Пример11.

Чему равна сумма коэффициентов в правой части уравнения реакции: KСlO₃® KClO₄+ KСl?

Решение:

Укажем элементы, изменяющие свою степень окисления, и запишем полуреакции окисления – восстановления. Чтобы поставить коэффициенты в уравнении реакции, надо найти кратное для чисел, показывающих повышение и понижение степени окисления:

_{+5 - 1}

С1 – 6e^– ® С1 1 (восстановление)

_{+5 +7}

Сl + 2e^– ® Cl 3 (окисление)

Расставим коэффициенты в реакции: 4KСlO₃ ® 3KClO₄+ KСl

Считаем сумму коэффициентов в правой части реакции: 1 + 3 = 4.

6. Химичeская кинeтика и равновесие

6.1. Скoрoсть химичeской рeaкции, ее экспериментальное определение. Закон действующих масс. Пoрядoк и мoлeкулярнoсть рeaкции. Кинетика рeaкций пeрвoгo и втoрoгo пoрядкa. Пeриoд пoлупрeврaщeния.

6.2. Зaвисимoсть скoрoсти рeaкции oт тeмпeрaтуры, правило Я. Вaнт-Гoффa, урaвнeние С. Aррeниусa. Мeхaнизмы протекания химичeских рeaкций: энeргия и энтрoпия aктивaции. Teoрия aктивирoвaннoгo кoмплeксa.

6.3. Химическое равновесие, обратимость реакций. Константа равновесия реакции, ee связь с энeргиeй Дж. Гиббсa. Связь энтальпии с энергией активации прямой и обратной реакций. Влияниe кaтaлизaтoрa нa скoрoсть рeaкции.

КОНСПЕКТ.

6.1. Скoрoсть химичeской рeaкции

Базовым понятием химической кинетики является скорость химической реакции. Различают среднюю υ_ср = ±Δc/Δt и истинную υ_ист = ±dc/dt скорости химической реакции.

Концентрации участников реакции непрерывно меняются во времени, поэтому в химической кинетике возникает проблема экспериментального определения текущей скорости реакции. Изменения концентрации реагентов и продуктов реакции во времени могут быть зафиксированы по изменениям самых различных физических характеристик реагирующей смеси в ходе химической реакции.

Скорость реакции на первых этапах ее протекания зависит от концентрации реагирующих веществ, эта зависимость даётся основным законом химической кинетики - законом действия масс, записываемого в виде так называемого кинетического уравнения:

υ = k · [A]^m · [B]ⁿ,

в которое входят частные порядки реакции m и n по веществам, соответственно, A и B, обусловливающие общий кинетический порядок химической реакции. Коэффициент k есть константа скорости реакции.

В случае простых гомогенных реакций они могут быть описаны такой молекулярно-кинетической характеристикой, как молекулярность реакции.

По значению общего кинетического порядка различают реакции нулевого порядка, первого порядка, второго порядка и, очень редко - третьего. В случае реакций первого (а в ряде случаев - второго порядков) используется такая кинетическая характеристика, как период полупревращения реагента (реагентов), в частности, период полураспада.

6.2. Зaвисимoсть скoрoсти рeaкции oт тeмпeрaтуры.

Как правило, скорость химической реакции возрастает с повышением температуры реакционной смеси. Для гомогенных реакций в большинстве случаев справедливо эмпирическое правило Вант-Гоффа, которым вводится так называемый температурный коэффициент скорости реакции γ_10º. Аналитическое выражение для зaвисимoсти константы скoрoсти химической рeaкции oт тeмпeрaтуры дается экспоненциальным уравнением Аррениуса:

k = Â · exp(–ΔE_a / RT),

в которое входит важная энергетическая характеристика процесса - энергия активации реакции ΔE_a. Эта энергия определяет скорость химической рeaкции. Энергия активации может быть понижена, если в реагирующую систему ввести специальное вещество, называемое катализатором.

Важна, однако, не только энергия взаимодействующих частиц, но и их взаимная ориентация при взаимодействии, характеризуемая энтропией активации ΔS_а.

В случае достижения оптимальных значений энергии и энтропии активации возникает промежуточное состояние взаимодействующих частиц, называемое активированным комплексом, из которого система выходит с образованием новых частиц продукта реакции.

Дата добавления: 2015-07-25