![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Зависимость скорости от концентрации реагирующих веществ
Скорость реакции в каждый момент времени пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, возведенных в некоторые степени. Это положение иногда называют «основным постулатом химической кинетики», иногда - «законом действующих масс». Математически для реакции, оно может быть выражено уравнением: Показатели степени при концентрациях в кинетическом уравнении Коэффициент пропорциональности Любая химическая реакция представляет собой совокупность элементарных актов химического превращения. Каждый такой акт есть превращение одной или нескольких находящихся в контакте или взаимодействии частиц реагентов (молекул, ионов, свободных радикалов) в частицы продуктов. Простые реакции состоят из однотипных элементарных актов. В зависимости от числа частиц, принимающих участие в реакции, они делятся на мономолекулярные, бимолекулярные и тримолекулярные реакции (т.е. молекулярность реакции равна единице, двум и трем, соответственно). Реакции, при протекании которых осуществляются разнотипные элементарные акты, называются сложными реакциями. К ним относятся обратимые, параллельные, последовательные и др. многостадийные реакции, цепные реакции, сопряженные реакции и др. Уравнение может быть достаточно строго обосновано лишь для некоторых частных случаев. Например, на основе теории активных соударений – для простых реакций. Только в этом случае частные порядки Чаще всего Для реакций нулевого порядка скорость не зависит от концентрации реагирующего вещества. Обычно это бывает, если концентрация реагента не меняется в ходе реакции, например в гетерогенных реакциях, когда реакция происходит на поверхности. Аналогичная картина будет наблюдаться, когда данный компонент взят в большом избытке. В этом случае его концентрация приблизительно постоянна в ходе реакции. Примером может служить любая реакция, где одним из реагентов является растворитель, а концентрация других реагентов невелика. Часто при изучении кинетики реакций искусственно добиваются того, чтобы порядок по одному из компонентов получился равным нулю. Для этого кинетическую кривую получают при большом избытке (например, стократном) выбранного реагента. Например, если в реакции реагент B взят в большом избытке, то:
где Похожую ситуацию можно получить и при анализе влияния на скорость катализатора (в данном случае имеется в виду гомогенный катализ). Известно, что добавление катализатора увеличивает скорость реакции, однако из одного кинетического эксперимента (точнее из одной кинетической кривой) порядок по катализатору всегда будет равен нулю, поскольку катализатор в реакции не расходуется и концентрация его остается постоянной. Истинный порядок по катализатору может быть получен только при сопоставлении нескольких кинетических кривых, полученных для разных концентраций катализатора. В связи с тем, что значение частного порядка реакции зависит от того, как он определяется, в химической кинетике используются понятия «временной порядок» и «концентрационный». При определении временного порядка значения концентрации берутся из одной кинетической кривой в различные моменты времени. Для определения концентрационного порядка (иногда называемого «истинным» порядком) проводят несколько кинетических экспериментов с разными начальными концентрациями (т.е. получают несколько кинетических кривых). При этом анализируется зависимость начальной скорости реакции от начальной концентрации реагента. Временной порядок по реагенту может быть больше концентрационного (например, если продукты ингибируют реакцию, или реакция обратима) или меньше его (в автокаталитических реакциях).
|