Молекулярность и порядок реакции

Молекулярность характеризует элементарный механизм отдельных стадий. Показывает сколько частиц вступает в элементарный химический акт.

Химические реакции можно классифицировать по числу молекул, участвующих в элементарном химическом акте:

1. Мономолекулярные реакции – реакции, в которых элементарный акт представляет собой химическое превращение одной молекулы (изомеризация, диссоциация и т.д.);

2. Бимолекулярные реакции – реакции, элементарный акт которых осуществляется при столкновении двух молекул (щелочное омыление сложных эфиров). Это наиболее распространенные реакции.

3. Тримолекулярные – реакции, элементарный акт которых осуществляется при столкновении трёх молекул. Тримолекулярные реакции весьма редки.

Реакции большей молекулярности практически не встречаются. Отнести исследуемую реакцию к одной из указанных групп можно, если она относится к простой реакции, протекающей в одну стадию, уравнение которой совпадает со стехиометрическим уравнением реакции в целом. Однако, большинство химических реакций многостадийны и в простейшем случае, если одна из стадий медленнее все остальных, то ее молекулярность определяет молекулярность всей реакции. Если же скорости отдельных стадий сравнимы, то установить молекулярность крайне сложно.

Вследствие многостадийности химических процессов молекулярность не может быть единственной характеристикой и доказательством подлинности того или иного механизма реакции.

Поэтому для характеристики кинетики экспериментально изучаемых процессов вводится понятие порядок реакции.

Порядок реакции характеризует кинетическую зависимость от концентрации реагирующих веществ.

Порядок химической реакции по данному веществу – это число, равное степени n, в которой концентрация данного вещества входит в основной постулат химической кинетики.

,

Сумма показателей, в которых концентрации всех исходных веществ входят в уравнение скорости реакции, определяет общий порядок реакции.

Порядки реакции можно определять только для простых реакций. Порядок реакции может быть нулевым, целым и дробным. Дробный порядок указывает на одновременное протекание нескольких реакций, которые отличаются незначительно по скоростям, или на реакции, в которых принимают участие одновременно и атомы, и радикалы, и молекулы. Нулевой порядок указывает на независимость скорости реакции от концентрации реагирующего вещества.

Если одно или несколько реагирующих веществ взяты по сравнению с другим реагентом в большом избытке (в 10 и более раз), то их концентрации можно считать постоянными и внести под знак константы. Тогда порядок реакции вещества, в недостатке, будет называться псевдопорядком по веществу.

Пример: омыление сложного эфира в присутствии кислоты.

(реакция псевдопервого порядка)

Таким образом, порядок реакции формально характеризует кинетическую зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ, а молекулярность – элементарный механизм отдельных стадий сложных реакций. Эти понятия совпадают только для простых реакций.

Дата добавления: 2014-01-06