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

Теория активных соударений аррениуса. (тас).

Читайте также:
  1. I. ТЕОРИЯ
  2. II. Теория (реализации) воспроизводства и обращения всего общественного капитала Маркса
  3. IV. Теория империализма В.И.Ленина и Розы Люксембург. Сравнительный анализ
  4. IХ. Теория и методика преподавания русского языка
  5. XIII. Теория воспроизводства Дестюта де Траси
  6. Антиматериалистическая теория языка
  7. Б. Смешанные конституции и теория естественного права в их историческом развитии

Согласно Аррениусу, любая реакция протекает через промежуточную стадию образования активных молекул. Схематично это так: Нормальные молекулы èç(1) активные молекулы è(2)продукты реакции. Стадия (1) является обратимой. Равновесие достигается быстро и его характеризует константа равновесия k = CАКТ / СНОРМ. Это равновесие сильно сдвинуто вправо, т.е. САКТ>>СНОРМ. Стадия (2) протекает медленнее, чем первая и является необратимой и лимитирует скорость процесса в целом. К равновесному процессу (стадия (1)), можно применить уравнение изобары Вант – Гоффа: dlnk / dT = Ea / RT2. Физический смысл Еа – это избыток энергии, которым должны обладать сталкивающиеся молекулы, чтобы превратиться в продукты. При концентрации нормальных молекул 1М экспериментально определимая скорость реакции: k = υ = kЭКС * САКТ = kЭКС*В* eEa/RT. Тогда: k = k0 * eEa/RT – это уравнение Аррениуса в экспоненциальной форме. k0 – предэкспоненциальный множитель(частотный фактор). Смысл k0 – значение k, какой она могла бы быть, если бы все молекулы были активными, т.е. если Еа = 0.Но на самом деле k0>>k. Запишем дифференциальную форму уравнения Аррениуса: dlnk / dT = Ea / RT2. Проинтегрируем двумя способами, считая, что Еа не зависит от Т. 1) Определенный интеграл. После преобразований получим: Еа = (RT1T2 / T2 – T1) * ln (kT2 / kT1) – уравнение для аналитического расчета Еа. 2) Неопределенный интеграл. После преобразований получим: lnk = – (Ea / R) * (1/T) + lnB. Из формулы следует, что есть возможность графического определения Еа. (см.рис). . tg α = – Ea / R. Еа = – R*tg α. Рассмотрим физический смысл Еа подробнее: В любой системе до наступления момента реагирования существует статистическое равновесие между молекулами с нормальной энергией и молекулами с повышенной энергией. Распределение молекул по энергиям при определенной температуре можно представить в виде графика Максвелла – Больцмана: (см.рис). . N/dE – доля молекул, обладающих значением энергии Е. Чем выше Еа, тем меньше доля активных молекул, следовательно, с большими кинетическими трудностями идет процесс. Рассмотрим энергетику взаимодействия веществ для эндотермической реакции: (см.рис) . Основные положения ТАС и теоретический расчет k. 1)Реагирование происходит только при соударении активных молекул 2) Активные молекулы возникают из неактивных путем столкновения последних и перераспределения между ними энергии. 3)Молекулы – сферические упругие шары. Исходя из этого и используя МКТ газов Аррениус предложил уравнение для теоретического расчета k: kТЕОР = Z0*eEa/RT (1), где Z0 = 2*(πk`T / m)1/2 * δ*(n`)2, где Z0 – общее число столкновений молекул в единице объема, 2 – т.к. сталкиваются две молекулы, δ – диаметр молекулы, (n`) – число молекул в единице объема, m – масса молекулы, k` - постоянная Больцмана. Используя эту формулу можно точно рассчитать k не проводя эксперимента с участием простых одноатомных молекул. Если молекулы геометрически более сложные, то kТЕОР > kЭКСП. Для преодоления этого разнообразия в формулу (1) внесли поправочный коэффициент: kТЕОР = p* Z0*eEa/RT, где р – стерический фактор, учитывающий, что активация – необходимое, но недостаточное условия для образования новых связей. Помимо запаса энергии, сталкивающиеся молекулы должны обладать благоприятной пространственной ориентацией в момент соударения. Для простых молекул р = 1, а для сложных меньше 1. Недостатки ТАС: 1)Непонятно как вычислить р 2) Не раскрыт смысл координаты реакции.

1. Вычислить общее давление и состав пара в мольных долях над смесью, состоящей из 200 г бензола и 300 г этилбензола при 60 °С. Давления паров чистых бензола и этилбензола при данной температуре соответственно равны 51809 и 10484 Па.

Дано: m(бенз)=200г; m(эт. бенз)=300г; P°(бенз)=51809Па; P°(эт.бенз)=10484Па. Найти Pобщ-? N б. в паре-? N э-б. в паре; Решение: P=Nб∙P°б + Nэт.б∙P°эт.б; Nб=(mб/Mб)/ (mб/Mб + mэ-б/Mэ-б)=200/78 / 200/78 + 300/94=0,445; М(С6Н6)=78 г/моль; М(С8Н10)=94 г/моль; Nэ-б=1-0,445=0,555; Р=0,445∙51809 (23055) + 0,555∙10484 (5818)=28873; Nб в паре=Рб/Р=23055/28873=0,8; N э-б в паре=0,2;

2. В результате взаимодействия формальдегида с перекисью водорода образуется муравьиная кислота (реакция второго порядка). Если смешать равные объемы 1М растворов Н2О2 и НСНО, то через 2 ч концентрация муравьиной кислоты становится равной 0,214 моль/л. Определить, через сколько времени останется 10% исходных веществ.

Дано: n=2; a=b=1моль/л (до смеш-я); a=b=0,5 моль/л (после смеш-я); t=2ч; x= 0,214 моль/л; a-x1=10% от а; Найти t1-? Решение: k=1/t(1/a-x – 1/a); k=1/2 (1/0,5-0,214 – 1/0,5)=0,75 час-1моль-1 л2; t1=1/k (1/a-x1 – 1/a); a-x1=0,1∙0,5=0,05 моль∙л; t1=1/0,75 (1/0,05-1/0,5)=24 часа.

БИЛЕТ 14.


Дата добавления: 2015-07-20; просмотров: 311 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Парциальные молярные величины. Физический смыл ПМВ. Уравнение Гиббса-Дюгема и Дюгема-Маргулиса. Методы определения ПМВ. | Термодинамика процессов замерзания и кипения для идеальных и бесконечно разбавленных растворов (общий вид уравнений). | Теория активированного комплекса. Физический смысл координаты реакции. Трансмиссионный коэффициент, энтальпия и энтропия активации. | РЕАЛЬНЫЕ И РЕГУЛЯРНЫЕ РАСТВОРЫ. ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ И ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ ОТ ЗАКОНА РАУЛЯ. | ВНЕШНЯЯ МАССОПЕРЕДАЧА. КОЭФФИЦИЕНТ МАССОПЕРЕДАЧИ. | ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТЬ. ПОДВИЖНОСТЬ ИОНОВ. ЧИСЛА ПЕРЕНОСА. | АДСОРБЦИЯ НА НЕОДНОРОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ. ИЗОТЕРМА ТЕМКИНА. | МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ. | ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДАВЛЕНИЯ НАСЫЩЕННОГО ПАРА РАСТВОРЕННОГО ВЕЩЕСТВА(З-НЫ ГЕНРИ И СИВЕРТСА). ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДАВЛЕНИЯ НАСЫЩЕННОГО ПАРА РАСТВОРИТЕЛЯ. | ОСМОС.ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ. |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
АДСОРБЦИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ ЖИДКОСТИ.| ФОРМАЛЬНАЯ КИНЕТИКА ПРОСТЫХ РЕАКЦИЙ ВТОРОГО ПОРЯДКА.

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.006 сек.)