24) Уравнение Аррениуса. Предэкспоненциальный множитель. Стерический фактор.

При фиксированной температуре Т реакция возможна, если взаимодействующие молекулы обладают определенным запасом энергии. Эту избыточную энергию Аррениус назвал энергией активации, а сами молекулы активированными. Аррениус вывел уравнение, связывающее константу скорости с энергией активации и температурой

К=А где А – предэкспотенциальный множитель е-экспонент Еа – энергия активации R – газовая постоянная

Величина Еа характеризует природу реагирующего вещества и определяется экспериментально из зависимости константы скорости при разных температурах. K=f(T)

Если записать уравнение Аррениуса в логарифмическом виде и рашать его для констант при двух температурах, то можно легко определить

Ln k1/k2=T2-T1/RT2*T1

Ea=RT2T1ln(-k2/k1)/T2-T1

предэкспоненциальный множитель –характеризует общее число соударений для реакции с простыми молекулами. Этот множитель близок к теоретической величине соударений(z)

z рассчитывается из кинетической теории газов А = z

Для сложных молекул А≠ z,поэтому вводится стерический фактор А = zp

Cтерический фактор учитывает то обстоятельство, что для взаимодействия сложных активных молекул необходима определенная взаимная ориентация: течению процессов способствует столкновение молекул в положениях когда в соприкосновениях приходят их реакционно-способные связи или неподеленые пары электронов

К= zp e–Ea/RT

z-число всех соударений

p-доля соударений благоприятных в пространственном отношении

e–Ea/RT доля благоприятных в энергетическом отношении соударений

Анализируя уравнение Аррениуса делаем вывод, что существуют две принципиальные возможности ускорения реакции: 1)увеличение температуры 2)снижение энергии активации.

25) Химическое равновесие. Влияние различных факторов на сдвиг химического равновесия. Принцип Ле Шателье.

Химическое равновесие :Термодинамическим условием химического равновесия является значение:∆G=0

При химическом равновесии скорость реакции в прямом направлении равна скорости реакции в обратном направлении. В условиях химического равновесия концентрация исходных веществ и продуктов реакции не изменяется во времени и называются равновесными концентрациями. Для характеристики состава химического равновесия было введено понятие константа химического равновесия. Эта величина определяется из закона действующих масс и представляет собой отношение концентраций продуктов реакций и исходных веществ.

аА+вВ‹―›сС+dD

Это уравнение является вариантом математического уравнения закона действующих масс и формулирует: отношение произведений равновесных концентраций продуктов реакций в степенях их стехиометрических коэффициентах к произведению равновесных концентраций исходных веществ в степенях их стехиометрических коэффициентов при постоянной температуре является величина постоянная (Const.)

Влияние различных факторов на сдвиг химического равновесия:

1)Влияние температуры.

С повышением температуры равновесие смещается в сторону эндотермических реакций, т.е. реакций протекание которых обеспечивает поглощение теплоты. Повышение температуры вызывает увеличение константы равновесия , соответственно возрастают отношения концентраций продуктов реакции к концентрации исходных веществ , т.е. равновесие смещается в сторону эндотермической реакции.

2)Влияние общего давления в системе

Если в результате реакции изменяется число молей газообразного вещества , то изменение общего давления в системе вызывает смещение равновесия в соответствии с принципом Ле-Шателье , увеличение общего давления в системе вызывает смещение равновесия в сторону уменьшения числа молей газообразного вещества , т.е. в сторону уменьшения давления.

3)Влияние концентрации компонентов системы.

Если в систему добавить Метан , т.е. увеличить концентрацию , то равновесие системы нарушится. При этом ускоряется прямая реакция, что приводит к увеличению концентрации продуктов реакции. В результате происходит уменьшение концентрации газообразной воды и равновесие смещается вправо. Процесс будет протекать до тех пор , пока не установится новое равновесие. Новое равновесие концентрации всех компонентов будет таким , чтобы константа равновесия оставалась постоянной.

Принцип Ле-Шателье

При внешнем воздействии на систему происходит смещение химического равновесия, т.е. изменение равновесной концентрации исходных веществ и продуктов реакции. Если в результате внешнего воздействия увеличится равновесие концентрации исходных продуктов реакции , то говорят о смещении равновесия вправо , если вследствие внешнего воздействия увеличится равновесие концентрации исходных веществ , то говорят о смещении влево. Характер вмещения под влиянием внешних воздействий можно прогнозировать, применяя принцип Ле-Шателье.

Принцип: Если на систему находящуюся в равновесном состоянии оказывается внешнее воздействие , то равновесие смещается в таком направлении которое ослабляет внешнее воздействие.

Принцип следует из закона действующих масс, если система находится при постоянной температуре , то константа равновесия при внешних воздействиях остается постоянной , поэтому любое изменение равновесных концентраций одного или нескольких веществ должно приводить к такому изменению равновесных концентраций других веществ , чтобы соблюдалась константа равновесия.