Скорост на химичната реакция, основен постулат на химичната кинетика, кинетична класификация
Скоростта на хим. реакции в хомогенни системи т.нар. Количеството вещество, реагирало за единица време на единица обем. V=C0-C1/T1-T0; През 1867 г. холандците K. Guldberg и P. Waage установяват естеството на тази зависимост и откриватосновния закон на химическата кинетика - закона за масовото действие: при постоянна температура скоростта на химичната реакция е право пропорционална на произведението на моментните концентрации, повишени до степента на техните стехиометрични коефициенти.
В този случай стехиометричните коефициенти трябва да отразяватмеханизма на елементарните реакции.
Кинетичното уравнение, отразяващо механизма на взаимодействие, може да бъде получено само в резултат на експериментално изследване на реакциите и не винаги съвпада с общото стехиометрично уравнение.
За обща реакция:
,
формално условно кинетично уравнение на правата реакция , обратната реакция - .
Формата на кинетичното уравнение зависи отреда на реакцията.
В общия случайпостулатът на химичната кинетика за реакцията може да бъде изразен в обща форма като
К е коефициент. Пропорциите на реакцията, константата на скоростта на реакцията, специфичната скорост на реакцията SA=CB=1 V=K K- зависи от естеството на реагентите, температурата, катализатора и неговото количество и дори от избора на единици за време и единици за концентрация. Не зависи от концентрацията на реагентите.
Кинетичната класификация на хим. реакции.1) според броя на реагиращите частици(молекулярност и ред). 2) от естеството на реагиращите вещества. (Молекулярни - молекулите реагират помежду си, йонни - реагират йони, радикални - радикали.) 3) по броя на фазите. (Хомогенна - една фаза. Хетерогенна - в различни фази.) 4) чрез кинетична обратимост (Необратима едностранна, обратима - 2-странна.) По количество: молекулност - ако 1 молекула поеме реакцията, тогава мономолекулната А преминава в Б. А \u003d B + D; V=-Dc/dt. V=kc. Бимолекулярно - когато в реакцията се вземат 2 молекули 2A \u003d B + C. V=-Dc/dt. V=kc2. Тримолекулярна 3A=B+C+E. V=-Dc/dt. V=kc3 За разлика от молекулярността, редът на реакцията е определен. Съгласно уравнението, изразяващо зависимостта на скоростта на реакцията от концентрацията на реагиращите вещества и е равно на сумата от експонентите при концентрацията в това уравнение. За реакция от първи ред скоростта е V=-dc/dt. V=kc. K= 1/t *lnC0/C. Може да се определи полупериодът на реакцията, времето, през което половината от изходното вещество реагира t1/2=ln2/k. За реакция от втори ред скоростта е V=-dc/dt. V=kc2. K= 1/t *(1/C - 1/C0). Времето на полуразпад на реакцията зависи от концентрацията на изходното вещество t1/2=1/kC0.(втори ред). ако реакцията не е усложнена от нищо, тогава това ще бъде реакция от 2-ри ред.
Общият метод за определяне на реда на реакция се основава на закона за масовото действие:
. (3.1)
Представете си, че вещество В е в голям излишък и неговата концентрация се променя малко по време на реакцията. Тогава редът на реакцията за вещество А може да се определи чрез измерване на скоростта на реакцията при две концентрации А. Записвайки уравнение (3.1) за два пъти в логаритмична форма и изваждайки единия израз от другия, намираме реда x:
. Ако има повече от две експериментални точки, кинетичните данни могат да бъдат записани в координатите lnw - ln[A] ипредставят ги в линейна форма с помощта на метода на най-малките квадрати. Тогава редът на реакцията x ще бъде равен на тангенса на наклона на правата линия.
Ако реакцията има целочислен ред, тогава се използват различни частични методи за определяне на реда. Методът на заместване се състои в представяне на кинетичните данни във формуляра
където функцията f съответства на решението на кинетичното уравнение за един от редовете на целите числа. Ако стойността на k, дефинирана по този начин, е постоянна, тогава сме познали правилно, т.е. изберете правилния ред. Ако k ще се промени с времето, тогава трябва да изберете функция f, съответстваща на различен ред.
Друг начин за определяне на целочисления ред е да се измери зависимостта на времето за реакция от първоначалната концентрация. Чрез измерване на времето за преобразуване t x при две начални концентрации може да се определи редът на n по формулата: .
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката:
Деактивирайте adBlock! и обновете страницата (F5)наистина е необходимо