Читать реферат по химии: "Гетерогенные реакции." Страница 2

(Назад) (Cкачать работу)

В гетерогенных системах реакционным пространством является поверхность раздела между фазами. Введя понятие поверхностной концентрации Cs, измеряемой числом молей реагирующего вещества (n), приходящихся на единицу реакционного пространства S, имеем

Тогда среднюю скорость гетерогенной реакции можно измерять изменением поверхностной концентрации одного из реагентов (исходного вещества или продукта реакции) за единицу времени, выражая её в моль/м с или моль/см с):

Истинную (мгновенную) скорость гетерогенной реакции определяем, переходя в (1.7) к пределу Т-О:

Скорость гетерогенных взаимодействий зависит не только от самого химического взаимодействия, но и от стадии переноса вещества, каковым являются подвод молекул газообразного или растворённого реагента из объёма V к реакционной поверхности S и интенсивность отвода от поверхности продуктов реакции. Скорость протекания всего гетерогенного взаимодействия определяет та из трёх стадий скорость, которой минимальна. Её называют имитирующей стадией.

В 1865 году профессор Н.Н. Бекетов высказал гипотезу о взаимосвязи между массами реагентов и временем течения реакции: «... притяжение пропорционально произведению действующих масс», которая в 1867 году была подтверждена норвежским химиком К.М. Гульдбергом и П. Вааге в законе действия масс. Современная формулировка этого закона: «при постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентрации реагирующих веществ, взятых в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции».

Для реакции aA + bB – mM + nN

Математическое выражение закона действия масс имеет вид:

Где V – скорость реакции; k – константа скорости реакции (при [А] = [В] = 1 моль / п k = v – численно), [А] и С [В] и С – разные формы обозначения концентрации, a и в – стехиометрические коэффициенты реагентов А и В в уравнении реакции.

Константа скорости k определяется природой реагирующих веществ, зависит от температуры и присутствия катализатора, но не зависит от концентрации реагентов участвующих в реакции.

Закон действия масс справедлив только для наиболее простых по своему механизму взаимодействий, протекающих в газах или в разбавленных растворах. Если сложная реакция является совокупностью нескольких процессов, осуществляемых параллельно или последовательно, то этот закон справедлив для каждой отдельной стадии реакции, но не всего взаимодействия в целом. Математическое выражения закона действия масс для самой медленной (лимитирующей) стадии процесса определяет скорость всей реакции.

В случае гетерогенной реакции, например, горения углерода:

С + О2 = СО2

Математическое выражение закона действия масс имеет вид:

V = k[c] [02]

Но концентрация твёрдой фазы (углерода) в ходе реакции не меняется. Поэтому её обычно включают в константу скорости (k):

V = k const [02] = k[02],

То есть скорость гетерогенной реакции зависит только от концентрации веществ находящихся в газовой или жидкой фазах.

Опыт №1:

Наблюдение зависимости скорости гетерогенной реакции от площади поверхности соприкосновения реагирующих веществ.

Применяемые приборы и

Похожие работы