IV. Влияние катализатора на скорость реакции

III. Влияние температуры на скорость реакции

Отражено в правиле Вант-Гоффа: при увеличении температуры на каждые 10 градусов скорость большинства реакций увеличивается в 2 - 4 раза:

,

где - скорость реакции при температуре t₁, - скорость этой же реакции при температуре t₂, g - температурный коэффициент, принимает значения 2, 3, 4 (реже 5).

Пример:

Как изменится скорость реакции при повышении температуры с -10°С до +20°С, если температурный коэффициент = 3?

Решение:

, откуда .

Ответ: скорость реакции возрастет в 27 раз.

Катализаторы - вещества, изменяющие скорость реакции, но не входящие в состав конечных продуктов. Катализ бывает:

а) положительный - если катализатор увеличивает скорость реакции;

б) отрицательный - если катализатор уменьшает скорость реакции (катализаторы в этом случае называют «ингибиторы»).

Химические реакции, протекающие в присутствии катализатора, называют «каталитические».

Если реагирующие вещества и катализатор находятся в одной фазе, то катализ гомогенный (гомо - однородный), если в различных фазах - гетерогенный (гетеро - разнородный).

Механизм действия катализаторов - образование промежуточных соединений:

Пример:

Нитрозный способ получения серной кислоты:

Вещества, снижающие активность твердого катализатора, - каталитические яды (это соединения Hg, Pb, цианиды и др.).

Энергия активации (Е_акт) - та избыточная энергия, которой должны обладать молекулы для того, чтобы их столкновения привели к образованию нового вещества. Такие молекулы называют «активные», с ростом температуры их число увеличивается и скорость реакции растёт.

Пример:

Разрыв старых связей и образование новых схематично можно изобразить:

Энергетически продукты реакции(ПР) более выгодны, чем исходные вещества(ИВ):

С. Аррениус вывел термодинамическое уравнение зависимости константы скорости_. от температуры с учётом энергии активации:

,

где Е_акт – константа;

R – универсальная газовая постоянная;

Т – температура, град. К;

А – частотный множитель, доля числа столкновений между молекулами, которая заканчивается реакцией.

Дата добавления: 2015-05-26