Химически ниски реакционни скорости и кинетика на неговите методи за регулиране - studopediya
Химична кинетика изучава законите на химическите процеси във времето.
Скоростта на химична реакция (п) - количеството вещество (Dn), реагент или образуван от реакцията за единица време (Dt) за единица обем на пространството за реакция (V):
Количеството вещество за единица обем (Dn / V) - е моларната концентрация на S.
След това, скоростта на реакцията може да се запише:
измерване на скоростта единица е мола L -1 • • с -1.
За скоростта на хетерогенна реакция зависи от областта на интерфейса (S):
скорост измерение - мола • m -2 • и -1.
Разграничаване моментна и средна скорост.
Средният процент е описан от уравнението
Скоростта на реакцията може да бъде оценено чрез измерване на концентрацията на изходните материали или продукти. Концентрация на изходния материал с време постепенно се намалява и DC има знак "-", и концентрацията на увеличенията на продукта и DC има знак "+".
Ако вземем безкрайно интервал от време DT, ние получаваме израз за моментната скорост във всеки даден момент
Скоростта на реакцията се влияе от:
1. естеството на реагентите - естеството на химическите връзки в съединенията, структурата на молекулите.
2. Концентрацията на реагентите. Скоростта на химична реакция, при равни други условия, зависи от броя на сблъсъци на реагиращите частици за единица време. Вероятността за колизия зависи от броя на частици за единица обем, т.е. концентрация. скорост зависимост прост елементарен реакция или концентрацията на реагентите се изразява чрез закона за действието на масите:
Скоростта на реакцията е пропорционална на продукта от моларните концентрации на реагенти, взети в градуси, равна на стехиометрични коефициенти.
законът изразява с уравнението
където СА и CB - моларни концентрации на реагентите А и В, мол / л;
А и В - стехиометрични коефициенти в уравнението на реакцията;
K - коефициент на пропорционалност се нарича с постоянна скорост.
Константата на скоростта на реакцията е зависима от естеството на реагентите, температурата, присъствието на катализатор, но не зависи от концентрацията на реагентите и е числено равна на скоростта на реакцията, при условие СО = CB = 1.
Ако един от реагентите е в твърдо състояние, реакцията протича в интерфейса и в уравнението на закона на масова концентрация твърди действие не е включена. Така, реакцията
Зависимостта от скоростта на реакцията на температура е описан от Van't Hoff правило: за всяко повишаване на температурата от 10 ° скорост на повечето химични реакции увеличение от 2-4 пъти:
и където - ниски реакционни скорости при температура Т1 и Т2.
г - температурен коефициент, стойностите на което за повечето реакции са в диапазона 2-4.
Увеличаването на скоростта на реакция с повишаване на температурата поради увеличените активни молекули, т.е. молекули, които имат достатъчно енергия за химическо взаимодействие в тяхната сблъсък. Енергията, която трябва да има сблъсък молекули че между тях е реакция, наречена активиране енергия (ЕА). Математическият връзката между скоростта на реакцията, температурата и енергията на активиране се нарича Арениус уравнение:
където к - скорост на реакцията постоянно;
R - константа газ J / мол • K;
Т - абсолютна температура, К;
Да - активиране на енергия, кДж / мол;
д - основата на натуралния логаритъм;
А - предварително експоненциален коефициент, който е независим от температура и концентрация.
Константата на скоростта е по-голяма, долната ЕА и висока температура.
За изчисления с използване на уравнението на Арениус, преобразува за две температури:
при което - константата на скоростта при температура Т1 и Т2.
4. контакта на повърхността между реагентите.
химическа реакция се извършва в интерфейса в хетерогенни реакции. Увеличаването на площта на твърдата повърхност чрез смилане води до значително ускоряване на реакцията.
Катализатори - са вещества, които увеличават скоростта на реакцията. Катализаторът реагира с реактив междинно съединение, което взаимодейства с друг изходен материал за образуване на реакционните продукти и освобождаване на катализатор. В ускоряващ ефект на катализатора, обикновено е да се намали енергията на активиране катализирана реакция.
Пример 1. Както скоростта на реакцията ще се промени
когато 55% от кислород ще реагира ако първоначалната концентрация на реагентите, съответно: