане и обем (в газовата фаза).
С пръскане на концентрация върху скоростта на химичните реакции, основният закон на химическата кинетика е законът за развиващите се маси (ZDM): скоростта на химичните реакции е право пропорционална на концентрацията на реактивни вещества ZDM не повишава концентрацията на речта в твърдата фаза в хетерогенните системи.
За реакцията mA + nB = pC + qD, математическата вираза ZDM може да бъде записана:
K × C A m × C B n
K × [A] m × [B] n,
където k е константата на стабилността на химичната реакция, която е стабилността на химичната реакция при концентрация на реагентите от 1 mol/l. На vіdmіnu vіd vіd stіvnostі khіmіchnії її, k не slaj víd kontsentratsії rechovina, shcho реагира. Колкото по-високо е k, толкова по-бързо протича реакцията.
Степента на течливост на температурата на химическата реакция се определя от правилото на van't Hoff. Правилото на Вант Хоф: когато температурата на кожата се повиши с десет градуса, големите химични реакции се увеличават приблизително 2-4 пъти. Математически вираз:
(T 2) \u003d (T 1) × (T2-T1) / 10,
de - температурен коефициент на Вант Хоф, който показва, че в някои случаи скоростта на реакцията се увеличава при повишаване на температурата с 10 o C.
Молекулярният характер на реакцията се определя от минималния брой молекули, които едновременно влизат във взаимодействие (да участват в елементарен акт). Отделно:
- мономолекулни реакции
N 2 O 5 \u003d 2NO 2 + 1 / 2O 2
K × C, -dC/dt = kC
Протеите, в общите условия на реакцията, са подредени в същия ред на мономолекулни.
- Бимолекулярни
CH 3 COOH + C 2 H 5 OH \u003d CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O
K × C 1 × C 2 -dC/dt = k × C 1 × C 2
- Тримолекулярна (рядко остра).
Молекулният характер на реакцията се определя от нейния действителен механизъм. След записване на равна реакция, молекулярността не може да бъде определена.
Редът на реакцията зависи от вида на кинетичното ниво на реакцията. Vіn dorivnyuє sumі pokaznіvіv stаіnіv kontsentrії y tоmu іvnіnіnі. Например:
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2
K × C 1 2 × C 2 – трети ред
Редът на реакцията може да бъде дробен. Във времената на виното се определя експериментално. Ако реакцията протича в един етап, тогава редът на реакцията и нейната молекула се променят, ако в няколко етапа, тогава редът се приписва на най-важния етап и най-често срещаната молекула на реакцията.
ДУПЕ 1
| мениджър | Реакцията протича при равно 2A + B = 4C. Початков концентрация на реч А 0,15 mol/l, а след 20 секунди - 0,12 mol/l. Изчислете средната скорост на реакцията. |
| Решение | Нека запишем формулата за изчисляване на средната скорост на химичната реакция:
|
