A kémiai reakció sebessége
A alapkoncepciója kémiai kinetika - mértéke egy kémiai reakció. A kémiai reakció sebessége változik a reagáló anyagok koncentrációit időegység.
Matematikailag meghatározására átlagsebessége VaV reakció időintervallumban # 916; t van írva a következő:
Speed Kémia - skalár érték pozitív, az arány lehet pozitív vagy negatív után, attól függően, hogy a DC-kiszámítása a kiindulási anyagok vagy termékek. Nyilvánvaló, hogy a koncentrációja a kiindulási anyagok ideje csökkenthető (# 916; Siskh <0), а концентрации продуктов реакции увеличиваются (ΔСпрод> 0). Ezért, a számítás a kiindulási anyagok egyenletben (2.1.1) választjuk mínusz, és a termék - plusz.
A igaz (vagy pillanatnyi), a reakció sebessége úgy definiáljuk, mint a koncentráció a derivált idő:
Grafikus ábrázolása a reaktánsok koncentrációja időben úgynevezett kinetikus görbe (ábra. 2.1.1).
Ábra. 2.1.1Kineticheskie görbéit a kiindulási anyagok az (A) és a reakció termékek (B)
Igaz reakció sebességét lehet grafikusan határozzuk meg felhívni a érintő kinetikai görbe (ábra 2.1.2.); valódi reakciósebesség aránya egy adott időben egyenlő az abszolút értéke a lejtőn a érintője (a meredekség egy adott pontban):
Ábra. 2.1.2. Grafikus meghatározás Wist
Meg kell jegyezni, hogy abban az esetben, hogy a sztöchiometrikus együtthatók a kémiai reakcióegyenlet nem ugyanaz, a nagysága a reakció sebessége függ a koncentráció változását a reagens meghatároztuk. Nyilvánvaló, hogy a reakció
hidrogén koncentrációját, az oxigén és a víz megváltozott különböző mértékben. A reakció sebessége számos tényezőtől függ: a természet a reagensek, azok koncentrációja, hőmérséklet, az oldószer jellegétől, stb
Az alapvető posztulátum kémiai kinetika # 8210; tömeghatás törvénye
A kémiai kinetika alapul az alapvető posztulátum kémiai kinetika: a kémiai reakció sebessége egyenesen arányos a termék a reagáló anyagok koncentrációit, hozott néhány fokkal.
E. AA reakció + BB +. -> termékek felírható:
A K együttható az arányossági tényező a kémiai reakció sebességét. A sebességi állandó számszerűen egyenlő a reakció sebességét minden koncentrációban a reagensek egyenlő 1 mol / l. A sebességi állandó jellegétől függ a reagensek és a reakciókörülmények - hőmérséklet, katalizátor, stb
Függése a reakciósebesség a reaktánsok koncentrációja (2.1.3 egyenlet) kísérleti úton határozzuk meg, és hívják a kinetikai egyenlete a kémiai reakció. Nyilvánvaló, hogy annak érdekében, hogy rögzítse a kinetikus egyenlet, meg kell kísérletileg nagyságának meghatározásához a sebességállandók és kitevők koncentrációban a reagensek. A kitevő minden egyes koncentrációjánál a reagensek kémiai reakció kinetikai egyenlet (egyenlet (2.1.3), illetve X és Y) egy speciális eljárás a komponensek reakciója az A és a B, ill. A összege a kitevőket a kinetikus egyenlet a kémiai reakció (2.1.3) jelentése egy olyan általános reakcióvázlatot érdekében n
Hangsúlyozni kell, hogy a sorrendben a reakció lefutását a kísérleti adatokból, és nincs kapcsolatban általában a reaktánsok sztöchiometrikus aránya a reakcióegyenlet.
Azonban, az elemi reakciók (azaz reakciókat egyetlen lépésben) kitevőket a kinetikus egyenlet gyakran egybeesik a reaktánsok sztöchiometrikus aránya:
A kémiai reakció kinetikája osztályozni legnagyobb általános reakciót. Tekintsük a kinetikus egyenletek különböző megrendeléseket.
nullarendűkinetikák
Zéró-rendű reakciókinetikai egyenlete a következő formában:
Nulla rendű reakció sebessége időben állandó, és nem függ a koncentrációt az reagensek. Ez jellemző azon folyamatok, amelynek sebessége kisebb, mint a szállítási sebessége a reagensek a reakció-helyre viselkedését. ez gyakran a heterogén fellépő a felületen.
A megy nulla rendű, és a reakciósebesség korlátozza az energiaellátás szükséges, hogy aktiválja a reaktáns molekulák (például, fotokémiai reakció, ahol a meghatározó tényező az, például, a fény mennyiségét abszorbeált, és nem pedig az anyag koncentrációja). Ezen túlmenően, a katalitikus reakciók gyakran sebességet úgy határozzuk meg, a katalizátor koncentrációját (enzim), és nem függ a reaktánsok koncentrációja.
Elsőrendű reakció
Tekintsük az idő függvényében a koncentrációt a kiindulási anyag egy esetén elsőrendű reakció
azzal jellemezve, hogy egy első rendű reakciókinetikai egyenlete formájában
Egyenlete az elsőrendű sebességi lehet leírni elemi unimolekulás reakciók (izomerizáció, hőbomlás és mtsai.), És a reakcióelegyet egy bonyolult mechanizmus, mint például a hidrolízis a szacharóz glükózzá és fruktóz. Ez a reakció a bimolekuláris, azonban, mivel a nagy mennyiségű víz sebessége függ csak a szacharóz koncentráció.
másodrendű reakció
A reakciók másodrendű kinetikai egyenlet a következő formában:
Egy példa a másodrendű reakciók kialakulását és bomlását hidrogén-jodid, azaz előre és hátra reakciók a rendszerben:
valamint bomlása nitrogén-dioxid