На головну

Особливості кінетики гетерогенних реакцій

  1. Структурні особливості факторів згортання крові.
  2. I. Причини і особливості об'єднання Русі
  3. II. ОСОБЛИВОСТІ ОЛІМПІЙСЬКОГО РУХУ В Стародавньої Греції
  4. II. Шість основних шкіл китайської філософії і їх особливості.
  5. III.2.5. ОСОБЛИВОСТІ РОЗВИТКУ ОСОБИСТОСТІ І емоційно-Вольова СФЕРИ
  6. IV. Особливості продажу товарів в підприємствах (відділах, секціях) самообслуговування
  7. sf 50. Класична і некласична науки. особливості стилю

Гетерогенні реакції мають велике значення в техніці: це горіння твердого та рідкого палива, корозія металів і сплавів. У цьому випадку реакція йде на поверхні розділу фаз, яка служить реакційним простором гетерогенної хімічної реакції. Концентрацію газоподібних і рідких речовин в реакції вимірюють кількістю молей припадають на одиницю реакційної поверхні (моль / м2, Моль / см2) І називають поверхневою концентрацією - сs.

,

.

Залежність швидкості гетерогенної хімічної реакції від поверхневої концентрації речовин в реакції визначається законом діючих мас. Так, реакція горіння вугілля протікає тим швидше, чим інтенсивніше подається до вугілля кисень. У разі гетерогенних реакцій в рівняння закону діючих мас входять концентрації тільки тих речовин, які знаходяться в газовій фазі або в розчині. Концентрація речовини, що знаходиться в твердій фазі, зазвичай є постійною величиною і тому входить в константу швидкості. Наприклад, для гетерогенної реакції горіння вугілля

С(К) + Про2 (г) = СО2 (г)

кінетичне вираження рівняння швидкості реакції за законом діючих мас запишеться так

,

де ;

k - Константа швидкості реакції;

сs (Про2) Поверхневі концентрація кисню, моль / м2 .

У деяких випадках через труднощі вимірювання поверхневої концентрації використовують об'ємну концентрацію (моль / л). Наприклад, швидкість реакції Si(К) + Про2 (г) = SiО2 (к) розраховують за рівнянням

,

де v - Швидкість реакції, моль / (л с);

k - Константа швидкості, 1 / с;

с(Про2) - Концентрація Про2  в газоподібній фазі над реакційної поверхнею, моль / л.

Вимірювання швидкості гетерогенних реакцій в моль / (л с) призводить до того, що швидкість стає функцією площі реакційної поверхні, тому що чим більше ця площа, тим більше число зіткнень молекул реагуючих речовин, що знаходяться в різних фазах гетерогенної системи. Число зіткнень на одиниці поверхні розділу фаз постійно і стосовно гетерогенним процесам за законом діючих мас швидкість не залежить від площі поверхні розділу фаз, так само як швидкість гомогенної реакції не залежить від обсягу системи.

47. Молекулярність і порядок реакцій. Способу визначення порядків реакції. Молекулярної реакції називається число молекул, які безпосередньо беруть участь в елементарній реакції.

Порядок реакції по даної речовини - показник ступеня при концентрації цієї речовини в кінетичному рівнянні реакції

Методи визначення порядку хім р-ії:

метод підстановки. Полягає в експериментальному визначенні концентрації в-ва в різні моменти часу. За отриманими даними проводять розрахунок, використовуючи рівняння 1, 2 і більш високого порядку. З'ясовують, за яким з рівнянь вдалося отримати величину близьку до постійної і на цій підставі вибирають порядок реакції.

Графічний метод. Експериментально вимірявши концентрації в-ва в різні інтервали часу від початку реакції, будують графіки в залежності концентрації від часу. Реакція буде такого порядку, де зазначена залежність буде прямолінійна.

За періодом полупревращения. Відомо, що для р-ий нульового порядку період полупревращения прямо пропорційний начальнойконц реагує в-ва, 1-го порядку - не залежить від початкової концреагарующего в-ва, для 2-го порядку - обернено пропорційно початковій конц. Тому для визначення порядку р-іідостаточно експериментально визначити час полупревращения для декількох початкових концентрацій і встановити, яка залежність існує між ними.

48. Закон діючих мас для швидкості реакцій від температури. Рівняння кінетики реакцій першого порядку і другого. Правило Вант-ГоффаЗакон діючих мас в кінетичної формі (основне рівняння кінетики) говорить, що швидкість елементарної хімічної реакції пропорційна проізведеніюконцентрацій реагентів у ступенях, рівних стехиометрическим коефіцієнтам в рівнянні реакції[1]. Це положення сформульоване в 1867 році норвезькими вченими К. Гульдбергом і П. Вааге. Для елементарної хімічної реакції:

закон діючих мас може бути записаний у вигляді кінетичного рівняння виду:

де  - Швидкість хімічної реакції,  - Константа швидкості реакції.

Для складних реакцій в загальному вигляді це співвідношення не виконується. Тим не менш, багато складні реакції умовно можна розглядати як ряд послідовних елементарних стадій з нестійкими проміжними продуктами, формально еквівалентний переходу з початкового стану в кінцеве в «один крок». Такі реакції називають формально простими[2]. Для формально простих реакцій кінетичне рівняння може бути отримано у вигляді:

(Для трьох вихідних речовин, аналогічно наведеним вище рівнянням). тут , , - порядок реакції про речовини , ,  відповідно, а сума  - Загальний (або сумарний) порядок реакції. , ,  можуть бути не рівні стехиометрическим коефіцієнтам і не обов'язково цілочисельні.  при певних умовах може дорівнювати і нулю.



Окислювально-відновні електроди | Реакція нульового порядку

Залежність теплового ефекту реакції від температури. Рівняння Кірхгофа. | Розрахунок зміни ентропії в ізометричних процесах і при зміні температури | Характеристичні функції. Рівняння Гіббса-Гельмгольца. Хімічний потенціал. | Хімічна рівновага. Висновок закону діючих мас для гомогенного хімічного рівноваги. Константа хімічної рівноваги і способи її вираження. | Закон діючих мас для гетерогенного рівноваги. хімічний потенціал | Фазові переходи в однокомпонентних системах. Ур-е Клапейрона-Клаузіуса і його застосування до процесів випаровування, сублімації і плавлення. | Див. вище | електроди порівняння | Індикаторні електроди. | Реакція другого порядку |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати