21)Скорость гетерогенных реакций. Гетерогенный катализ.

Ответ: Скорость химической реакции - измеряется изменением концентрации реагирующих химических веществ в единицу времени . [c]=[моль/л], [ ]=[мин,с], =[моль/л*мин или моль/л*с]. Рассмотрим некоторую реакцию: А+B=AB. Уменьшим концентрацию всех А и В и увеличим концентрацию АВ может протекать по линейному механизму и по более сложному не линейному . Скорость в пределах - скорость постоянна, её называют – средней скоростью. Vср – определяется угла наклона прямой к оси времени. В этом случае скорость реакции в пределах не постоянна, а изменяется, чем меньше , тем ближе сред. приближается к истинной в момент времени . Когда стремится к 0 получаем истинную (мгновенную) скорость: . определяется угла наклона к касательной кривой к оси времени. Факторы влияющие на скорость реакции: 1)природа реагирования вещества; 2)концентрация; 3)температура; 4)давление (для реакций с участием газов и паров); 5)присутствие катализатора и др. Мы знаем, что элемент активного взаимодействия происходит при столкновении молекул, однако не каждое столкновение приводит к реакции. Результат бывают столкновения только между активными молекулами. Активные молекулы – это молекулы обладающие повышенным запасом энергии, достаточным для осуществления данной реакции. Активные молекулы – появляются в результате перераспределении энергии которая происходит при их столкновении друг с другом не приводящие к реакции. Число активных молекул определяется по формуле: Масквелла-Больцмана: , где: n – число активным молекул, n₀ – общее число молекул, e – основание натурального логарифма, R – универсальная газовая постоянная, Т – температура по Кельвину, Eакт (кДж/моль) – энергия активации. Энергии активации – это энергия необходимая для преодоления силы отталкивания электронных оболочек с ударяющейся молекулой, более строгая объяснение на примере конкретной реакции: Преобразуя активные комплекса одновременно разрывает старые связи (затраты E) и образуются новые связи выделение E, в результате общей её активной равной их сумме меньшей. Энергия которая необходима для перевода реагирующих веществ в состояние активного комплекса и есть энергия активнее, чем Eа меньше чем выше реакций способной молекулы. Условно: Eакт<40 кДж/моль – быстрые реакции; Eакт.=40-120 – реакция средней скорости, Eакт>120 – медленные реакции. Другим важным фактором – является взаимная ориентация активной молекулы в момент соударения. Чтобы прошла реакция активной молекулы должны столкнуться активными участками. Вероятность надлежащей ориентации активных молекул в момент соударения определяется энтропией активации (Sакт): ,

Гетерогенный катализ: При таком катализе реакции протекает на поверхности катализатора. Отсюда следует, что активный катализатор зависит от величины и свойств его поверхности. Для того, чтобы иметь большую “развитую” поверхность, катализатор должен обладать либо пористой поверхностью, либо находиться в мелко раздробленном состоянии. Схема гетерогенного катализа: 1)адсорбция (поглощение катализатором исходного вещества); 2)химическая реакция (на поверхности катализатора); 3)десорбция (удаление с поверхности катализатора продуктов реакции). Пример: