МАТИ-РГТУ имени К. Э. Циолковского

Кафедра: технологии проектирования и эксплуатации летательных аппаратов

Коллоквиум

Химическая кинетика и химическое равновесие

Выполнил:

студент 1 курса,

группы 2АВС-1ДБ-270

Бессонов И.И.

Проверил:

Евдокимов Сергей Васильевич

Москва 2013

Содержание:

1.Что изучает химическая кинетика..........................................................................3

2.Гомогенные и гетерогенные реакции......................................................................3

3.Скорость химических реакций и зависимость ее от различных факторов.........3

4.Зависимость скорости реакции от концентрации реагентов. Закон действующих масс. Константа скорости реакции.................................................4-5

5.Кинетические уравнения реакций. Молекулярность и  порядок реакции..........5

6.Влияние температуры на скорость реакций. Правило Вант – Гоффа. Энергия активации. Уравнение Аррениуса..............................................................................6

7.Катализ и катализаторы............................................................................................7

8.Особенности кинетики гетерогенных реакций. Основные стадии......................7

9.Задачи.........................................................................................................................8

2

1)Что изучает химическая кинетика.

Химическая кинетика или кинетика химических реакций — раздел физической химии, изучающий закономерности протекания химических реакций во времени, зависимости этих закономерностей от внешних условий, а также механизмы химических превращений.

2)Гомогенные и гетерогенные реакции.

Химическая реакция, протекающая в пределах одной фазы, называется гомогенной химической реакцией.

Химическая реакция, протекающая на границе раздела фаз, называется гетерогенной химической реакцией.

Примером гомогенных реакций может служить любая реакция в растворе.

Примером гетерогенной реакции может служить любая из реакций, идущих на поверхности твердого катализатора (гетерогенная каталитическая реакция).

3)Скорость химических реакций и зависимость ее от различных факторов.

Скорость реакции - это изменение количества реагирующего (исходного) вещества или получающихся веществ (продуктов) в единицу времени в единице реакционного пространства. В гомогенных реакциях таким пространством является объем реакционного сосуда, в гетерогенных – поверхность раздела, на которой протекает реакция.

Скорость химических реакций зависит от факторов: природы реагирующих веществ; от их концентрации; от температуры; от присутствия катализаторов.

Влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции можно наблюдать на примере взаимодействия фтора с водородом – реакция идет с взрывом, даже в темноте, и хлора с водородом – реакция идет медленно, даже на свету.

Зависимость скорости реакции от концентрации определяется законом действия масс (з.д.м.): при постоянной температуре скорость химической реакции пропорциональна произведению концентрации реагирующих веществ, возведенных в степени равным их стехиометрическим коэффициентам.

3

4)Зависимость скорости реакции от концентрации реагентов. Закон действующих масс. Константа скорости реакции.

Зависимость скорости реакции от концентрации.

Все химические реакции можно разделить на гомогенные и гетерогенные. К гомогенным реакциям относятся реакции, протекающие между веществами, находящимися в одном агрегатном состоянии, если между ними отсутствуют поверхности раздела. К гомогенным реакциям относятся реакции между газами, неограниченно смешивающимися жидкостями и жидкими растворами. Гомогенные реакции протекают в объеме, т.е. имеются наиболее благоприятные условия для  контакта молекул реагирующих веществ.

Реакции между веществами, находящимися в разных агрегатных состояниях, или в одном агрегатном состоянии, но разделенных поверхностями раздела относятся к гетерогенным реакциям.

К ним относятся, например, реакции между газом и жидкостью, двумя несмешивающимися жидкостями, механическими смесями твердых веществ. В гетерогенных реакциях химический процесс протекает только на поверхностях раздела реагирующих фаз.

Для обратимой химической реакции, записанной в общем виде,

с корость прямой реакции равна

где сA, cB, cD, cE – концентрации реагирующих веществ, моль/л; a, b,d,e -стехиометрические коэффициенты или порядок реакции по реагенту A, B, D или  E; k1 и  k2 константы скоростей химических реакций.

Константа скорости химической реакции k зависит от температуры и природы реагирующих веществ, но не зависит от их концентрации. Если   концентрации реагирующих веществ равны единице, то константа скорости численно равна скорости  химической реакции.

Скорость гетерогенных реакций не зависит от  объемной концентрации реагирующих веществ, т.к. реакция протекает только на поверхности раздела фаз. Чем выше степень измельчения веществ, тем больше их поверхность и тем выше скорость протекания реакций.

4

Скорость гетерогенных реакций зависит также от скорости подвода реагирующих веществ к поверхности раздела фаз и от скорости отвода продуктов реакции. Поэтому перемешивание реакционной смеси ускоряет протекание гетерогенной реакции.