Химическая кинетика. Реакционная способность веществ

Реакционная способность есть склонность вещества вступать с большей или меньшей скоростью в различные реакции. Количественной мерой реакционной способности является константа скорости реакции скорости реакции (для необратимых процессов) или константой равновесий соответствующих реакций (для обратных процессов).

Гомогенные и гетерогенные химические реакции.

Скорость гомогенной реакции – количество вещества, вступившего в реакцию или образовавшегося в результате реакции за единицу времени в единице объема системы.

Скорость гетерогенной реакции – количество вещества, вступившего в реакцию или образовавшегося в результате реакции за единицу времени на единицу поверхности фазы.

Закон действующих масс был сформулирован в 1864-1867 гг. Гульдбергом и Ваге и отражает влияние концентрации на скорость химической реакции – при постоянной температуре скорость химической реакции пропорциональна произведению концентрации реагирующих веществ, взятых в степени стехиометрических коэффициентов (коэффициенты стоящие перед формулой данного вещества в уравнении реакции).

Правило Вант-Гоффа характеризует зависимость скорости реакции от температуры – при повышении температуры на каждые 10° скорость реакции увеличивается примерно в 2-4 раза.

Катализатор – вещество, которое увеличивает скорость химической реакции, но не расходуется и не входит в состав продуктов.

Ингибитор – вещество, которое замедляет скорость химической реакции, но не расходуется и не входит в состав продуктов.

Обратимые и необратимые химические реакции.

Химическое равновесие – состояние химической системы, характеризующееся равными скоростями прямой и обратной реакции.

Принцип Ле-Шателье – если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказать какое-либо воздействие, то в результате протекающих в ней процессов, равновесие сместится в направлении уменьшения действия фактора.

Эволюционная химия

Возникает в 60-е -70-е годы ХХ века. В основе лежит принцип использования в процессах получения целевых продуктов таких условий, которые приводят к самосовершенствованию катализаторов химических реакций, т.е. самоорганизации химических систем. Химический реактор на уровне эволюционной химии представляет некое подобие живой системы, для которой характерно саморазвитие и определенные черты поведения.

Выделяют два подхода к самоорганизации:

- субстратный – рассматривает отбор в процессах самоорганизации определенных химических элементов (элементы – органогены C, H, O, N, P, S) и определенных химических структур (20 незаменимых аминокислот, входящих в состав белка живого организма и 4 нуклеотида, образующие специфическую последовательность цепей ДНК и РНК).

- функциональный изучает процессы самоорганизации материальных систем и законы которым подчиняется эти системы.

Механизм самоорганизации химических систем изучал А.П. Руденко. В ходе каталитических реакций, сопровождающихся постоянным притоком извне новых порций реагентов и отводом готовых продуктов, происходит многократное возобновление комплексов катализаторов и реагентов, и они приобретают статус элементарных открытых каталитических систем (ЭОКС). Для ЭОКС характерен особый динамический тип устойчивости.

В процессе саморазвития ЭОКС происходит естественный отбор тех центров катализа, которые обладают наибольшей активностью, на них все более сосредотачивается протекающая реакция. Остальные центры «не выживают».

А.П.Руденко сформулировал основной закон эволюции ЭОКС, согласно которому с наибольшей скоростью и вероятностью образуются те пути эволюционных изменений, на которых происходит максимальное увеличение абсолютной каталитической активности.

Строение Земли

Геологическая система –представляет собой органическое единство взаимодействующих литосферы, гидросферы и атмосферы.

Литосфера Земли - включает кору и самую верхнюю часть мантии. Геосферные оболочки:

Ядро Земли – наиболее разогретая центральная часть планеты.

Мантия – слой, лежащий ниже коры и покрывающий ядро планеты. Мантия Земли содержит 65% планетной массы.

Земная кора – внешний твердый слой планеты, состоящий из твердых пород.

Кора выветривания – верхняя часть земной коры подверженная разрушительному влиянию физических, химических и биологических факторов выветривания.