АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

III. КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Читайте также:
  1. III. Психические свойства личности – типичные для данного человека особенности его психики, особенности реализации его психических процессов.
  2. IV. Требования к микроклимату, содержанию аэроионов и вредных химических веществ в воздухе на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ
  3. Автоматизация гидродинамических процессов.
  4. Автоматизация логистических процессов предприятия
  5. Автоматизация тепловых процессов
  6. Анализ пожарной опасности технологических процессов
  7. Анализ предметной области исследования (состав объектов и процессов, их свойства, связи) проблемы формирования финансового потенциала предприятия
  8. Аппаратурное оформление процессов биотехнологии
  9. Аутсорсинг процессов управления информационной безопасностью
  10. Билет 2(Понятие метода научного анализа.Основные методы познания экономических процессов и явлений.)
  11. Билет № 16 (1) Производство химических волокон

Химическая кинетика изучает факторы, влияющие на скорость химической реакции.

Разберем основные понятия в химической кинетике.

Система – вещество или совокупность веществ, реально или мысленно отделенных от окружающей среды.

Гомогенная система – система, состоящая из одной фазы. (Воздух, состоящий из кислорода, азота и других веществ. Водный раствор сахара.).

Гетерогенная система – система, состоящая из двух и более фаз (Нефть, которая является смесью углеводородов и воды).

Фаза – одинаковая по своим свойствам часть системы, отделенная от других частей поверхностью раздела, при переходе через которую свойства изменяются скачкообразно.

В гомогенной системе реакция протекает во всем объеме системы. Поэтому

Скорость гомогенной реакции это количество вещества, вступающего в реакцию (или образующегося при реакции) за единицу времени в единице объёма системы:

Vгомоген. = ∆ n ⁄ t∙υ,

где ∆ n – изменение количества вещества,

t - время реакции,

υ -объём системы.

В гетерогенной системе реакция протекает на поверхности раздела фаз системы. Поэтому

Скорость гетерогенной реакции это количество вещества, вступающего в реакцию (или образующегося при реакции) за единицу времени на единице поверхности раздела фаз:

Vгетероген.. = ∆ n ∕ t∙S,

где ∆ n – изменение количества вещества,

t - время реакции,

S – площадь раздела фаз.

Скорость химической реакции зависит от:

- концентрации реагирующих веществ;

- температуры системы, в которой протекает реакция;

- природы реагирующих веществ.

Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ сформулирована в законе действующих масс: “При постоянной температуре скорость химической реакции пропорциональна произведению концентрации реагирующих веществ в степенях, соответствующих их стехиометрическим коэффициентам”.

Например, для гомогенной реакции сгорания метана в кислороде

СН4 (г) + 2O2 (г) = СO2 (г) + 2H2O (г)

зависимость скорости прямой реакции от концентрации исходных веществ запишется в виде следующего уравнения:

V = К ∙ [СН4]1 ∙ [O2]2,

где: К - коэффициент пропорциональности,

[СН4] и [O2] - концентрации метана и кислорода в системе,

1 и 2 - стехиометрические коэффициенты.

Это уравнение зависимости скорости реакции от концентрации реагирующих веществ называется кинетическим уравнением реакции. Из данного уравнения следует, что при увеличении только концентрации метана в 2 раза скорость реакции возрастет в 2 раза, а при увеличении только концентрации кислорода в 2 раза скорость реакции возрастет уже в 4 раза.

Закон действующих масс справедлив для простейших реакций (общий порядок реакции до 3).

К - коэффициент пропорциональности при концентрациях реагирующих веществ равных 1,0 мол/л, равен скорости химической реакции и называется константой скорости данной реакции. Величина константы скорости зависит только от природы реагирующих веществ и от температуры и не зависит от концентрации реагирующих веществ.

Для гетерогенных реакций в кинетическое уравнение входят концентрации только тех веществ, которые находятся в системе в растворе или в газовой фазе.

Для реакции С/тв/ + O2/г/ = CO2 / г / кинетическое уравнение запишется

V = К ∙ [C] ∙ [O2].

Так как для твердых веществ концентрация вещества на поверхности остается все время постоянной, кинетическое уравнение можно записать

V = К эф ∙ [O2],

где Кэф – эффективная константа скорости, равная К ∙ [C].

Повышение температуры системы приводит к увеличению скорости реакции, так как увеличивается скорость движения молекул и возрастает число столкновений между молекулами.

Возрастание скорости реакции при нагревании в первом приближении подчиняется правилу Вант-Гоффа: «При повышении температуры на 10 градусов, скорость химической реакции возрастает на величину температурного коэффициента (γ)».

t2 – t1/10

Vt2 = Vt1 • γ,

где Vt2 – скорость реакции при температуре t2,

Vt1 ­- скорость реакции при температуре t1,

γ - температурный коэффициент.

Для большинства химических реакций температурный коэффициент составляет от 2 до 4.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)