Скорость химических реакций в гомогенных и гетерогенных системах
Скорость хим р-ии- число элементарных актов р-ии, происходящих в единицу времени, в единице объема или на единице поверх-ти раздела фаз. Элементарный акт реакции состоит в таком соударении и дальнейшем взаимодействии молекул, таком перераспределении электрон-ной плотности, образовании новых и разрыве старых химических связей, когда образуются новые по составу и строению вещества. Скорость гомогенной и гетерогенной реакции определ-ся различно. Мерой скорости химической реакции наз-ся кол-во в-ва, вступившего в р-ию или образовав-ся при реакции за единицу времени в единице объема фаз. Мерой скорости р-ии в гомогенной системе наз-ся изменение концентрации какого либо из в-в, вступающих в реакцию или образ-ся при реакции, происходящее за единицу времени. К важнейшим факторам влияющих на скорость реакции, относятся след-ие: природа реагирующих в-в, их концентрации, темпер-ра, присутствие катализатора. Скорость некоторых гетерогенных р-ий зависят также от интенсивности движения жидкости или газа около поверхности, на которой происходит р-ия, скорости диффузии реагентов в конденсированной фазе и других факторов.
23. Закон действия масс. Константа скорости реакции. Необходимым условием того чтобы между частицами исходных веществ произошло химическое вз/д, явл-ся их столкновение друг с другом. Только при этом станут возможны те переходы электоронов и перегруппировки атомов, в рез-те которых образ-ся молекулы новых веществ.- продуктов реакции. Поэтому скорость пропорциональна числу соударений, которые претерпевают молекулы реагирующих веществ. Число соударений тем больше, чем выше концентр-ия каждого из исходных в-в или, что то же самое, чем больше произведение концентраций реагир-их веществ. Так скорость элементарной реакции А+В=С пропорцио-нальна произвед-ию концентрации вещества А на концентр в-ва В, т.е. вероятности столкновения частиц. Обозначая концентр веществ А и В соотв через СА и СВ можно записать V=k* СА* СВ , где k константа скорости. Полученное выражение выражает закон действия масс для химической реакции, протекающей при столкновении двух частиц: при постоянной темпер-ре скорость химической р-ии прямо пропорциональна произвед концентрации реагирующих веществ.
24.Факторы влияющие на скорость химической реакцииК важнейшим факторам влияющим на скорость реакции относятся следующие: природа реагирующих веществ, их концентрации, темпер-ра, присутствие катализ-ра.Влияние природы реагир частиц опред-ся их атомным составом, пространственным строением и молекулярными свойствами. Поскольку реагирующие молекулы обычно содержат много атомов, то элементарный акт химической реакции характер-ся многомерной поверхностью потенциальной энергии. Концентрация в-в.Необходимым условием того чтобы между частицами исходных веществ произошло химическое вз/д, явл-ся их столкновение друг с другом. Только при этом станут возможны те переходы электоронов и перегруппировки атомов, в рез-те которых образ-ся молекулы новых веществ.- продуктов реакции. Поэтому скорость пропорциональна числу соударений, которые претерпевают молекулы реагирующих веществ. Число соударений тем больше, чем выше концентр-ия каждого из исходных в-в или, что то же самое, чем больше произведение концентраций реагир-их веществ. Зависимость от темпер-ры. Молекулярно-кинетическая теория газов и жидкостей дает возможность подсчитать число соударений между молекулами в-в при определенных условиях. С ростом темпер-ры число активных молекул возрастает. Отсюда следует, что и скорость химической реакции должна увеличиваться с повышением темпер-ры. Действительно , при возрастании темпер-ры химические реакции протекают быстрее. Возрастание скорости р-ии с ростом темпер-ры принято характер-ть температ-ым коэффициентом скорости реакции- числом, показыв-им, во сколько раз возрастает скорость данной реакции при повышении темпер-ры на 10 градусов. Более строго зависимость скорости р-ии от темпер-ры описывается уравнением Аррениуса. Катализатор. В-ва, не расходующиеся в рез-те протекания реакции, но влияющие на ее скорость, наз-ся катализаторами. Явление изменения скорости р-ии под действием таких веществ наз-ся катализом. Различают гомогенный и гетерогенный катализ. В случае гомогенного катализа катализатор и реагирующие вещества образуют одну фазу. В случае гетерогенной катализа катализ-р находится в системе в виде самостоятельной фазы.Катализ-ры, уменьш-ие скорость р-ии наз-ся ингибиторами. В большинстве случаев действие катл-ра объясняется тем что, он снижает энергию активации р-ии. В присутствии катал-ра изменяется путь, по которому проходит суммарная р-ия, образуются другие переходные состояния с иными энергиями активации, а поэтому изменяется и скорость химической р-ии.
25.Обратимые реакции и химическое равновесие.Обратимые р-ии протекают в прямо и обратном направлениях, поэтому при расчете скорости процесса необходимро учитывать скорости прямых и обратных реакций. По мере протекания реакции концентрации исходных в-в умен-ся, а продуктов р-ии-увел-ся. При некот концентрациях исходн в-в и продуктов реакции скорости прямой и обратной реакции становятся равными. Для обратимых химических р-ий необходимо учитывать скорость как прямых так и обратных р-ий. Константа химич-го равновесия равна отношению констант скоростей прямой и обратной р-ий.