Скорость гомогенных и гетерогенных реакций

Определение направления химической реакции.

Определение направления энергии химической реакции.

Q/T), получаем:>S DU = Q + W) и второго начала для самопроизвольного процесса (DОбъединяя выражения первого начала термодинамики (

S (9)D T <U – W D

В случае химической реакции, протекающей при постоянных давлении и температуре 0 (10)<S DV – T DU + p DV), уравнение (4) переходит в: D, а также при отсутствии всех видов работ кроме работы расширения (W = - p

Величина U + p V – T S = H – T S = G называется энергией Гиббса.

Таким образом, самопроизвольный процесс всегда сопровождается уменьшением энергии Гиббса системы, иными словами – 0 является термодинамическим критерием возможности самопроизвольного протекания процесса (при p = const, T = const).<G Dусловие

G = 0.DВ состоянии равновесия энергия Гиббса системы принимает минимальное значение и не изменяется, т.е.

G можно рассчитать по уравнению:DЭнергия Гиббса является функцией состояния системы, поэтому для реакции (*) стандартное изменение

GD^°_х.р. bS= _i °GD ×_f,298(B_i aS -) _j °GD ×_f,298(A_j), (11)

прод исх

где а_j и b_i - стехиометрические коэффициенты исходных веществ

и продуктов реакции соответственно;

°GD_f,298(B_i °GD) и _f,298(A_j) - стандартные энергии Гиббса образования исходных веществ и продуктов реакции.

^ Стандартная энергия Гиббса образования соединения определяется как изменение энергии Гиббса реакции получения одного моля этого соединения из простых веществ в стандартном состоянии. Из определения следует, что стандартные энергии Гиббса образования простых веществ равны нулю. Величины стандартных энергий Гиббса образования веществ приводятся в термодинамических таблицах (см. приложение).

Из определения энергии Гиббса следует, что соотношение между стандартными термодинамическими функциями химической реакции выражается уравнением:

Закон действующих масс. Общий вид кинетического уравнения. Влияние температуры на скорость химической реакции, уравнение Аррениуса. Особенности протекания реакций в гетерогенных системах. Закон действующих масс для гомогенных и гетерогенных реакций. Энергия активации реакции. Влияние катализаторов на скорость химического процесса. Гомогенный и гетерогенный катализ. Свойства катализаторов.

Закон действующих масс. Закон действующих масс для гомогенных и гетерогенных реакций. Особенности протекания реакций в гетерогенных системах.

Раздел химии изучающий скорости химически реакций называется химической кинетикой. Гомогенными называются химические реакции протекающие в гомогенной (однообразной) системе. Гетерогенные реакции протекают в гетерогенной, состоящей из 2-х и более фаз в системе. Фаз – гомогенная часть гетерогенной системы отделенная от других частей поверхностью раздела, при переходе через которую свойства меняются скачкообразно.

Скорость химической реакции – изменение концентрации реагирующих веществ в единицу времени.aA+bB=cC+дД – гомогенная

v=+dnC/Vdt=-dnA/Vdt=\dC/dt\, где dC изменение концентрации.

Для гетерогенной реакции рассматривается не единица объема, а единица поверхности.

Скорость химической реакции зависит от:

1)от природы реагирующих веществ

2)от концентрации участников реакции

3) от Т и кат.

Закон действия действующих масс (экспериментально установленный) – скорость гомогенной химической реакции прямо пропорциональна произведению концентрации реагирующих веществ в степенях равных стехеометрическим коэффициентом уравнения реакции (а, b, с, д)

Математическим выражением закона действующих масс является кинетическое уравнение:v=k*Ca\A*Cb\B k – константа скорости реакции, С-мольн-объем конц. моль/л

Химический смысл: скорость реакции при единичной концентрации участников реакции зависит от природы реагирующих веществ, Т,кат., но не зависит от концентрации.

Необходимым условием химического взаимодействия является столкновение частиц в единице объема, т.е. чем больше концентрация, тем больше скорость. Столкновение 2-х частиц – процесс вероятный, 3-ч менее вероятный, 4-ч значит мен вер.

Необходимые условия справедливости химического уравнения. a+b<=3. Химич. реакция уравнения которой содержат большее число частиц представляют собой совокупность нескольких последовательно или параллельно протекающих реакций. Для каждой из этих реакция закон действующих масс справедлив. Скорость всей реакции будет определяться скоростью самой медленной стадией. Для газофазных реакций удобнее пользоваться не конц. а парциальными давлениями. Парциальное давление – давление, кот. бы создавал каждый газ смеси, если бы он занимал весь объем смеси.

Для гетерогенных реакций в кинетич. уравнение входит только концентрация жидких веществ или парциальное давление газообразных.

Дата добавления: 2015-04-24