Читать реферат по химии: "Химическая кинетика" Страница 2

(Назад) (Cкачать работу)

= k ∙ CAa ∙ CBb или V = k ∙ [А]a ∙ [В]b , (4) где CA и CB - молярные концентрации веществ А и В;

[А] и [В] - молярные концентрации взаимодействующих частиц;

а и b - стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции;- константа скорости реакции.

Чаще всего реакции протекают в несколько стадий. В этом случае скорость химической реакции нужно определять скоростью самой медленной (лимитирующей) стадии.

Коэффициент пропорциональности k (константа скорости реакции) при постоянной температуре есть величина постоянная. Константа скорости численно определяется как скорость реакции при единичных концентрациях реагирующих веществ, т.е. может быть определена как удельная скорость. Константа скорости реакции зависит от химической природы реагирующих веществ, температуры и некоторых других факторов, но не зависит от концентрации реагирующих веществ. Т.е. константа скорости химической реакции характеризует скорость реакции при данной температуре и является мерой реакционной способности веществ.

Если в реакции участвуют газообразные вещества, то концентрации таких веществ заменяют на их парциальное давление. Математическое выражение закона действия масс для реакции С + О2 = СО2 будет иметь следующий вид:

= k ∙ р (О2) где р (О2) - парциальное давление кислорода.

Поэтому, в системах с участием газообразных веществ, скорость химической реакции зависит от давления.

Например, если при взаимодействии водорода с парами йода по уравнению

2 + I2 = 2HI увеличить давление в 3 раза, то объем системы уменьшится во столько же раз, и, следовательно, во столько же раз возрастет концентрация каждого из реагирующих газообразных веществ. Скорость реакции при этих условиях, согласно закону действия масс, возрастет в 9 раз.

Пример 1.

Определить, как изменится скорость реакции

(г.) + 2B(г.) = C(г.) если концентрацию вещества A увеличить в два раза, а концентрацию вещества B увеличить в три раза.

Решение:

Согласно закону действующих масс:

= k ∙ [A] ∙ [B]2.

При изменении концентраций реагирующих веществ по условию задачи, выражение для скорости реакции записываем так:

' = k ∙ (2[A]) ∙ (3[B])2 =18 k [A] ∙ [B]2 . Если сравнить выражения для скоростей реакции до и после изменения концентраций веществ, можно увидеть, что скорость увеличилась в 18 раз:

' / V = 18. Таким образом, закон действия масс позволяет определять, как изменяются скорости реакций при изменении концентраций реагирующих веществ.

Для гетерогенных процессов, которые протекают только на поверхности раздела фаз, имеет значение площадь соприкосновения реагирующих веществ, которая обусловлена степенью измельчения твердого вещества. Степень измельчения поверхности твердого тела - важный фактор, который учитывается константой скорости реакции. Поэтому, пока величина поверхности твердого тела остается практически постоянной, скорость гетерогенной реакции зависит только от концентрации веществ (растворенных или газообразных). Поэтому, для гетерогенных систем в выражение скорости реакции не входит концентрация (точнее, парциальное давление) твердого вещества.

Например, скорость реакции С + О2 = СО2 пропорциональна только концентрации кислорода:

= k ∙ [О2]. В общем случае скорость гетерогенных реакций зависит от:

Похожие работы