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: