A reakció sebessége - studopediya
A reakciók fordulnak elő ütközésének molekula a reagensek. A reakció sebességét határozza meg az ütközések számát, és annak a valószínűsége, hogy ezek vezet az átalakulás. Az ütközések száma határozza meg a koncentráció a reagensek, és a lehetőségét, hogy egy reakció - az energia az ütköző molekulák.
Az arány a kémiai reakció-változása a koncentráció (DC), a reagensek egységnyi idő (t):
A „+” jel kerül, ha az arány határozza meg a termék képe és a „-” jel - az áramlási sebességet a kiindulási anyag.
Attól függően, hogy az összeg a minden fázisában a rendszer, és a reakció előforduló bennük vannak osztva homogén és heterogén.
A rendszer - a test vagy víztestcsoport, mentálisan izoláljuk a környező
Fázis - az a része a rendszer elkülönül a többi felületen.
Homogén reakciók zajlanak egyfázisú. Például, a reakciót a
Cl2 (g) + H2 (g) = 2HCI (g) homogén, hiszen az összes anyag a gáz halmazállapotú.
Heterogén reakciók mennek végbe a határfelületen faz.Primeromgeterogennoy reakció lehet a szén égési reakció, amely akkor fordul elő határán a szén - oxigén (álló rendszer két fázis)
A fő befolyásoló tényezők a reakció sebességét:
Rendelkező anyagok ionos kötések (elektrolitok) reakció csaknem pillanatszerűen, és kötvények kovalens (szerves vegyület) lassan.
2) a reagáló anyagok koncentrációja.
3) a reakció hőmérsékletét.
4) anyagok jelenléte felgyorsítja vagy késleltetését a reakciót.
Tekintsük a hatás kontsentratsii.S koncentrációja növeli a reakció sebessége megnő, mivel a gyakoribb ütközések molekulák a reagensek. Mennyiségileg ez a függés határozza meg a tömeghatás törvénye.
A tömeghatás törvénye, a kémiai reakció sebessége egyenesen arányos a termék a reagáló anyagok koncentrációit, hozott fokban, egyenlő arányban az ilyen anyagok a reakció egyenletben.
Homogén reaktsiimA + vB = C egyenlet formájában:
A EQN sebességi állandó (k) - a reakció sebessége a reagensek koncentrációban egyenlő egységét.
Írja kifejeződése tömeghatás törvénye a következő reakciók:
2) Ez a rendszer heterogén, így a képlet magában csak a koncentráció a gáznemű anyag: V = k [O 2]. A reakció sebessége független a szén mennyisége vett, és a felülete oxigénnel történő érintkezés. Abban az esetben, zúzás szén reakció sebességét növeli
Tekintsük a hőmérséklet hatását kémiai reakció sebessége
Van't Hoff szabály - ha a hőmérséklet emelkedik minden tíz fok gyorsítsa homogén kémiai reakciók növekedése
2 ÷ 4 raza.Dlya egyes reakció alkalmazható egy úgynevezett hőmérsékleti együttható # 947;, ami azt jelzi, hogy hányszor a reakció sebessége növekszik a hőmérséklet növekedésével 10 0C. Ismerve a hőmérsékleti együttható, akkor ki lehet számítani a változás sebessége a reakció-hőmérséklet emelkedik T1-T2, amelyet a képlet
# 947; -temperaturny együtthatója a reakció sebességét.
Például, ha # 947; = 2, akkor a hőmérséklet növelésével és 100 fokkal kell növelni a reakció sebessége a 210 = 1024 alkalommal.
Ennek oka az a hőmérséklet hatását a reakció sebessége tévesen
amelyek nem reagálnak az összes részecske, csak részecskék elegendő energiát a reakciót. Növelésével a reakció-hőmérséklet növeli a az ilyen részecskék arányának. A részecskeméret-eloszlás az energia értékek a hőmérséklettől függően ábrán látható 11.1.
A 11.1 ábra - megoszlása részecske kinetikus energia értékei különböző hőmérsékleteken,
E'1 és E'2 - legvalószínűbb részecske energia értékeket hőmérsékleten T1 és T2 rendre;
Ea - minimális részecske energia szükséges a reakcióhoz. A részecskék össz-száma a rendszerben (N) egyenlő a görbe alatti terület.
A részecskék számát, több energiát, mint a Ea egyenlő az árnyékolt terület.
Tól 11.1 ábra azt mutatja, hogy a hőmérséklet-emelkedés a részecske energiaelosztás változik úgy, hogy növelje a részecskék energiák nagyobb, mint Ed.
Aktiválási energia - a túlzott mennyiségű energia (szemben az átlagos érték), amely a molekula kell rendelkeznie idején ütközés, hogy képes legyen a kémiai kölcsönhatás.
Az 1 mol dimenziója az aktiválási energia kJ / mol. Reakciók zajlanak jelentős ütemben, aktiválási energia nem haladja
50 kJ / mól, és az ioncserélő reakciók végbemennek szinte azonnal, Ea »0.
1889-ben G. S. Arrenius egyenlet hozta függően állandó kémiai reakció sebessége a hőmérséklet:
ahol A - predekspotentsialny faktor jellegétől függően a reagensek;
Az Arrhenius-egyenlet, hogy a sebességi állandó csökken növekedése az aktiválási energia.
A 11.2 ábrán látható a változásokat a potenciális energia reagáló rendszer útján a reakciót.
Ábra 11.2 - Energia rajz kémiai reakció
A - bázikus anyagot B - átmeneti állapot (aktivált komplex), C - reakciótermékek.
Ez látható az ábrán, hogy az exoterm reakció (érkező hő felszabadulását) aktív molekulák veszteséget kompenzálja a felszabaduló energia a reakció során. Abban az esetben, ha egy endoterm reakció, hogy fenntartsák a kívánt reakció sebessége hőre van szükség.
Szabad gyorsul vagy lassító szerek a reakció függően kifejtett hatások hozzáadott anyagok felgyorsíthatja a reakciót - katalizátorok vagy lassú - inhibitorok.
Katalizátor - olyan anyag, amely felgyorsítja a kémiai reakció, de miután a reakció maga is változatlan marad.
Katalizátor változások az utat a reakció lefolytatása keresztül közbenső
stage kisebb értékeivel aktiválási energiája. A reakcióvázlatban katalizátor nélkül között A és B anyagok alkotnak D termék lehet az alábbi képlettel ábrázolható: A + B = D, a katalizátor jelenlétében A reakció útvonal változó:
jellemzője a szelektivitása a katalizátor, azaz Csak az képes felgyorsítani bizonyos reakciókat. Rendelkeznek a magas szelektivitás biokatalizátorok (enzimek) - katalizátorok reakciók az élő rendszerekben.
Gátló anyag késleltető kémiai reaktsiyu.Na gyakorlatban néha szükséges, hogy késleltessék a reakció (a fémek korrózióját és mások.). Ez úgy érhető el inhibitorokat kell a reakcióelegyhez. Például, metén-amin vas korróziós inhibitor savas közegben.
Promotor- anyag növekvő katalizátor aktivitását. Ebben az esetben, promóterek önmagukban nem rendelkeznek katalitikus tulajdonságokat.
Katalitikus yady- szennyeződések a reakcióelegyben, ami részleges vagy teljes elvesztése aktivitás katalizatora.Tak, nyomokban arzén, foszfor okoz gyors elvesztése a katalizátor aktivitásának érintkezés során V2 O5 előállítására szolgáló eljárás H2 SO4.
A kémiai reakciók, a kiindulási anyagok nem mindig teljesen átalakul reakciótermékek. Ez azért van, mert a felhalmozódása reakciótermékek megteremtette az esemény a fordított reakció. A legtöbb kémiai reakció reverzibilis. Példaként, megvizsgálja a reverzibilis reakciót
Közvetlen iobratnayareaktsii külön reakciókban a megfelelő mozgási törvényeket.
A mennyiségi jellemzője, reverzibilis reakciók egyensúlyi konstans, amely azt határozza meg, amikor a kémiai egyensúlyi rendszer.
Abban az állapotban, a kémiai egyensúly sebesség előre és vissza reakciók (Vred. = Vobr.).
Behelyettesítve a feltétellel kémiai egyensúly kifejezést aránya az előre és hátra reakciók, megkapjuk a következő egyenletet:
Az átalakítás után megkapjuk
Abban az esetben heterogén reakció, például CaCO3 CaO + CO 2 ↔ ↑. az egyensúlyi állandó kifejezés Cr = [CO2], azaz az egyensúlyi állandója e reakció függ csak a koncentrációja a gáznemű anyag.
Minél nagyobb az egyensúlyi állandó, annál az egyensúly eltolódik az irányt az előre reakció. Az egyensúlyi állandó függ a hőmérséklettől és a természet a reagensek. Kémiai egyensúly dinamikus. Előre és fordított reakciót nem áll az egyensúlyi állapotban.
A különböző tényezők hatását a shift az egyensúlyi összhangban van a Chatelier elv.
A Le Shatele- ha egy rendszer olyan állapotban van, kémiai egyensúly külső befolyás, az eredmény a lezajló folyamatok a rendszer súlypontját az, hogy az elnyújtott hatás csökken.
Chatelier elv egyetemes, mint azok nemcsak a kémiai folyamatokat, hanem a különböző fizikai és kémiai folyamatok.
Tekintsük a hatása változó a koncentráció, a nyomás és a hőmérséklet
Hatása a reagáló anyagok koncentrációit
Ha az egyensúlyi rendszer 2n2 + 3H2 «2NH3 hozzá N2 vagy H2. az egyensúly jobbra tolódtak, azaz NH3 kibocsátás növekedése. Növekvő koncentrációjú NH3 egyensúlyi tolódik a bal, ill.
nyomás változása befolyásolja az egyensúlyt a reakciót, amely gáz halmazállapotú anyagok. Ha a rendszer egy kémiai egyensúlyi állapot, a nyomás emelkedése, az egyensúly felé tolódnak egy reakcióban gáz halmazállapotú termékek, amelyek elfoglalják a kisebb térfogatú, míg abban az esetben, nyomáscsökkentő - fordítva.
1) Hogyan lesz a nyomásnövekedés a shift reakció egyensúlya
Megoldás: Ez látható a reakció egyenletek, hogy 4 mól gázprekurzorokat képződött 2 mól reakció gáz termékek. Így, ha a nyomás az egyensúlyi felé tolódik az előre reakció, mivel ez vezet, hogy csökken a nyomás.
2) Hogyan lesz a nyomás változása a helyettesítési reakció egyensúlyi
Ez látható a reakció egyenletek, hogy 2 mól kiindulási anyag képződött gáz 2 mól reakció gáz termékek. Így a változás
nyomás nem befolyásolja az egyensúlyi reakció.
Ha a reakcióelegy egy kémiai egyensúlyi állapot, melegítjük, összhangban Le Chatelier elv előnyösen folytassa a reakció hő elnyelését, azaz endoterm reakció, és amikor lehűtjük az elegyet kell előnyösen folytassa a reakció hőt, azaz a exoterm reakció.
Ahogy a reakció hőmérséklet-változás
Megoldás: A reakció exoterm, ezért a hőmérséklet emelkedik, az egyensúly balra tolódik, és alacsonyabb hőmérsékleten, - a jobb oldalon. Ebből az következik, hogy hozamának növelésére ammónia szükséges alacsonyabb a hőmérséklet. A gyakorlatban, ellenáll a hőmérséklet
500 ° C, mivel alacsonyabb hőmérsékleten ekvilibrációs ráta drámai módon csökken.
12 Atomic Structure