Скорость химических реакций.

Под скоростью химической реакции понимается изменение концентрации реагирующих веществ в единицу времени.

Чтобы вычислить u реакции нужно определить, насколько изменилась концентрация одного из реагирующих веществ в единицу времени (рис. 1).

 

 
 

 

 


t2
t1
Рис. 1.

Dt=t2-t1, -DC=C2-C1 Þ u= -DC/Dt

Знак минус говорит о том, что с уменьшением С скорость тоже уменьшается. Если u рассчитывается по одному из продуктов реакции, то u=DC/Dt . Несмотря на знак минус в уравнении u считается положительной величиной.

Более применимое вычисление скорости хим. реакции вытекает из закона действия масс.

Согласно этому закону u~ концентрации реагирующих веществ в данный момент времени. Для реакции А®В, u может быть выражена следующим кинетически уравнением: u=КСА, где СА - концентрация вещества А в данный момент времени, К - коэффициент пропорциональности - константа u химических реакций.

При взаимодействии 2х и более веществ mA + nB ®pC + gD, математическое выражение скорости будет: u=KCAmCBn. т.е. u химических реакций прямо пропорциональна произведению реагирующих веществ, стехиометрические коэффициенты входят в уравнения в виде степени при соответствующей концентрации.

Константа u химической реакции не изменяется при изменении концентраций реагирующих веществ. Иногда К называют удельной скоростью реакции, т.е. при СА = СВ = 1, К = u.

Константа скорости зависит от природы реагирующих веществ, t0, присутствия примесей (в том числе катализаторов), от среды в которой протекает реакция.

Чем больше константа скорости, тем быстрее идет реакция.

3. Влияние t0 на скорость химической реакции.

Опыт показывает, что с повышением t0 скорость химических реакций возрастает. В уравнении химической кинетике u=КCАСВ влияние t0 включает в себя К. С увеличением t0 возрастает К Þ и возрастает u.

Если через Кt - конст. при t0 = t0, а Kt+10 при t0=t0+10 его, то отношение величины первой называется температурным коэффициентом скорости реакции (g),

g= Kt+10/ Kt.

Согласно эмпирическому правилу Вант-Гоффа g колеблется от 2 до 4, т.е. повышая t0 на 100 u возрастает в два- четыре раза.

Пример если g = 2, t0 + 1000, то скорость реакции увеличится в 1024 раза, т.е.

Kt+100/ Kt=g10=210=1024.

увеличение температуры в арифметической прогрессии, влечет за собой увеличение скорости реакции, в геометрической.

Хотя из правила Вант-Гоффа коэффициент g должен быть постоянным для каждой химической реакции, это справедливо лишь на очень узком интервале температур. При значительных перепадах температуры g значительно уменьшается при увеличении температуры (рис. 2).

 
 

 


Точная зависимость К скорости реакции от t0 была найдена Аррениусом. Уравнение Аррениуса имеет вид:

lnK=B - A/T

где К - константа u реакции; А и В - постоянные характерные для данной реакции; Т - температура.

как видно из уравнения lnК обратно пропорционален Т. Коэффициенты А и В находят графически (рис. 3).

 
 

 

 









Дата добавления: 2015-05-13; просмотров: 949;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.004 сек.