A kémiai reakciók sebességének
Kémiai kinetika - a tanítás a sebességét és mechanizmusát a kémiai reakciókat.
Tanulmány a reakciósebesség, hogy adatokat szerezzen arról befolyásoló tényezők a kémiai reakció sebessége, valamint a tanulás mechanizmusait kémiai reakciók végezzük kísérletileg.
A kémiai reakció sebessége - koncentráció változtatása a reaktánsok egyikének, vagy reakciótermékek időegység állandó térfogatú rendszerben.
Az arány a homogén és heterogén reakciók különbözően határozzuk meg.
Sebességének a meghatározására kémiai reakciólépések felírható matematikai formában. Tegyük fel, hogy - a sebessége a kémiai reakciók homogén rendszerben, nB - száma mól anyagok bármelyike kapott a reakció során, V - a rendszer térfogata, - az időt. Aztán a határ:
Ez az egyenlet egyszerűsíthető - az arány a hatóanyag a térfogatot képviseli a moláris koncentrációja az anyag NB / V = cb. ahol DNB / V = DCB és végül:
A gyakorlatban a mért koncentráció egy vagy több anyag meghatározott időközönként. koncentráció időbeli kiindulási anyagokat csökken, és a termék koncentrációja - növekvő (1. ábra).
Ábra. 1. Változások a koncentrációja a kiindulási anyag (a) és a reakcióterméket (b) az idő
Befolyásoló tényezők a vegyi reakciók arányát
Befolyásoló tényezők a mértéke a kémiai reakció: a természet a reagensek, azok koncentrációja, hőmérséklet, katalizátor jelenlétében rendszer, a nyomás és a mennyiség (gázfázisban).
A hatása a koncentráció mértéke kémiai reakció kapcsolódó alaptörvénye kémiai kinetika - a tömeghatás törvénye (ZDM) kémiai reakció sebessége egyenesen arányos a termék a reagáló anyagok koncentrációit, hatványozási azok sztöchiometriai arányok. ZDM figyelmen kívül hagyja a az anyagok koncentrációjának a szilárd fázis a heterogén rendszerek.
A reakciót a mA + Nb = PC + QD matematikai kifejezést ZDM rögzítésre kerül:
= K × CA m × CB n
= K × [A] m × [B] n.
ahol k - sebességi állandója egy kémiai reakció, amely a kémiai reakció sebessége a reaktánsok koncentrációja 1 mol / l. Ezzel szemben a kémiai reakció sebessége, k független a reaktánsok koncentrációja. Minél nagyobb a K, a reakció gyorsabb.
A függőség a kémiai reakció sebessége a hőmérséklet meghatározása a van't Hoff-szabályt. Van't Hoff szabály: ha a hőmérséklet emelkedik minden tíz fok mértéke a legtöbb kémiai reakció növeli mintegy 2-4 alkalommal. A matematikai kifejezés:
(T2) = (T1) × (T2-T1) / 10.
ahol - a hőmérsékleti együtthatója van't Hoff mutatja, hogy mennyi a reakció sebessége a hőmérséklet növelésével ismét emelkedett 10 ° C-on
Molekuláris és a reakció érdekében,
Molekularitás reakciót határozza meg a minimális számú molekulák egyidejű reagált (résztvevő elemi esemény). megkülönböztetni:
- unimolekulás reakciók (példák a bomlási reakció)
= K × C, -dc / dt = kC
Azonban nem minden reakciót, figyelemmel a monomolekulás egyenlet.
= K × C1 × C2. -dc / dt = K × C1 × C2
- trimolekuiáris (nagyon ritka).
Molekularitás reakció lefutását valódi mechanizmus. Rögzítése a reakció egyenletet, hogy meghatározza annak molekuláris lehetetlen.
Az, hogy a reakció lefutását formájában kinetikus egyenlet a reakció. Ez összegével egyenlő mutatók a koncentráció mértéke ebben az egyenletben. Például:
= K × C1 2 × C2 - harmadik érdekében
Az, hogy a reakció lehet frakcionált. Ebben az esetben azt állapítjuk meg kísérletileg. Ha a reakció egy lépésben, a sorrendben a reakció és molekuláris egybeesik, ha több lépésben, a sorrend határozza meg a leglassabb lépésre, és molekularitás egyenlő ezt a reakciót.
Példák problémák megoldása
A reakció a következő egyenlet szerint 2A + B = 4C. A kezdeti A vegyület koncentrációja 0,15 mól / l, és 20 másodperc után - 0,12 mol / l. Számítsuk ki az átlagos reakció sebességét.
Írunk a kifejezés kiszámításának átlagsebesség a kémiai reakció:
= ± δs / At
= ± (0,15 - 0,12) / (20-0) = 0,144 mol / PS