Скорость химической реакции. Энергия активации. Адсорбционные процессы. Гомогенный и гетерогенный катализ

Скорость химических реакций: υ х.р. число элементарных актов реакции, происходящих в единицу времени, в единице объема (для гомогенной реакции) или на единице поверхности (для гетерогенной реакции)раздела фаз. Мерой скорости химической реакции является количество вещества, вступившего в реакцию или образовавшегося при реакции за единицу времени в единице объема.(для гомогенной реакции) или на единице поверхности раздела фаз (для гетерогенной реакции).

υ х.р.= − ∆С/∆t

Зависимость скорости химической реакции от изменения параметров:

Скорость химической реакции зависит от:

· типа химической связи:

Чем прочнее связь тем дольше идет ее разрыв и тем больше затрачивается на это энергии.

· лимитирующей стадии, если процесс многостадийный:

Скорость всей химической реакции определяется скоростью самой медленной лимитирующей стадии.

· агрегатного состояния реагирующих веществ:

На поверхности раздела фаз возникает некомпенсированная энергия поверхностного натяжения и концентрация вещества на поверхности раздела фаз будет выше.

· от давления:

Если реакция идет с газом

· от концентрации реагирующих веществ:

Увеличение числа частиц в объеме приводит к возрастанию числа столкновений, т.е. к увеличению скорости, и если при химическом взаимодействии сталкиваются частицы различных видов, то число таких столкновений пропорционально концентрации этих частиц. Скорость гомогенной реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ.

aA+bB=cC+dD

υ х.р.= k1 CA^a*CB^b прямая реакция

υ х.р.=k2 CD^d*CC^c обратная химическая реакция

· от температуры:

При повышении температуры на каждые 10 градусов скорость возрастает в 2 – 4 раза

· от присутствия катализатора:

Катализ: ускорение или замедление (ингибиторы) скорости химической реакции путем введения в реакционную систему специальные веществ, называемых катализаторами.

Гомогенный катализ: когда катализатор и реагирующие вещества находятся в одной фазе.

2KMnO4+5K2SO3+3H2SO4=2MnSO4+6K2SO4+3H2O; катализатором является Mn.

Гетерогенный катализ: когда катализатор находится в системе в виде самостоятельной фазы.

Адсорбционные процессы: в химизме гетерогенного катализа большую роль играет адсорбция – взаимодействие молекул с границей раздела фаз. При гетерогенном катализе благодаря адсорбции на поверхности катализатора создается увеличение концентрации реагирующих веществ, что само по себе должно ускорить химическую реакцию. И повышается химическая активность адсорбированных молекул.

Энергия активации: Еа минимальная энергия, которой должны обладать молекулы для эффективного столкновения, причем энергия активации должна быть больше средней энергии молекул. Реагируют те молекулы, которые обладают этой энергией, т.о. повышение температуры ведет к повышению числа активных молекул в гомогенном процессе, что и приводит к повышению скорости химической реакции.

Дата добавления: 2015-04-24