ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА. МОЛЕКУЛЯРНОСТЬ И ПОРЯДОК РЕАКЦИИ. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СКОРОСТЬ
Лекция №6
Лектор: канд. хим. наук., доцент Иванова Н.С.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ КИНЕТИКИ
Кинетика раздел химии, изучающий механизмы химических реакций и скорости их протекания.
Скорость изменение концентрации |
|
(моль/л) реагирующих веществ в |
|
единицу времени (сек., мин., час). |
2 |
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ КИНЕТИКИ
Для реакции в общем виде
aA + bB xX + yY
скорость описывается кинетическим уравнением:
υ c(A) c(X)
t t
Выражение для средней скорости
υ dt |
скорости |
3 |
dc |
Выражение для истинной |
|
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СКОРОСТЬ
1.Природа реагирующих веществ: определяется видом частиц (атомы, молекулы, ионы).
2.Концентрация реагирующих веществ: описывается
законом действующих масс (ЗДМ) |
|
υ k caA cBb |
, |
где k const скорости реакции.
4
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СКОРОСТЬ
3. Температура: описывается правилом Вант-
Гоффа
υT γ T
2 10
υT1
Для химических реакций
= 2-4, для ферментативных
= 7-9.
5
Якоб Хендрик Вант-Гофф
(1852-1911)
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ АКТИВНЫХ СОУДАРЕНИЙ
Для эффективного взаимодействия частицы должны:
1. столкнуться;
2. иметь благоприятную ориентацию; 3. обладать достаточной энергией.
6
СВАНТЕ АВГУСТ АРРЕНИУС (1859-1927)
ЭНЕРГИЯ АКТИВАЦИИ
k A e |
Ea |
|
RT |
, |
где Еа (кДж/моль) энергия активации.
Еа минимальная энергия частиц, достаточная для того, чтобы частицы вступили в реакцию.
kT2 |
|
Ea |
1 |
|
1 |
|
|
ln k |
|
R |
T |
T |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T1 |
|
|
1 |
|
2 |
|
7
Уравнение Аррениуса
СПОСОБЫ РАСЧЁТА ЕА
1. По уравнению Аррениуса.
2. Графический tgφ 2,3REa
lg υ
C
A |
|
B |
|
1 T 8
МОЛЕКУЛЯРНОСТЬ РЕАКЦИИ
Число молекул реагентов, участвующих в простой одностадийной реакции, состоящей из одного элементарного акта, называется
МОЛЕКУЛЯРНОСТЬЮ реакции.
Мономолекулярная реакция: C2H6 2CH3
Бимолекулярная реакция: CH3 + CH3 C2H6
Пример относительно редкой тримолекулярной |
|
|
реакции: 2NO + O2 |
2NO2 |
9 |
|
|
|
Молекулярность связана с механизмом реакции!
ПОРЯДОК РЕАКЦИИ …
… всех показателей степеней концентраций реагирующих веществ в ЗДМ.
υ k caA cBb |
; П = a + b |
Порядок реакции по веществу A равен a.
Порядок реакции отражает общую зависимость скорости от концентрации и часто не совпадает с молекулярностью.
10