Xreferat.com » Рефераты по химии » Химическая кинетика и равновесие

Химическая кинетика и равновесие

Химическая кинетика


Химическое равновесие


Химическая кинетика – раздел химии, который изучает скорость химической реакции и факторы влияющие на неё.

О принципиальной осуществимости процесса судят по значению изменения энергии Гиббса системы. Однако оно ничего не говорит о реальной возможности реакции в данных условиях, не даёт представления о скорости и механизме процесса.

Изучение скоростей реакций позволяет выяснить механизм сложных химических превращений. Это создаёт перспективу для управления химическим процессом, позволяет осуществлять математическое моделирование процессов.

Реакции могут быть:

гомогенными – протекают в одной среде (в газовой фазе); проходят во всём объёме;

гетерогенными – протекают не в одной среде (между веществами, находящимися в разных фазах); проходят на границе раздела.

Под скоростью химической реакции понимают число элементарных актов реакции, проходящих в единицу времени в единице объёма (для гомогенных реакций) и на единицу поверхности (для гетерогенных реакций).

Так как при реакции изменяется концентрация реагирующих веществ, то скорость обычно определяют как изменение концентрации реагентов в единицу времени и выражают в Химическая кинетика и равновесие. При этом нет необходимости следить за изменением концентрации всех веществ, входящих в реакцию, поскольку стехиометрический коэффициент в уравнении реакции устанавливает соотношение между концентрациями, т.е. при Химическая кинетика и равновесие скорость накопления аммиака вдвое больше скорости расходования водорода.


Химическая кинетика и равновесие


Химическая кинетика и равновесие


Химическая кинетика и равновесие, Химическая кинетика и равновесие, т.к. Химическая кинетика и равновесие не может быть отрицательной, поэтому ставят «–».


Химическая кинетика и равновесие Химическая кинетика и равновесие Химическая кинетика и равновесие


Скорость в интервале времени Химическая кинетика и равновесие – истинная мгновенная скорость – 1 ая производная концентрации по времени.

Скорость химических реакций зависит:

от природы реагирующих веществ;

от концентрации реагентов;

от катализатора;

от температуры;

от степени измельчения твёрдого вещества (гетерогенные реакции);

от среды (растворы);

от формы реактора (цепные реакции);

от освещения (фотохимические реакции).

Основной закон химической кинетики – закон действующих масс: скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ в реакции


Химическая кинетика и равновесие: Химическая кинетика и равновесие,


где Химическая кинетика и равновесие – постоянная скорости химической реакции

Физический смысл Химическая кинетика и равновесие при Химическая кинетика и равновесие.

Если в реакции участвуют не 2 е частицы, а более Химическая кинетика и равновесие, то: Химическая кинетика и равновесие~Химическая кинетика и равновесие в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам, т.е.: Химическая кинетика и равновесие, где

Химическая кинетика и равновесие – показатель порядка реакции в целом (реакции первого, второго, третьего … порядков).

Число частиц, участвующих в этом акте реакции определяет молекулярность реакции:

Химическая кинетика и равновесие мономолекулярная (Химическая кинетика и равновесие)

Химическая кинетика и равновесие бимолекулярная (Химическая кинетика и равновесие)

Химическая кинетика и равновесие тримолекулярная.

Больше 3 х не бывает, т.к. столкновение более 3 х частиц сразу – маловероятно.

Когда реакция идёт в несколько стадий, то общая Химическая кинетика и равновесие реакции = Химическая кинетика и равновесие наиболее медленной стадии (лимитирующей стадии).

Зависимость скорости реакции от температуры определяется эмпирическим правилом Вант-Гоффа: при увеличении температуры на Химическая кинетика и равновесие, скорость химической реакции увеличивается в 2 – 4 раза: Химическая кинетика и равновесие.


Химическая кинетика и равновесие Химическая кинетика и равновесие,

где Химическая кинетика и равновесие – температурный коэффициент скорости химической реакции Химическая кинетика и равновесие.

Не всякое столкновение молекул сопровождается их взаимодействием. Большинство молекул отскакивают как упругие шарики. И только активные при столкновении взаимодействуют друг с другом. Активные молекулы обладают некоторой избыточной Химическая кинетика и равновесие но сравнению с неактивными молекулами, поэтому в активных молекулах связи между ними ослаблены.


Химическая кинетика и равновесие


Энергия для перевода молекулы в активное состояние – энергия активации Химическая кинетика и равновесие. Чем она меньше, тем больше частиц реагируют, тем больше скорость химической реакции.

Величина Химическая кинетика и равновесие зависит от природы реагирующих веществ. Она меньше Химическая кинетика и равновесие диссоциации – наименее прочной связи в реагентах.

Изменение Химическая кинетика и равновесие в ходе реакции:


Химическая кинетика и равновесие


Химическая кинетика и равновесие выделяется (экзотермическая)

С увеличением температуры число активных молекул растёт, поэтому Химическая кинетика и равновесие увеличивается.

Константа Химическая кинетика и равновесие химической реакции связана с


Химическая кинетика и равновесие: Химическая кинетика и равновесие,


где Химическая кинетика и равновесие – предэкспоненциальный множитель (связан с вероятностью и числом столкновений).

В зависимости от природы реагирующих веществ и условий их взаимодействия, в элементарных актах реакций могут принимать участие атомы, молекулы, радикалы или ионы.

Свободные радикалы чрезвычайно реакционноспособны, Химическая кинетика и равновесие активных радикальных реакций очень мала (Химическая кинетика и равновесие).

Образование свободных радикалов может происходить в процессе распада веществ при температуре, освещении, под действием ядерных излучений, при электроразряде, сильных механических воздействиях.

Многие реакции протекают по цепному механизму. Особенность цепных реакций состоит в том, что один первичный акт активации приводит к превращению огромного числа молекул исходных веществ.

Например: Химическая кинетика и равновесие.

При обычной температуре и рассеянном освещении реакция протекает крайне медленно. При нагревании смеси газов или действия света, богатого УФ лучами (прямой солнечный свет, свет от горящего Химическая кинетика и равновесие) смесь взрывается.

Эта реакция протекает через отдельные элементарные процессы. Прежде всего, за счёт поглощения кванта энергии УФ лучей (или температуры) молекула Химическая кинетика и равновесие диссоциируется на свободные радикалы – атомы Химическая кинетика и равновесие: Химическая кинетика и равновесие, затем Химическая кинетика и равновесие, затем Химическая кинетика и равновесие и т.д.

Естественно, возможно столкновение свободных радикалов и друг с другом, что приводит к обрыву цепей: Химическая кинетика и равновесие.

Кроме температуры на реакционную способность веществ существенное влияние оказывает свет. Воздействие света (видимого, УФ) на реакции изучает раздел химии – фотохимия.

Фотохимические процессы весьма разнообразны. При фотохимическом действии молекулы реагирующих веществ, поглощая кванты света, возбуждаются, т.е. становятся реакционноспособными или распадаются на ионы и свободные радикалы. На фотохимических процессах основана фотография – воздействие света на светочувствительные материалы (фотосинтез).

Одним из наиболее распространённых в химической практике методов ускорения химических реакций является катализ. Катализаторы – вещества, изменяющие Химическая кинетика и равновесие химической реакции за счёт участия в промежуточном химическом взаимодействии с компонентами реакции, но восстанавливающие после каждого цикла промежуточного взаимодействия свой химический состав.

Увеличение Химическая кинетика и равновесие каталитической реакции связано с меньшей Химическая кинетика и равновесие нового пути реакции. Т.к. в выражении для Химическая кинетика и равновесие Химическая кинетика и равновесие входит в отрицательный показатель степени, то даже небольшое уменьшение Химическая кинетика и равновесие вызывает очень большое увеличение Химическая кинетика и равновесие химической реакции.

Существуют 2 вида катализаторов:

гомокатализаторы;

гетерокатализаторы.

Биологические катализаторы – ферменты.

Ингибиторы – вещества, замедляющие Химическая кинетика и равновесие химической реакции.

Промоторы – вещества, усиливающие действие катализаторов.

Реакции, которые протекают только в одном направлении и идут до конца – необратимые (образование осадка, выделение газа). Их мало.

Большинство реакций – обратимые: Химическая кинетика и равновесие.

Согласно закону действия масс: Химическая кинетика и равновесие Химическая кинетика и равновесие Химическая кинетика и равновесие – химическое равновесие.

Состояние системы, в которой Химическая кинетика и равновесие прямой реакции = Химическая кинетика и равновесие обратной реакции, называется химическим равновесием.


Химическая кинетика и равновесие Химическая кинетика и равновесие Химическая кинетика и равновесие.


С увеличением температуры, Химическая кинетика и равновесие: для эндотермической реакции возрастает, для экзотермической реакции убывает для Химическая кинетика и равновесие остаётся постоянным.

Влияние различных факторов на положение химического равновесия определяется принципом Ла-Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, оказать какое-либо воздействие, то в системе усиливаются процессы, стремящиеся уменьшить это воздействие.

В состоянии равновесия Химическая кинетика и равновесие.

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: