А  продукты

В начальный момент  = ₀ концентрация [А] = а (максимальна)

По истечении времени  = ₁ концентрация А уменьшается [A] = а – х.

х – уменьшение концентрации.

- кинетическое уравнение реакции 1-го порядка.

[k_I] = время ^–1 (с^-1; ч^-1; сутки^-1)

Период полураспада – это время, за которое прореагировало половина исходного вещества.

_1/2 = ln2/k_I.

Кинетическое уравнение реакции 2-го порядка

А + В  продукты

a, b – концентрации А, В в начальный момент времени

a – x, b – x - уменьшение концентраций А, В в ходе реакции.

В химическую реакцию вступают только активные молекулы (скорость их выше средней и обладающие большим запасом энергии).

Энергия, необходимая для перевода частиц 1 моль вещества из стабильного состояния в активное называется энергией активации Еакт (Дж).

Её определяют по формуле Аррениуса

или преобразуя

Влияние различных факторов на скорость реакции:

1. Природа реагирующих веществ;

2. Концентрация;

3. Катализатор;

4. Температура;

Влияние температуры выражается приближённым правилом Вант Гоффа:

При повышении температуры на 10°С при постоянном давлении скорость реакции возрастает 2 – 4 раза.

k₂/k₁ = ^(t2-t1)/10

 - температурный коэффициент скорости.

k₂,, k₁ – константы скорости реакции при температурах t₂ и t₁.

Прологарифмировав это уравнение, получаем следующую формулу Вант Гоффа:

В условиях производства в реагирующей системе наряду с основной реакцией протекают побочные, приводящие к расходованию исходных веществ, но не дающие целевых продуктов. Для этого введём понятие селективность процесса S_пр

m_Ц – масса целевого продукта

m_Ц+П – сумма масс всех продуктов реакции.

Примеры решения задач по теме «Химическая кинетика»

Пример 1

Как измениться скорость прямой и обратной реакции 2 NO + O₂ 2NO₂

при увеличении давления в 3 раза при T = const.

υ2/υ1 (прямой) - ? υ2/υ1 (обратной) - ?	В задаче используем закон действия масс υ = kРАа РВb Прямая реакция (протекает слева направо) до увеличения Р υ1 = kP2(NO)P(O2) после увеличения Р υ2 = k(3P(NO))23P(O2)
Р2 = 3Р1

Скорость прямой реакции увеличится в 27 раз.

Для обратной реакции (справа налево):

υ₁ = kP²(NO₂); υ₂ = k(3P₂(NO₂))²

Скорость обратной реакции увеличится в 9 раз.

Пример 2

Константа распада Ra равна 3,7910^-3 с^-1. Определить период полураспада и время, за которое Ra распадается на 90%.

1/2 - ? 10% - ?	Используем кинетическое уравнение первого порядка: a = 100% (начальная максимальная концентрация Ra). a-x = 100 – 90 = 10% 10% = (ln(a/(a-x)))/kI 10% = (ln(100/10))/3,7910-3 = 607c 1/2 = ln2/kI 1/2 = ln2/3,7910-3 = 183 c
kI = 3,7910-3 c-1 x = 90%

Пример 3

Во сколько раз увеличиться время, необходимое для завершения реакции, если повысить температуру на 40С, температурный коэффициент равен 3.

k2/k1 - ?	Используем правило Вант Гоффа. k2/k1 = (t2-t1)/10 k2/k1 = 340/10 = 34 = 81 Скорость увеличится в 81 раз.
 = 3 t = 40C