Факторы, влияющие на скорость химических реакций. Реакционный механизм. Переходное состояние промежуточная частица, промежуточное соединение.

Раздел химии, изучающий скорость химических реакций называется химической кинетикой.

Скорость химической реакции – число элементарных актов реакции, происходящих в единицу времени, в единице объема (для гомогенных реакций) или на единице поверхности (для гетерогенных реакций) раздела фаз. Мерой скорости хим. реакции называется количество вещества, вступившего в реакцию или образовавшегося при реакции за единицу времени в единице объема системы (для гомогенных реакций) или на единице поверхности раздела фаз (для гетерогенной реакции).

Зависимость скорости химической реакции от времени

V, моль·л/с

V_прям

V_прям=V_обратн

V_обратн

T, сек

Факторы влияющие на скорость хим реакции:

1.С ростом температуры число активных молекул быстро увеличивается, что приводит к резкому возрастанию скорости реакции. ((Уравнение Аррениуса: k=ZPe^-Eа/RT, Z-число столкновений молекул в секунду в единице объема; e=2, 718..; R-универсальная газовая постоянная = 8,314 Дж/моль*К; Т- температура, К; Р- так называемый стерический множитель. ))

Правило Вант-Гоффа: при повышении t на каждые 10 градусов скорость химической реакции возрастает в 2-4 раза.

Vt2=Vt1*γt1-t2/10 где γ – температурный коэффициент реакции.

2.В случае гомогенного процесса протекающего при постоянном объеме, скорость гомогенной реакции измеряется изменением концентрации какого-либо из реагирующих веществ за единицу времени. Скорость реакции зависит от природы реагирующих веществ их концентрации, температуры и от присутствия в системе катализаторов.

Катализатор – вещество, не расходующееся в результате протекания реакции, но влияющее на ее скорость.

Зависимость скорости химической реакции от катализатора – катализатор снижает энергию активации реакции. В присутствии катализатора реакция проходит через другие промежуточные стадии, и эти стадии энергетически более доступны.

Бывают катализаторы как ускоряющие протекание реакции, так и замедляющие ее. В первом случае катализ называется положительным, а во втором - отрицательным.

ПЕРЕХОДНОЕ СОСТОЯНИЕ(активированный комплекс), конфигурация системы атомных ядер и электронов, участвующих в элементарном акте химической реакции, в момент преодоления системой энергетического барьера, разделяющего ее начальное и конечное состояния. Теорию переходного состояния применяют для расчета скоростей химических реакций.Реакционный механизм:

Для реакции с катализатором и без.

Промежуточная частица, промежуточное соединение - ???????

Равновесия. Обратимые и необратимые реакции. Константа равновесия. Условия смещения хим. равновесия. Примеры. Хим. равновесие и катализ.

Состояние системы, когда в ней протекает 2 проитвоположнонаправленных процесса с одинаковой скоростью называется хим равновесием.

Среди хим реакций нарялу с процессами, которые начинают протекать в одном направлении хатем идут в обоих направлениях (за счет взаимодействия продуктов реакции) т.е. являются двусторонними встречаются и такие которые протекают практически односторонне до полного превращения исходных веществ. Первые процессы к которым относится подавляющее большинство реакций принято называть химически обратимыми, вторые – химически необратимыми.

при постоянной Т отношение произведения равновесных концентраций продуктов реакции в степенях стехиометрических коэффициентов к произведению равновесных конц исх в-в в степенях стехиометричесикх коэффициентов есть величина постоянная и назыв константой равновесия данной реакции. Зависит только от температуры.

Физический смысл константы равновесия: показывает полноту протекания р-ии (∆G показывает глубину протекания)

К_р –> ∞ - необратимая, К_р=0 – не реагирует, ∆G = -RTlnK_равн

Равновесные концентрации исх в-в – концентрация в-ва, не прореагир. к моменту равновесия.

Равновесные концентрации продуктов р-ии –та концентрация в-в, кот образовались к моменту равновесия.

Факторы, влияющие на смещение равновесия:

10) Концентрация: увеличение концентрации исходных веществ ускоряет прямую реакции и смещает равновесии вправо (в сторону продуктов реакции), увеличение концентрации продуктов реакции увеличивает объем образовавшейся реакции и смещает равновесие влево.

11) Давление: если давление повышается, то равновесие смещается в сторону уменьшения объема реагирующей смеси, и если давление понижается то равновесие смещается в сторону увеличения объема реагирующей смеси.

12) Температура: при повышении температуры возрастает скорость как прямой так и обратной реакций, но в большей степени ускоряются эндотермические реакции, характеризующиеся большей величиной энергии активации.

Принцип Ле-Шателье: Если на систему, находящуюся в равновесии, оказать какое либо воздействие, то в результате протекающих в ней процессов равновесие сместится в таком направлении, которое уменьшит указанное воздействие.

Катализ – явление изменения скорости реакции под действием катализаторов. В присутствии катализатора меняется путь, по которому проходит суммарная реакция, образуются другие переходные состояния, с иными энергиями активации, а поэтому изменяется и скорость химической реакции. Катализатор увеличивет скорость как прямой так и обратной химической реакции, поэтому на смещние химического равновесия он не влияет.