8.Aммиак окисляется бромной водой в щелочной среде до свободного азота. Напишите уравнение этой реакции и укажите, какое вещество выполняет функцию солеобразователя.
9.Определите, как могут вести себя в окислительно-восстановительных реакциях следующие вещества: KNO2, J2, S, K2MnO4, H2O2. Какие из них могут быть только окислителями или только восстановителями, а какие способны быть и тем и другим в зависимости от условий?
10.Какой метод нахождения окислительно-восстановительных коэффициентов удобно использовать для реакций, идущих в газовой и твердой фазах, в расплавах, в неводных и водных растворах?
БЛОК-МОДУЛЬ № 2
РАБОТА № 4
Кинетика гомогенных химических реакций
Цель работы - ознакомление с основными закономерностями протекания гомогенных химических реакций и факторами, влияющими на скорость реакции.
Теоретическая часть
Гомогенными называются реакции, протекающие в одной фазе (в смеси газов, в жидком растворе или в твердой фазе).
Важнейшей количественной кинетической характеристикой любой химической реакции является ее скорость. Наиболее общим является
определение скорости реакции r как скорости возрастания степени
завершенности реакции |
ξ (греческая |
буква |
"кси"), |
которую называют |
|
химической переменной. |
Пусть в закрытой системе протекает химическая |
||||
реакция |
|
|
|
|
|
|
ν1A1 + ν2A2 = ν3A3 + ν4A4 (4.1) |
|
|
||
где |
A1, A2, ...,Ai - участники реакции; |
ν1, ν2 |
,..., νi |
- стехиометрические |
|
коэффициенты. Тогда химическая переменная ξi, характеризующая глубину протекания реакции по i-ому компоненту, определяется как
ξ i = |
Ni − Nio |
(4.2) |
|
ν i |
|||
|
|
где Ni - число молей i-го компонента в момент времени t, Ni0 - число молей того же компонента в начальный момент времени (t = 0), νi - стехиометрический коэффициент при i-ом компоненте в уравнении реакции. Стехиометрические коэффициенты у исходных веществ берутся со знаком минус, а у продуктов реакции - со знаком плюс. При таком выборе знаков глубина протекания реакции всегда положительна независимо от участника реакции.
Скорость гомогенной химической реакции r определяется как скорость изменения глубины протекания реакции в единицу времени в единице объема:
r= |
1 |
|
dξ i |
(4.3) |
V |
|
dt |
||
|
|
|
где V - объем системы. Определенная таким образом скорость реакции не
зависит от выбора компонента и будет практически одинаковой для разных веществ, участвующих в реакции. Дифференциальная форма уравнения (4.2) имеет вид
dN
dξ i= νi i .
С его учетом из уравнения (3) для r , получаем
r= ± |
1 |
|
dN |
||
|
|
|
i |
. |
|
ν iV |
dt |
||||
Величина
ri |
= ± |
|
1 |
dNi |
(4.4) |
|
V |
dt |
|||||
|
|
|
||||
называется скоростью реакции по i-ому компоненту. Она характеризует изменение количества i - ого вещества Ni (в молях) в единицу времени в единице объема. Таким образом, скорость реакции в целом и скорости реакции по отдельным компонентам связаны следующим соотношением
r= |
|
1 |
ri |
(4.5) |
|
|
|||
|
ν i |
|
||
Выражения (4.3) и (4.4) является строгими определениями скоростей реакций, справедливыми и для системы переменного объема.На практике часто пользуются более простым уравнением, пригодным для реакции в системе постоянного объема. Так как отношение Ni / V равно концентрации вещества C i, то при постоянном объеме
ri = ± |
dCi . |
(4.6) |
|
dt |
|