39. Влияние концентрации на скорость химической реакции. Закон действующих масс.
Влияние концентрации на скорость реакций определяется законом действующих масс. Закон Гольдберга и Воаге: при постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях их стехиометрических коэффициентов .
аА + вВ ↔ сС + dD
V = k*[A]a + [B]b
[A] и [B] – молярные концентрации реагентов
а, в – степени концентрации, равные стехиометрическим коэффициентам, только для простых реакций
в случае многостадийных реакций: V = k*[A]na + [B]nb
na, nb – постоянные, не зависящие от концентрации числа, называемые показателями порядка реакций по реагентам А,В определяются экспериментально, имеют значение от 0 до 2.
40. Порядок реакции. Реакции первого, второго, нулевого порядка. Физический смысл константы скорости реакции. Молекулярность элементарного акта реакции. Условия несовпадения порядка и молекулярности реакции. Вывод кинетического уравнения для реакции первого порядка. Время полураспада для реакций первого порядка.
Порядок реакции – показатель степени концентрации реагирующего вещества в кинетическом уравнении реакции.
Общий порядок химической реакции – величина равная сумме показателей степени концентрации реагентов в кинетическом уравнении реакции.
n = na + nb
k – константа скорости реакции, показывает какая доля из общего числа в расчете на один моль вещества приводит к химическому взаимодействию; зависит от природы реагирующих веществ, температуры среды, налия катализатора, но не зависит от концентрации реагирующих веществ.
Существуют реакции нулевого порядка: скорость =const
Существуют реакции I, II и III порядка.
Реакции нулевого порядка протекают с постоянной скоростью и не зависят от концентрации реагирующих веществ.
Для многостадийных процессов порядок реакции определяется самой медленной(лимитирующей) стадией.
Если вещество взято в избытке, то оно не участвует в определении порядка реакции, т.к. его концентрация практически не меняется.
Молекулярность – число молей веществ, участвующих в элементарном акте взаимодействия.
Мономолекулярные
Бимолекулярные
Тримолекулярные – очень редки, т.к. одновременное столкновение трех молекул маловероятны
Порядок и молекулярность совпадают только для простых реакций.
Знание порядка реакции необходимо т.к. по нему определяется кинетическое уравнение для расчета константы скорости реакции.
Вывод кинетического уравнения I порядка:
А
В
t₀ = 0, [А] = С₀ - x, [В] = 0 - исходная концентрация
ч/з t: [А] = С₀ - x, [В] = x - прореагировало
V = k₁ * [С₀ - x]
= k₁*
[С₀
- x]
= k₁*
=
-
=
k₁ * t + I, I = - 
,
-
=
k₁ * t - 
= k₁
* t
, k₁
= 
* 
, 
k₁
= 
* 
[k
= с-1,
мин-1,
час-1
в кинетике часто пользуются понятием полураспада реакции – время необходимое для того, чтобы прореагировала половина исходного количества вещества.
½
= 
* 
=
* 
= 
= 
Период полураспада реакции первого порядка не зависит от концентрации.