Лекция 12. Основные понятия химической кинетики

Термодинамика

· устанавливает принципиальную возможность химического процесса (∆ _r G_Т < 0)

· но! не отвечает на вопрос: как быстро идет процесс?

С₆Н₆(ж) → 6 С(тв) + 3 Н₂ (г), ∆ _r G ⁰₂₉₈ = - 124,0 кДж

на практике бензол – инертен Þ

кинетические затруднения!

Кинетика изучает механизмы химических процессов, т.е. промежуточные стадии, через которые система переходит из начального в конечное состояние, скорости этих стадий и факторы, влияющие на их скорость.

Скорость реакции (υ) - количество вещества, образующееся в единице реакционного объёма (для гомогенной реакции) или на единице поверхности раздела фаз (для гетерогенной реакции) в единицу времени

Различают:

среднюю и истинную (мгновенную)скорости реакции

υ _ср гомогенной реакции в промежуток времени τ ₁÷ τ ₂:

, при V = сonst: Þ

[ υ ] = [моль • л^-1• с^-1] – всегда положительна величина

Концентрация веществ меняется непрерывно:

исходных – убывает (- ∆ c),

продуктов – возрастает (+∆ c)

Þ

истинная скорость есть производная функции по τ:

для гомогенной для гетерогенной

реакции

V – объём реакционной зоны;

S – поверхность раздела фаз; t – время;

n _i – количество i -го исходного вещества

Для гомогенной реакции:

a A _(р) + b B _(р) → e E _(р) + f F _(р)

в некоторый момент времени:

Элементарная реакция (одностадийная):единичный акт образования или разрыва связи, уравнение реакции отражает ее механизм

Сложная реакция (большинство реакций): состоит из нескольких элементарных стадий, уравнение реакции – суммарный результат нескольких элементарных процессов, совокупность элементарных стадий – механизм реакции

Элементарные реакции

В зависимости от числа исходных частиц, различают

1 – мономолекулярные: I₂ ® 2I

2 – бимолекулярные: H₂ + I₂ ® 2HI

3 – тримолекулярные: 2NO + Cl₂ ® 2NOCl

Молекулярность бывает: 1, 2, редко 3,

Молекулярность:

число частиц, участвующих в элементарной реакции

имеет физический смысл: М = 1, 2, 3

понятие применимо только к элементарным реакциям

Сложные реакции

протекают по стадиям:

CHCl₃ + Cl₂ → HCl + CCl₄

Cl₂ → 2Cl

Cl + CHCl₃ → CCl₃ + HCl

Cl + CCl₃ → CCl₄

понятие молекулярности для сложных реакций не имеет смысла

Cкорость реакции, протекающей в газовой фазе или растворе, зависит от:

природы реагирующих веществ,

их концентраций или парциальных давлений

температуры

наличия катализатора

Дата добавления: 2014-10-31