Kémiai reakciósebességek és kinetikája szabályozása módszerek - studopediya

Kémiai kinetika törvényszerűségeit kutató kémiai folyamatok az időben.

A kémiai reakció sebessége (n) - az anyag mennyiségét (Dn), reagens vagy a reakciójával kialakított egységnyi idő (Dt) egységnyi térfogatú reakció térben (V):







Az anyagmennyiség egységnyi térfogatra (Dn / V) - az a moláris koncentrációja S.

Ezután a reakció sebessége felírható:

Speed ​​mérőegység mol L -1 • • a -1.

Ahhoz, hogy a heterogén reakció sebessége függ a terület a felület (S):

Sebesség szempontjából - mol • m -2 • s -1.

Megkülönböztetni a pillanatnyi és az átlagos sebesség.

Az átlagos sebesség által leírt egyenlettel

A reakció sebessége lehet megítélni koncentrációjának mérésével a kiindulási anyagok vagy termékek. Koncentráció A kiindulási anyag idővel fokozatosan csökken, és a DC rendelkezik a „-” jel, és a koncentrációt a termék növekszik, és a DC van egy „+” jel.

Ha veszünk egy végtelenül időkülönbség dt, megkapjuk azt a kifejezést pillanatnyi sebesség bármely adott időpontban

A reakció sebességét befolyásolja:

1. A a reaktánsok jellegétől - a természet a kémiai kötések a vegyületek, a szerkezet a molekulák.

2. A reaktánsok koncentrációja. A kémiai reakció sebességét, azonos körülmények között, attól függ, hogy az ütközések számát a reagáló részecskék egységnyi idő. Az ütközés valószínűsége függ a részecskék száma egységnyi térfogatban, azaz, koncentrációt. sebesség függőség egyszerű elemi reakció vagy a reaktánsok koncentrációja fejezi ki a tömeghatás törvénye:

A reakció sebessége arányos a termék moláris koncentrációja a reagensek, hozott fok, egyenlő a sztöchiometriai együtthatók.

A törvény által kifejezett egyenlet

ahol a CA és CB - moláris koncentrációja a reagensek A és B, mol / l;







a és b - sztöchiometrikus együtthatók az egyenletben a reakció;

k - arányossági tényező az úgynevezett állandó sebességgel.

A reakció sebességi állandója függ a reaktánsok természetétől, a hőmérséklet, egy katalizátor jelenlétében, de nem függ a koncentrációt az reaktánsok és számszerűen egyenlő a reakció sebessége a feltétellel CA = CB = 1.

Ha az egyik reakciópartner szilárd állapotban, a reakció a határfelületen, és az egyenletben a tömeghatás törvénye szilárdanyag koncentráció nem tartalmazza. Így a reakció

A függőség a reakció sebessége a hőmérséklet által leírt van't Hoff szabály: minden hőmérséklet-emelkedése 10 ° aránya a legtöbb kémiai reakciók növekedése 2-4 alkalommal:

és ahol az - reakciósebesség hőmérsékleten T1 és T2.

g - hőmérsékleti együttható, amelynek értékeit a legtöbb reakciók a tartományban 2-4.

Növelése a reakció sebességét a hőmérséklet növelésével a megnövekedett aktív molekulák, azaz a rendelkező molekulák elegendő energiát egy kémiai kölcsönhatás saját ütközés. Az energia, ami minden bizonnyal az ütköző molekulák, hogy közöttük volt egy reakció, az úgynevezett aktiválási energia (Ea). A matematikai összefüggés a reakció sebessége, a hőmérséklet és az aktiválási energia nevezzük Arrhenius egyenlet:

ahol k - reakciósebességi állandó;

R - gázállandó J / mol • K;

T - abszolút hőmérséklet, K;

Ea - aktiválási energia, kJ / mól;

e - a bázis a természetes alapú logaritmus;

A - a pre-exponenciális faktor, amely független a hőmérséklet és koncentráció.

A sebességi állandó nagyobb, az alsó Ea, és minél magasabb a hőmérséklet.

A számításokat az Arrhenius-egyenlet, átalakított két hőmérséklet:

ahol - a sebességi állandó hőmérsékleten T1 és T2.

4. A felület a reagensek közötti érintkezést.

kémiai reakció megy végbe a felület heterogén reakciók. Növelése a terület a szilárd felület őrlés vezet jelentős gyorsul a reakció.

Katalizátorok - olyan anyagok, amelyek növelik a reakció sebességét. A katalizátort reagál egy alkalmas reagens, amely reagál a másik kiindulási anyagot alkotnak reakciótermékek és felengedése katalizátort. A gyorsító hatása a katalizátor, általában az, hogy csökkentse az aktiválási energia a katalizált reakció.

1. példa Mivel a reakció sebessége változik

ha 55% oxigén fog reagálni, ha a kezdeti koncentráció a reaktánsok, illetve: