A rend és Molekuláris egyszerű kémiai reakciók - studopediya
Szerint a tömeghatás törvénye, a valódi sebessége egyenesen arányos a termék moláris koncentrációja a reagensek, hozott fokban, egyenlő a sztöchiometriai arányok a reakció egyenletben.
Az új formula a kapott homogén reakció sebességét jelenti változások a moláris koncentrációja egyik anyag (forrás vagy cél) egységnyi idő.
Ábra. 36. koncentráció változtatása a kezdeti (1), és a végén (2), az anyag a reakcióidő függvényében
A kémiai reakciók sebességének lehet a nagyon széles értéktartomány. Néhány reakció végén belül milliszekundum (égés és bomlása robbanóanyagok, puskapor), időtartama egyéb mért percek, órák, napok. Geokémiai reakciók zajlanak az anyagok között a kéreg fordulhat elő, több ezer éve.
Figyelembe a kémiai kinetika a folyamat kell osztani 2 csoport: homogén és heterogén. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a természet és a módszer, hogy természetesen jelentős mértékben függ ez a jellemző. Ezen túlmenően, a hozzárendelés egy adott választ egy homogén vagy getergennoy halmazállapotát esetben csak a kiindulási anyagok, de nem a végtermékekben.
Úgynevezett homogén kémiai reakció, amelynek során a kiindulási anyagok ugyanabban aggregált állapotban, vagy ugyanabban a (folyékony vagy gáz-halmazállapotú) fázisban. Így anyagok között elérhető felület.
homogén reakció előforduló gázfázisban;
homogén reakció előforduló a folyadékfázisban.
A jellemző homogén reakciók, hogy ők végeznek a térfogatváltozás a rendszerben, azaz, ütközés a molekulák vagy ionok a kiindulási anyagok is előfordulhat bármely pontján.
Úgynevezett heterogén kémiai reakció, amelynek során a kiindulási anyagok a különböző fázisok, és általában különböznek egymástól halmazállapotát. De lehet, hogy heterogén reakciók, amelyekben a különböző fázisok ugyanabban halmazállapotát. Például, a két nem elegyedő folyadék: a szénhidrogén és a víz. Ezekben a rendszerekben, a kiindulási anyagok mindig jelen vannak a felszín alatt, amelyen a heterogén reakció előrehalad.
Heterogén fellépő felületén a szilárd anyag;
Heterogén reakciók a folyadék felszínén.
Ha figyelembe vesszük a biokémiai folyamatok az élő szervezetben, ez gyakran nehéz a számukra, hogy a megfelelő típust, mint bizonyos esetekben, nem tudja megállapítani, hogy az aggregált állapotát minden kiindulási anyagokból. Különösen vonatkozik a reakciók mennek végbe, vagy a felületen a biológiai membránok és részvételével biopolimerek (fehérjék, poliszacharidok). Ugyanakkor, tartozik reakciói homogén vagy heterogén jellege jelentős hatással van nemcsak a sebesség, hanem a módszer annak meghatározására.
Ebben az esetben, a sebesség (# 965;) homogén reakciót változásokat tesz a mólszáma egyik anyag (primer vagy végleges) egységnyi idő egységnyi hogy a rendszer térfogata:
ahol n1 és n2 - száma a vegyi anyagok, illetve a kezdeti (T1) és a vége (t2) időpontban; V - a rendszer térfogata, amelyben a reakció végbemegy; # 8710; t - a reakcióidő.
Ha a reakció sebessége határozza számának növelésével mol véges anyagok előtt egyenlet tegye a „+” jel, hiszen ebben az esetben # 8710; n> 0 (n2> n1).
Ha a reakció sebessége határozza meg a csökkentés a mólszámainak a kiindulási anyagok, mielőtt az egyenlet tegye a „-” jel, mint a jelen esetben # 8710; n <0 (n2 A számítására használt egyenlet a homogén kémiai reakció sebessége lehet matematikailag átalakítottuk figyelembe véve azt a tényt, hogy a ahol a C1 és C2 → a moláris koncentrációja az anyag a kezdeti (T1) és a vége (t2) alkalommal. Ebben az esetben, ha a sebessége a homogén reakció alapján határozzuk meg, hogy csökkenti a moláris koncentrációja az egyik a kiindulási anyagok, mielőtt a képlet tegye a „-” jel. Sebesség homogén reakció méretükben mol / dm 3 # 8729; vagy c mol / m 3 # 8729; s (SI). A gyakorlatban a biokémiai vizsgálatok mellett a moláris koncentrációját (mol / l) alkalmazunk, és más koncentrációban oldott anyagok: tömeg - mg / 100 ml; tömegtört -.% / 100 ml sebességgel, stb Az egységeket akkor lenne, illetve mg / 100 ml · s,% / 100 ml · s. Ha szükséges, akkor lehet alakítani SI mértékegység. Heterogén reakció sebességét értjük változás a mólszáma egyik anyag (forrás vagy cél) egységnyi idő per egységnyi felületén a részében aggregált állapotok vagy fázisok (mivel nem heterogén reakció teljes térfogatában a rendszer, és a felület Államok aggregáció) ahol S - felületének fázishatár. heterogén reakció sebessége a dimenzió mol / m 2 # 8729; a. Gyakran szilárdanyag felülete nagyon porózus és a fejlett. A pontos értékét a terület ebben a tekintetben szinte lehetetlen meghatározni. Ilyen esetekben, a átlagsebesség kiszámítása heterogén reakcióelegyet képletű ahol m - tömege a szilárd fázis Az arány dimenziója mol / kg s. Szerint a fenti képlet, mindig határozza meg a sebességet, amellyel fogyasztásának vagy tárolásának csak az egyik anyag vesz részt a reakcióban. De mint minden rokon anyagok a kémiai reakció egyenlete sztöchiometrikus együtthatók megváltoztatni a mennyiségét vagy koncentrációját egyikük vezet egyenértékű változás a mennyiségét és koncentrációját a többiek. Tegyük fel például, hogy a sebesség N2-fogyasztás a kémiai reakció NH3 szintézis egyenlő 2 mol / dm 3 # 8729; a. Tekintettel a sztöchiometrikus együtthatók H2-fogyasztás arány lesz 2 # 8729; 3 = 6 mol / dm 3 # 8729; a, A fenti egyenletek tudja számítani az úgynevezett átlagos reakciósebességet, azaz aránya bizonyos ideig # 8710; t. Úgy gondoljuk, hogy ezen időtartamon belül, a sebesség ugyanaz marad, de ez nem az. Miután a kiindulási anyag folyamatosan elhasználódik, és ezért meg kell folyamatosan csökken, és a reakció sebessége. Ezért a koncepció a valódi vagy pillanatnyi sebességét. ez az arány az adott pillanatban. Matematikailag pillanatnyi sebesség vagy igaz (Uist.) A reakciót rendszerint kifejezett hozzáállás végtelenül mennyiségi változás anyag # 916; n (vagy annak koncentrációja # 916; C) egy végtelenül időköz # 916; t, amely alatt nem volt változás, vagy az idő szerinti deriváltja a kémiai anyag vagy mennyiségű koncentráció: Egy homogén kémiai reakciók valós expressziós Tehát, az a fajta reakció ahol k - arányossági tényező, az úgynevezett sebességi állandó a kémiai reakció. Ez megegyezik a reakció sebességét abban a pillanatban, amikor az a moláris koncentrációja kiindulási anyagok 1 mol / dm 3. A sebességi állandó nem függ a kezdeti koncentráció és állandó hőmérsékleten, és a katalizátor távollétében állandó ebben a reakcióban. Határozzuk meg a k értéket minden egyes reakció empirikusan. A tömeghatás törvénye alapján hatalmas kísérleti anyagot fogalmazott 1867-ben a norvég tudósok Gulberg K. és P. Vahe, és tőlük függetlenül 1865-ben a magyar tudós NI Beketov. Végén a XIX században, a „koncentráció” még nem került bevezetésre, és vegyészek használata helyett a „tömeghatás”. A reakciót a szintézis HI Igaz reakciósebesség lehet képlettel számítottuk ki: Kiszámításakor a sebessége a heterogén reakcióelegyet, csak az ezen anyagok koncentrációjának helyettesítik be az általános képletű, amelyek oldatban vagy gáz halmazállapotú, mivel a szilárd anyag koncentrációja az egész reakció állandónak tekinthető, és figyelembe veszik a értéke a sebességi állandó. Például: Származtatott alapuló tömeghatás törvénye matematikai egyenlet, hogy lehet kiszámítani a sebességet a kémiai reakció az úgynevezett elsődleges (fő) kinetikai egyenlet. Kinetic besorolása a kémiai reakciókat. A fő kémiai reakció kinetikai egyenlettel a, b, ... - állandó nem koncentrációjától függően a nevezett anyagok elsőrendű reakció árak, illetve a reagensek A, B, .... Ezek összege (a + b + ... = n) a teljes vagy teljes érdekében reakciót. reakció érdekében tekintetében egyes reagenseknek (a reakció érdekében, vagy magán) egybeesik a sztöchiometriai együttható a kémiai egyenlet egyszerű reakciókat egyetlen lépésben. Az elemi esetben, egy ilyen reakció (ütközések) játszanak szerepet, és változtatásokat nem több, mint három részecskék: molekulák, ionok vagy gyökök. Ennek megfelelően különbséget monomolekulás. és bimolekuláris reakció trimolekuláris (az utolsó rendkívül ritka). Tetra- és egyszerűbb molekuláris reakciók ismert, mivel valószínűsége egyidejű ütközés a 4 vagy több, a részecskék rendkívül kicsi. Tehát a molekuláris reakciók fejezhető csak egész szám. A elemi esemény vetjük alá transzformációs reakció monomolekuláris egy részecske, és a termékként lehet kialakítva nem csak egy, hanem két másik bit (bizonyos esetekben, három vagy több). Sematikusan leírható az alábbiak szerint: A → B; A → 2B; A → B + C; A → B + C + D A kinetikai egyenlete ilyen reakciók a következő: Ez az egyenlet egy elsőrendű reakció (és az általános eljárás a magán- és vannak azonos, és egyenlő 1). Unimolekulás reakciók általában endoterm, és aktiválást igényelnek azok előfordulásnál, azaz Egy átmenet egy részecske a gerjesztett állapotban A *. amelynek energiája elegendő ahhoz, hogy leküzdeni a potenciális akadályt a reakciót. Monomolekuláris leggyakrabban bomlási reakció vagy a izomerizációs bizonyos anyagok, mint például: 1) disszociációs molekuláris brómot 2 radikális 2) termikus bomlása dimetiléter 3) izomerizációja ammónium-tiocianát, tiokarbamid Az elemi esemény bimolekuláris reakció konverziós mennek keresztül két (azonos vagy különböző) részecskéket, és így egy vagy több részecskét termékek: 2A → C; 2A + B → C; A + B → C + D; A + B → C; A + B → C + D + F A kinetikai egyenlet Ezeknek a reakcióknak, attól függően, hogy az a fajta prekurzor részecskék a következő: 1) u = k · (ha mind a primer részecskék az azonos); 2) u = k · CA · CB (ha a reaktánsok részecskék más természetű). Mindkét esetben, a teljes sorrendben a reakció egyenlő 2 Sőt, a reakciók az első típusú ez egybeesik a saját sorrendjét a reakció a reagens A. Egy második típusú reakciók sorrendje reakció minden egyes reaktánsok 1. Bimolekuláris reakciók a leggyakoribb, fordul elő általában a gáznemű vagy folyékony fázis és tartozhat egy egészen más típusú, például:
és NH3 felhalmozódnak a rendszer, amelynek mértéke 2 # 8729; 2 =
4 mol / dm 3 # 8729; a.
A koncepció a molekuláris és finom kémiai reakció
Aa + BB + ... →Kapcsolódó cikkek