Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Химическая кинетика

Читайте также:
  1. Глава 11. Алхимическая богиня — Афродита
  2. Кинетика анодной реакции
  3. КИНЕТИКА СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ
  4. Кинетика химической коррозии
  5. Кинетика электрохимической коррозии
  6. Лекция №5: Химическая связь. Основные типы химической связи. Методы ВС и МО.
  7. Лекция №9: Химическая кинетика и химическое равновесие.

 

Скорость реакции - это изменение концентрации исходного вещества или продукта реакции в единицу времени. Средняя скорость реакции (v) в интервале времени от t1 до t2 определяется соотношением

v = ± (С2 - С1)/ (t2 - t1) = ± DС/Dt,

где С1 и С2 - молярная концентрация любого участка реакции в моменты времени t1 и t2; знак “-“ относится к концентрации исходных веществ, которые расходуются в результате протекания реакции (DС < 0), а знак “+“ - к концентрации продуктов реакции (DС > 0).

Истинная скорость - это скорость реакции в данный момент времени t. Она определяется соотношением

v = ± dc/dt.

Все вещества в уравнениях реакции связаны стехиометрическим соотношением, поэтому для реакции, записанной в общем виде

аА + bB ® cC + dD, (1)

получаем

-1/а×dC(А)/dt= -1/b×dC(B)/dt = 1/с×dC(С)/ dt =1/d×dC(D)/dt.

 

Пример 1

Через некоторое время после начала реакции

3А + В ® 2C + D

концентрации веществ составили [А] = 0,03 моль/л; [В] = 0,01 моль/л; [С] = 0,08моль/л. Каковы исходные концентрации веществ А и В?

Решение

Запишем химическую реакцию и обозначим под ней концентрации веществ в начальный (t = 0) и текущий (t) моменты времени.

3А + В ® 2C + D

t = 0 x y 0 0

t 0,03 0,01 0,08

Предположим, что за время t концентрация веществ [В] изменилась на величину Z. Тогда, в соответствии с уравнением химической реакции, за тот же промежуток времени должно было прореагировать в 3 раза больше вещества А, что, в свою очередь, привело бы к изменению его концентрации на величину, равную 3Z. При этом концентрация вещества С должна была бы возрасти на величину 2Z, а концентрация вещества D - на величину Z. Таким образом:

2Z = 0,08 моль/л, откуда Z = 0,04 моль/л;

х = 0,03 + 3Z = 0,03 + 3×0,04 = 0,15 моль/л,

[А]о = 0,15 моль/л;

у = 0,01 + Z = 0,01 + 0,04 = 0,05 моль/л,

[В]о = 0,05 моль/л.

 

Основные факторы, влияющие на скорость химической реакции, - природа реагирущих веществ; их концентрация (давление, если в реакции участвуют газы); температура; присутсвие катализатора; площадь поверхности соприкосновения (для гетерогенных реакций).

 

Влияние концентрации (давления)

Зависимость скорости химической реакции от концентрации определяется законом дейстующих масс. Для реакции (1) кинетическое уравнение имеет вид

v = k×[A]а×[B]b,

где [A] и [B] - молярные концентрации реагирующих веществ А и В; k - константа скорости реакции; а, в - порядок реакции по отношению к веществам А и В. Порядок реакции определяет характер зависимости скорости от концентрации. Общий (суммарный) кинетический порядок реакции равен сумме показателей степеней при концентрациях реагирующих веществ. Для элементарных процессов порядок реакции совпадает со стехиометрическими коэффициентами в уравнении реакции.

Пример 2

Найти значение константы скорости реакции А + В ® АВ, если при концентрациях веществ А и В, равных соответственно 0,05 и 0,01 моль/л, скорость реакции равна 5×10-5 моль/л×сек.



Решение

Исходя из закона действующих масс

v = k ×[A]1 ×[B]1,

v = 5×10-5,

k = v/([А]×[В])= 5×10-5/(0,05×0,01) = 1×10-1 л × моль-1 × с-1 .

Пример 3

Написать выражение закона действующих масс для реакции

2NO(г) + O2(г) ® 2NO2(г).

Как изменится скорость реакции, если умень­шить объем реакционного сосуда в 3 раза?

Решение

а). v = k ×[NO]2×[O2].

б). Вследствие уменьшения объема концентрация каждого из реагирую­щих веществ возрастет в три раза. Следовательно, если до повышения давления скорость реакции была равна v0, то после повышения

v = k ×(3[NO])2× (3[O2]) =27× k ×[NO]2×[O2] = 27× v0.

Таким образом, скорость возрастет в 27 раз.

 

Пример 4

Как изменится скорость химической реакции, описываемой уравнением 2А + В ® С, если концентрацию вещества А увеличить в 4 раза, а концентрацию вещества В уменьшить в 2 раза.

Решение

Записываем выражение скорости химической реакции при начальных условиях:

v0 = k ×[A]2×[B].

После изменений концентраций

v = k × (4×[А])2×(1/2×[В])= 8× k ×[А]2×[В] = 8×v0.

Таким образом, скорость реакции возрастет в 8 раз.


Дата добавления: 2015-07-08; просмотров: 184 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Эквивалент. Закон эквивалентов | СОСТАВ РАСТВОРОВ | Смешение растворов | Классификация окислительно-восстановительных реакций | Составление уравнений ОВР методом полуреакций | Химическое равновесие | Необратимые реакции | Химическое равновесие | Элементы химической термодинамики | Процессы, для которых DS > 0 |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Уравнение Нернста. ЭДС реакции| Влияние температуры

mybiblioteka.su - 2015-2018 год. (0.005 сек.)