22. Зависимость скорости реакции от температуры ( уравнение Аррениуса, правило Вант-Гоффа).
V большинства хим реакций при увеличении t возрастает, так как увеличивается число активных молекул. Теоретичеки определено, что при увеличении Т на 100С доля активных молекул увеличивается в 2,76 раз. При этом <V> (средняя) возрастает на 2%
Правило Вант-Гоффа (эксперимент зависимость)
При ↑ Т на 100С v химической реакции ↑ в 2-4 раза
- температурный
коэффициент = 2 – 4
- зависимость
Вант-Гоффа
Уравнение Аррениуса
К-константа
скорости, К= V
при СТ=1моль/л
; А-число столкновений ; R-
универсальная газов постоян= 8,314 Дж/моль*К
Значение зависимости: позволят определить Еа и сделать вывод о механизме процесса
Определение Еа:
Аналитический метод
Графический способ ln k=ln A – Еа/ RT (1/T)
23. Катализ. Гомогенный, гетерогенный и ферментативный катализ.
Катализ – это явление изменения скорости или инициирования реакции под действием катализаторов.
- положительный (ускорение); - отрицательный (ингибирование - замедление).
Особенности действия катализатора
Катализаторы –вещества, ускоряющие реакцию, но в результате реакции они не расходуются и не изменяют своё физико-химическое состояние.
1. Катализатор не изменяет начального и конечного состояния системы, не влияет на стехиометрические коэффициенты. ΔНкат = ΔНнекат ΔGкат = ΔGнекат
2. Он не смещает равновесия. Он лишь ускоряет время достижения равновесия.
3. Он создает новый путь процессу,
4. Он снижает Еа, т.к. стадия образования и разложения характерна низкая энергетич активность.
5. Катализатор обладает избирательностью, те есть если в системе протекает несколько реакций, то она выбирает одну.
Виды
1. Гомогенный И катализатор, и в-ва, и продукты – все находятся в однородной фазе (напр в газообразной или жидкой). Реакции гомогенного катализа, как правило, протекают внутри цепных с помощбю радикалов
2. Гетерогенный – катилиз, при котором катализ, реагент, продукты нах не в разных фазах.
Реакции протекают непосредственно на поверхности катализатора и представляют собой сложную реакцию минимум из 5 стадий:
1) Подвод вещества к поверхности
2) Абсорбция веществ на поверхности К – самая важная стадия. Явление поглощения ( или концентрирования ) вещества на поверхности К за счет различных взаимодействий. Роль абсорбции - подготавливать молекулы реагентов к химический реакции. Ослабляет в них связи, приводит их в более активное состояние.
3) Химческая реакция
между веществами, находящимися в
абсорбированном состоянии протекают
быстрее, т.к.
Еа
4) Десорбация – процесс, обратный абсорбации
5) Отвод продуктов
Чтобы искл влияние 1) и 5) подвод и отвод продуктов осуществляется принудительно с примененимем инертного газа или жидкости.
3. Ферментативный Протекает с участием особых белковых молекул – ферментов. Строение ферментов характеризуется наличием трехмерной полости определенного размера и форм, в которых расположены активные центры.
Особенности ферментного катализа:
1. Высокая избирательность то есть фермент способен взаимодействовать только с тем реагентом, с которым у него комплемертарность
2. Характеризуется резким снижением Еа 40-60 кДж => V увелич в 100-1000 раз
3. Они не подчиняется закону Аррениуса. Наиболее эфеективное действие фермента реакции происходит при t>600C, так как при t>600C разрушаются водородные связи. 90% всех произвольных процессов проводят с участием катализатора.