Билет 11) . Химическая кинетика. Скорость химических реакций. Закон действующих масс. Константа скорости реакции.

Химическая кинетика – учение о скоростях и механизмах хим реакций.

Скоростью химических реакций называется число элементарных актов, происходящих в единицу времени в единице объема (гомогенные реак) или на единицу поверхности(гетерогенные реак) V= - ∆C/∆t. Скор зависит от природы реаг в-в, их конц, температуры, и от присуствия катализаторов. Скорость зависит от природы реаг в-в, их конц, температуры, и от присуствия катализаторов.

Гомогенная система – система которая протекает в системе состоящей из одной фазы. Скорость такой реакции – изменение кол-ва реагирующего или образующегося вещ-ва в единицу времени в единице объема системы. Мерой скрости реакции в гомогенной системе называется изменение концентрации какого либо из веществ вступающех в реакцию или образующихся при реакции происходящее в единицу времени.

Гетерогенная реакция протекает на границе фаз в системе, состоящей из нескольких фаз. Скоростью такой реакцией наз. изменение кол-ва реагирующего или образующегося вещ-ва в единицу времени на единице площади раздела фаз.

Закон действующих масс –при t=const скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях их стехиометрических коэффициентов.

mA+nB=pAB где Са и Сb – молярные концентрации, k – константа скорости.

Билет 12)Влияние температуры на скорость химических реакций. Правило Ванг-Гоффа. Теория "активных" молекул. Энергия активации. Источники активации молекул.

Правило Вант-Гоффа. С повышением температуры на 10С скорость реакций возрастает в 2-4 раза. Увеличение скорости объясняется, тем, что возрастает скорость движения молекул, а следовательно и количество столкновений в единицу времени.

С.Аррениус рассчитал долю активных (т.е. приводящих к реакции) соударений реагирующих частиц a, зависящую от температуры: и вывел уравнение Аррениуса для константы скорости реакции:

k = k_oe^-E/RT

где k_o и E dзависят от природы реагентов. Е - это энергия, которую надо придать молекулам, чтобы они вступили во взаимодействие, называемая энергией активации, а k_0 – это предэкспотенциальный множитель отражащий вероятность юлагоприятных для осущствления реакции соударений активных молекул.

Для того чтобы произошла реакция необходимо преодолеть отталкивание электронных оболочек молекул. На это затрачивается энергия. Если молекулы не обладают такой энергией то столкновение не приведёт к реакции. Избыточная энергия которой должныобладать молекулы для того чтобы их столкновение могло привести к образвоанию нового вещества называется энергией активации данной реакции. Энергию выражают в кДж/моль. Молеклы обладающие такой энергией называются активными молекулами. Энергияактивации для различных реакций различна. Если энергия активации <40 кДж/моль то реакция протекает практически мгновенно например в растворах где происходит взаимодействие разноимённо заряженных ионов. Если энергия >120кДж/моль то реакция идёт очень медленно например ( аммиак)

Билет 13)Катализаторы. Механизм их действия.

Катализаторы – вещества, изменяющие скорость реакции, но не расходующиеся в процессе реакции. Могут увеличивать скорость реакции (активаторы) или замедлять (ингибиторы). Бывают твердыми, жидкими и газообразными.

В большинстве случаев действие катализаторов объясняется тем, что они снижают энергию активации молекул, т е реакция проходит через другие промежуточные стадии которыеэнергетически более доступны. Катализатор ускоряет и прямую и обратную реакции в одинаковое количествораз. Сущность катализа заключается в том что в присутствии катализатора изменяется путь по которому проходит суммарная реакция , образуются другие переходные состояния с другими энергиями активации, а поэтому изменяется и скорость химической реакции.

Гомогенный катализ. Реагирующие вещества и катализатор образуют однородную, однофазную систему. Например: 2SO₂+O₂=2SO₃ Механизм катализа объясняется образованием промежуточного соединения катализатора с одним из реагирующих веществ. Схема действия катализатора в две стадии O₂+2NO_{(катализатор)}=2NO_{(пром. соединение)}

NO₂+SO₂=SO_{3 (продукт)}+NO_{(катализатор)}. Геторогенный катализ. Реагирующие вещества и катализатор составляют неоднородную, многофазную систему, в которой катализатор находится в виде отдельной фазы. Ферментативный катализ — катализ происходящий в живых организмах где роль катализаторов играют ферменты. В пищеварительной системе человека - пепсин

Примеры: Синтез аммиака,Каталитическое окисление аммиака