Теория активных столкновений
1. а) Мы выяснили, как зависит от энергии активации (при заданной температуре) доля активных молекул (18.14). Теперь надо вернуться к константе скорости и определить, как онá зависит от энергии активации, а также от температуры.
б) Есть два подхода к этим вопросам. Первый из них основан на теории активных столкновений.
 |
2. Допустим, речь идёт о реакции вида:
а) С позиций названной теории считается: для того, чтобы субстраты прореагировали, необходимы три условия –
I. чтобы молекулы столкнулись,
II. чтобы они при этом имели правильную ориентацию друг относительно друга
III. и чтобы они обладали энергией выше барьерной.
 |
б) Этим условиям соответствуют три сомножителя в предлагаемой формуле скорости:
Здесь
I. v0 – скорость столкновений частиц (удары в секунду; деление на число Авогадро позволяет перейти к другим единицам – моль/с);
II. Р – т.н. стерический фактор (учитывает необходимость правильной ориентации);
III. ζак– ужеизвестная нам доля активных молекул.
3. а) В свою очередь, очевидно, скорость столкновений частиц тем больше,
- чем больше их концентрация,
- чем выше скорость движения и
- чем больше размер молекул.
б) Расчёт, опускаемый нами, приводит к следующей формуле, учитывающей все эти влияния:
 |
В ней nA и nB – концентрации молекул (количество частиц в единице объёма раствора), от которых легко перейти к молярным концентрациям cA и cB ;
uср – средняя скорость движения частиц, dАВ – их средний эффективный диаметр, A′ – константа.
 |
4. а) Подставим выражения (18.20,а-в) и (18.14) в формулу (18.19):
б) Всё, что стоит после концентраций, – это, очевидно, константа скорости. Поэтому получаем окончательное выражение:
 |
в) Формула (18.22,а) – это очень известное уравнение Аррениуса, вначале предложенное Аррениусом на основании экспериментальных данных, т.е. эмпирически. А затем был осуществлён вывод этого уравнения, исходя из теории активных столкновений.
Дата добавления: 2016-03-20; просмотров: 523;