21. Еа. Р-ии между какими частицами идут с заметной V при ну, какие р-ции требуют инициирования?

Энергия Активации –средняя избыточная энергия, которой должны обладать частицы, чтобы произошла реакция (Е_{активации}, кДж). Потенциальный барьер, разделяющий исходное и конечное состояние системы, которыйдолжны преодолеть реагирующите частицы, чтобы произошла реакция .

Она тратится на:

• Преодоление сил, отталкивающих при сближении частиц (электронные облака отталкиваются)

• Разрушение старых связей

• Изменение электронной конфигурации реагентов

Реакция идет: Е Е_{активации}

Чем больше Е_{активации} , тем меньше V химической реакции, так как меньше будет активных частиц, способных вступить во взаимодействие.

Зависимость Е_{активации} от природы реагентов:

1. если Еа < 100 кДж/моль, то такие реакции относятся к быстрым – они с заметной скоростью протекают уже при стандартных условиях. К ним относятся реакции, с участием свободных атомов, противоположно заряженных ионов, радикалов, а также реакции между самыми активными Ме и НеМе.

2. если Еа >=100 кДж/моль, то такие реакции или не идут, или с очень медленно. Они требуют инициирования ( активирования, т.е создания в системе активных частиц –активных молекул, атомов, радикалов, ионов)

методы инициирования:

1. термическое

2. фотохимическое (h- облучая систему, создаем в ней акт. частицы)

3. радиационно- химический (энергия в сист подается потоком частиц с высокой энергией – нейтроны, протоны и т.п)

22. Зависимость скорости реакции от температуры ( уравнение Аррениуса, правило Вант-Гоффа).

V большинства хим реакций при увеличении t возрастает, так как увеличивается число активных молекул. Теоретичеки определено, что при увеличении Т на 10⁰С доля активных молекул увеличивается в 2,76 раз. При этом <V> (средняя) возрастает на 2%

Правило Вант-Гоффа (эксперимент зависимость)

При ↑ Т на 10⁰С v _{химической реакции} ↑ в 2-4 раза

- температурный коэффициент = 2 – 4

- зависимость Вант-Гоффа

Уравнение Аррениуса

К-константа скорости, К= V при С_Т=1моль/л ; А-число столкновений ; R- универсальная газов постоян= 8,314 Дж/моль*К

Значение зависимости: позволят определить Еа и сделать вывод о механизме процесса

Определение Еа:

• Аналитический метод

• Графический способ ln k=ln A – Е_а/ RT (1/T)

23. Катализ. Гомогенный, гетерогенный и ферментативный катализ.

Катализ – это явление изменения скорости или инициирования реакции под действием катализаторов.

- положительный (ускорение); - отрицательный (ингибирование - замедление).

Особенности действия катализатора

Катализаторы –вещества, ускоряющие реакцию, но в результате реакции они не расходуются и не изменяют своё физико-химическое состояние.

1. Катализатор не изменяет начального и конечного состояния системы, не влияет на стехиометрические коэффициенты. ΔН_{кат =}ΔН_некат ΔG_{кат =}ΔG_некат

2. Он не смещает равновесия. Он лишь ускоряет время достижения равновесия.

3. Он создает новый путь процессу,

4. Он снижает Еа, т.к. стадия образования и разложения характерна низкая энергетич активность.

5. Катализатор обладает избирательностью, те есть если в системе протекает несколько реакций, то она выбирает одну.

Виды

1. Гомогенный И катализатор, и в-ва, и продукты – все находятся в однородной фазе (напр в газообразной или жидкой). Реакции гомогенного катализа, как правило, протекают внутри цепных с помощбю радикалов

2. Гетерогенный – катилиз, при котором катализ, реагент, продукты нах не в разных фазах.

Реакции протекают непосредственно на поверхности катализатора и представляют собой сложную реакцию минимум из 5 стадий:

1) Подвод вещества к поверхности

2) Абсорбция веществ на поверхности К – самая важная стадия. Явление поглощения ( или концентрирования ) вещества на поверхности К за счет различных взаимодействий. Роль абсорбции - подготавливать молекулы реагентов к химический реакции. Ослабляет в них связи, приводит их в более активное состояние.

3) Химческая реакция между веществами, находящимися в абсорбированном состоянии протекают быстрее, т.к. Еа

4) Десорбация – процесс, обратный абсорбации

5) Отвод продуктов

Чтобы искл влияние 1) и 5) подвод и отвод продуктов осуществляется принудительно с примененимем инертного газа или жидкости.

3. Ферментативный Протекает с участием особых белковых молекул – ферментов. Строение ферментов характеризуется наличием трехмерной полости определенного размера и форм, в которых расположены активные центры.

Особенности ферментного катализа:

1. Высокая избирательность то есть фермент способен взаимодействовать только с тем реагентом, с которым у него комплемертарность

2. Характеризуется резким снижением Еа 40-60 кДж => V увелич в 100-1000 раз

3. Они не подчиняется закону Аррениуса. Наиболее эфеективное действие фермента реакции происходит при t>60⁰C, так как при t>60⁰C разрушаются водородные связи. 90% всех произвольных процессов проводят с участием катализатора.