Влияние концентрации реагентов на скорость химических реакций 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние концентрации реагентов на скорость химических реакций



 

Зависимость скорости реакции от концентрации устанавливает закон действия масс, который был впервые сформулирован в 1867 году К.Гульдбергом и П.Вааге. Он представляет одно из важнейших обобщений, имевших весьма большое значение для превращения химии в точную науку.

скорость химической реакции при постоянной температуре прямо пропорциональна произведению молярных концентраций реа-гентов, взятых в степенях, равных стехиометрическим коэффици-ентам соответствующих веществ в уравнении реакции.

Для реакции mA + nB qD приведенный выше закон можно записать математически в виде кинетического уравнения реакции:

= k ,

где СА и СВ – молярные концентрации веществ А и В соответственно; mпорядок реакции по веществу А; n – порядок реакции по веществу В; kконстанта скорости реакции. Сумма (m + n) называется общим порядком реакции или просто порядком реакции.

Константа скорости реакции является более фундаментальной величиной, чем скорость реакции. Поэтому ее используют для сравнения скоростей различных реакций при идентичных условиях. Это связано с тем, что в понятии константы скорости реакции исключается влияние концентрации, так как k = v при СА = СВ = 1моль/л.

Константа скорости реакцииэто скорость реакции при единичной концентрации реагирующих веществ.

Очень часто сумма стехиометрических коэффициентов реагентов в уравнении реакции и общий порядок реакции не совпадают. Это говорит о том, что рассматриваемая реакция не является элементарным процессом, а протекает по сложному механизму. Например, в реакции

2HI + H2O2 I2 + 2H2O

сумма стехиометрических коэффициентов реагентов равна трем. Однако полученные экспериментальные данные показывают, что она описывается кинетическим уравнением второго порядка. Тщательное изучение механизма показало, что эта реакция протекает в две стадии, из которых первая является лимитирующей:

HI + H2O2 HIO + H2O (медленная стадия)

HIO + HI I2 + H2O (быстрая стадия).

Именно первая бимолекулярная медленная стадия, скорость которой описывается кинетическим уравнением второго порядка, определяет скорость всей реакции.

Для экспериментального определения значения константы скорости реакции производят интегрирование дифференциального уравнения скорости реакции (таблица 2). Построив линейную зависимость в соответствующих координатах, по наклону находят значение константы скорости.

 

Таблица 2 Экспериментальное определение константы скорости реакции разного порядка

 

Порядок Кинетическое уравнение Линейная зави-симость Наклон Размер- ность k
  kt = [Продукт] [Продукт] = f(t) k
  kt= ln ln = f(t) ln Ct = f(t) lg Ct = f(t) k –kk/2,3 c–1 c–1 c–1
  kt= = f(t) k

 

Примечание: С0 – начальная концентрация реагента; Сt – коцентра-ция реагента к моменту времени t после начала реакции. Для всех трех типов реакций рассмотрены частные случаи, когда происходит превращение только одного вида вещества.

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-01-26; просмотров: 260; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.236.245.71 (0.019 с.)