31) Основные понятия химической кинетики: скорость, механизм реакции.

химическая кинетика- это учение о хим.процессе, его механизме и закономерностях протекания во времени. Хим.кинетика позволяет предсказывать скорость хим.процессов. для этого нужно знать механизм процесса, т.е. протекание сложных реакций по стадиям. Создание математической теории хим.процесса является в настоящее время необходимым условием для проектирования хим.реакторов. отсутствие таких сведений о механизме многих сложных реакций затрудняет предсказание их скорости и условий осуществления на практике. Хим.реакции являются сложными, т.е. протекают через ряд элементарных стадий. Элементарная стадия является наиболее простой составной частью сложной реакции: каждый акт элементарной стадии представляет собой рез-тат непосредственного взаимодействия и превращения нескольких частиц. Совокупность реакций из элементарных стадий называется механизмом реакции. При протекании реакции по стадиям получаются и расходуются промежуточные вещества. Промежуточными веществами обычно являются активные частицы с неспаренными электронами, так называемые радикалы. Сложные реакции могут состоять из двусторонних, параллельных и последовательных элементарных стадий. Скоростью образования (или изменения содержания данного i-того вещ-ва(компонента)) во время хим.реакции или, другими словами, скростью реакции w⁽ⁱ⁾по данному i-тому вещ-ву называется изменение кол-ва этого вещ-ваm_i (в молях) в единицу времени t и в единице реакционного пространства R:

w⁽ⁱ⁾=1/R*dm_i/dt.Механизм реакции - это совокупность стадии, из которых состоит данный химический процесс. Установление механизма химической реакции - это сложный процесс. Полное описание механизма реакций включает решение нескольких задач:

1. Подразделение реакций на отдельные этапы и равновесные стадии.

2. Характеристика промежуточных продуктов и оценка их времени жизни.

3. Описание переходного состояния для каждой стадии.

4. Полное описание процессов, как до образования переходного состояния, так и следующих за ним.

Скорость химической реакции

Под скоростью химической реакции понимают изменение количества веществ, вступающих в реакцию или образующихся в ходе процесса, в единицу времени, в единице реакционного пространства: .

Количество вещества (n), реагирующего за единицу времени, всегда пропорционально величине реакционного пространства – объему фазы (в гомогенной системе) или площади поверхности раздела фаз (в гетерогенной системе). Различают среднюю и мгновенную (истинную) скорость химической реакции. Средней скоростью реакции за данный промежуток времени называется отношение изменения концентрации исходных веществ (продуктов реакции) ко времени, в течение которого это изменение произошло: .

Мгновенная (истинная) скорость определяется как производная концентрации от времени в каждой точке кинетической кривой, т.е. как отношение изменения концентрации реагирующих веществ или продуктов реакции к бесконечно малому промежутку времени: .В случае гетерогенной реакции:.

Основной постулат химической кинетики

Для реакции , основной постулат можно записать,- скорость. На основании закона действия масс основной постулат химической кинетики был открыт в 1864 году скандинавским химиком Гульдбергом и математиком Вааге. Коэффициент пропорциональности в уравнении основного постулата К - это константа скорости химической реакции. Ее физический смысл определяется следующим образом: еслитои поэтому ее иногда называютудельной скоростью. Порядок реакции и молекулярность. Порядок реакции - это сумма показателей степени, в которые возведены концентрации в уравнении основного постулата химической кинетики. Общий порядок реакции может быть равен сумме стехиометрических коэффициентов только для простейших реакций, а в общем случае это не выполняется. Другая важная характеристика химических реакций - молекулярность. Молекулярность - это число молекул, участвующих в одном элементарном химическом акте. Молекулярность – может быть равна единице - это мономолекулярные реакции, 2 - это бимолекулярные и реже – 3 (вероятность столкновения одновременно трех молекул в одном элементарном акте очень мала) - это тримолекулярные реакции.