Влияние температуры на скорость реакции

Механизмы химических реакций

Большинство химических реакций являются сложными, то есть они протекают в несколько стадий. Одной из задач кинетики является определение числа и вида промежуточных стадий, потому что только так можно представить, как протекает реакция в целом. Отдельные стадии называются элементарными реакциями. Совокупность элементарных реакций представляет собой механизм суммарной реакции. При рассмотрении механизма говорят о молекулярности каждой из её стадий, которая определяется числом молекул или других частиц – атомов, ионов, радикалов, - участвующих в данной элементарной реакции. Отдельные стадии являются моно-, би- или тримолекулярными в зависимости от того, одна, две или три частицы вступают во взаимодействие на данной стадии. Для элементарных реакций молекулярность совпадает с их порядком, но по отношению к суммарной реакции эти термины не являются синонимами.

Процесс установления механизма какой-либо реакции нельзя описать кратко, поскольку он связан со многими экспериментальными трудностями. Кинетические данные об изменении концентрации во времени оказываются очень полезными при определении механизма. Некоторые сведения о механизме можно также получить, используя радиоактивные изотопы для определения последовательных состояний различных атомов или молекул в ходе реакции и спектроскопические методы для идентификации промежуточных соединений.

Однако подробное рассмотрение сложных реакций и способов установления их механизма не входит в программу нашего курса.

Скорость реакции зависит от многих факторов, в том числе от природы реагирующих веществ, природы среды, концентрации (влияние которой рассмотрено ранее) и др. В ряде случаев, в особенности для цепных реакций, скорость может определяться даже размерами сосуда, в котором она происходит. Однако с теоретической и с практической точек зрения наряду с концентрацией особенно важным является влияние на скорость реакции температуры.

Для большинства химических реакций (за исключением тримолекулярных и ферментативных) скорость с ростом температуры увеличивается. В принципе это влияние температуры может быть сопряжено с изменением трёх величин: концентрации реагирующих веществ, константы скорости и порядка реакции. Но концентрация веществ (особенно для реакций в жидкой или твёрдой фазе) с температурой изменяется мало, а если и изменяется, то, как правило, в сторону уменьшения; изменение же порядка реакции под влиянием температуры - довольно редкое явление. Вследствие этого в химической кинетике изменение скорости реакции под влиянием температуры в первую очередь связывается с изменением константы скорости реакции.

Дата добавления: 2014-01-06