Meghatározási módszerei elsőrendű reakció sebességi állandója, és

5. § kinetikája kémiai reakciók és katalízis.

Nem mindig termodinamikailag lehetséges reakciókat a valóságban. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a termodinamika nincs idő paraméter, így nem ad választ, amint ez a feltétel bekövetkezik. Meghatározása a feltételeket, amelyek mellett a reakció termodinamikailag lehetséges fog folyni megfelelő sebességgel az egyik fő probléma az a kémiai kinetika. A kinetikai az időtényező bevezetésre kerül, amely a termodinamika nem tekinthető.

A kémiai kinetika - a tanítás a törvényszerűségek a kémiai folyamat időben, vagy tanítás a mechanizmus és a kémiai reakciók sebességének.

A sor lépést alkotó kémiai reakció mechanizmus vagy rendszer az úgynevezett kémiai reakció.

A kémiai reakció sebességét.

Az sebessége kémiai reakció megérteni változások a mólszáma reagensek egységnyi idő per egységnyi térfogatra.

Átlagos sebesség - változást a reagáló anyagok koncentrációja egy adott idő alatt:

hozzáállás # 916; c / # 916; t lehet pozitív vagy negatív. Sebesség lehet mérni, ha megfigyeljük a csökkentés a koncentrációja a kiindulási vegyületet, akkor az arány beállított, mielőtt a mínusz jel, mivel a sebesség mindig pozitív mennyiséget. Ha a sebesség kifejezett koncentrációja a befogadó anyag, a plusz jel:

Ez annak tulajdonítható, hogy a koncentráció változását infinitezimális időintervallum (T2 -T1 → 0), meghatározzuk a valódi reakciósebesség pillanatában, mint a származék koncentrációjának időbeli (u = ± dc / dt).

Függése a reakciósebesség a koncentrációt.

Az alapvető posztulátum kémiai kinetika a tömeghatás törvénye, meg Guldberg és Vahe. Tekintsük a kémiai reakció:

A leíró egyenletet a függőség a kémiai reakció a koncentrációja a komponenseket a reakcióelegy sebessége, a kinetikus egyenlet nevezzük kémiai reakció.

A kinetikai egyenlete ez a reakció:

ahol k - arányossági tényező (állandó sebesség).

A tömeghatás törvénye: vegyi reakciók arányát minden egyes időpontban egyenesen arányos a termék a reagáló anyagok koncentrációit egy adott időpillanatban fokokban, amely megfelel a sztöchiometrikus együtthatók a reakció (a legegyszerűbb esetben).

A legtöbb esetben, nem számítva sebessége és mértéke állandó. Amikor CA = CB = 1 mol / l, u = k.

A fizikai értelmében a sebesség állandók a reakció sebességi állandója a kémiai reakció sebessége számszerűen egyenlő annak a feltételnek, hogy a reaktánsok koncentrációja állandó, és egyenlő a egységét. A sebességi állandó nem függ a koncentráció függ a hőmérséklettől és a természet az oldószer és a katalizátor jelenlétében.

Minden reakciók kinetikai kétoldalú vagy kinetikai visszafordítható. Kémiai reakció megfordítható, ha a reakció termékek reagálhatnak egymással, alkotó kiindulási anyagokat. A gyakorlatban, a holtjáték lehet olyan lassú, mint a közvetlen, hogy minden ésszerű pontossága visszafordíthatósága A reakció lehet elhanyagolni, és tekinthető egy irreverzibilis reakció, vagy egyoldalú. Szigorúan véve, mind reverzibilis kémiai reakció:

Abban az időben a kémiai egyensúly u1 = u2, azaz

ahol K - kémiai egyensúlyi állandó egyenlő az arány a sebességi állandója a határidős reakció sebességi állandója a fordított reakció.

Osztályozása reakciók molekuláris és sorrendben.

Abban a vizsgálatban, a kinetikáját a kémiai reakciók különböznek molekuláris és sorrendben.

Molekularitás reakciót száma határozza meg, hogy egyidejűleg részt vevő molekulák a szakaszban, amely határozza meg a sebességet minden a reakció (a leglassabb). Szerint ezt a funkciót a reakció szétválasztjuk egy mono-, bi- és trimolekuláris. Reakciók a nagyobb molekulatömegű gyakorlatilag ismeretlen, mivel a valószínűsége megfelel a négy molekula elhanyagolható.

Az, hogy a reakció lefutását az összege a kitevőket a koncentráció szempontjából a tömeghatás törvénye. Megkülönböztetni a teljes (megosztott) és magán reakció érdekében (minden reagens). A összege a kitevőket, amelyben a koncentrációja az összes kiindulási anyag tartalmazza a kinetikus egyenlet, meghatározza a teljes sorrendben. Különbséget reakció nulladik, első, második, harmadik és frakcionált megrendeléseket.

Egybeesés molekularitás a megbízás során csak a legegyszerűbb esetekben, amikor a reakció egy lépésben:

általános érdekében - 3, molekuláris - 3.

5.3.1. Egyenlet elsőrendű reakció.

Tekintsük a kémiai reakció: A → B.

Szét a változók: -ds / s = k dt, integrálni

ha # 964; = 0 (a kezdeti időben a reakció), majd a c0 = ln const. azaz

ln c0 - ln c = kt vagy ln C0 / s = kt,

Legyen x - az átalakítás a kiindulási anyag: X = C0 - c.

dimenziója - [idő -1].

Elsőrendű sebességi állandóját reakció független a koncentrációtól. Lehet helyettesíteni, a kapott egyenlet koncentráció (mol / l) lehet mól. Ahelyett, hogy „C0” és a „(c0 - x)” helyettesítheti bármely értékek arányos a koncentrációval (vezetőképesség, sűrűség, viszkozitás, stb).

Jellemzésére a sebesség az elsőrendű reakció állandó mellett gyakran használják olyan mennyiségben úgynevezett felezési idejét.

A felezési idő (t1 / 2) - egy olyan időintervallumot, amely alatt reagál a fele vett mennyiségek:

A felezési idő nem függ a kezdeti koncentrációk, és függ sebességi állandó, azaz a ez jellemző az elsőrendű reakciók.

Az elsőrendű reakciók reakciók a radioaktív szétesés, izomerizáció, hidrolízis reakciók leginkább. Amikor nagy feleslegben az egyik reagenst a másikhoz képest, annak koncentrációja látszólag állandó marad a reakció során. Ebben az esetben, a sorrendben a reakció lesz az egyik kisebb, mint várható lenne a sztöchiometriai egyenletekkel.

Bimolekuláris reakciókban, ahol a sorrendben a reakció miatt feleslegben a reagensek egyike csökken egy egységet nevezett pseudomolecular.

Példa hidrolitikus bomlási reakciót homogén híg, vizes cukoroldat (cukorinverziót):

caharoza glükóz fruktóz

u = k [szacharóz] „[H2 O],

de a víz feleslegben van, és feltételezhető, hogy a [H2O] = const. majd

u = k * [szacharóz], ahol k * = k '[H2 O].

Ez egy példa pszeudo-elsőrendű reakció.

Egyenlet kétoldalas másodrendű reakció.

1. kiválasztásának módszere egyenletek.

A módszer abban áll, hogy ebben az esetben a kísérleti adatok az egyes anyagok koncentrációja megfelel az egyes azonnali elejétől a reakció a kinetikai egyenletek különböző rendű (ez a módszer nem csinál semmit, ha a sorrendben a reakció nagyobb, mint 3 vagy frakcionált)

Az, hogy a reakció megfelel a kinetikus egyenlet, amely különböző kezdeti koncentrációk a kiindulási anyagok és különböző időpontokban egy adott hőmérsékleten lesz állandó sebességgel állandó.

2. Grafikus integrál módszereket.

Meghatározási módszerei elsőrendű reakció sebességi állandója, és

Meghatározási módszerei elsőrendű reakció sebességi állandója, és

Meghatározási módszerei elsőrendű reakció sebességi állandója, és

Nulladrendű: elsőrendű másodrendű

Ábra. 5.1. A változás a koncentráció időbeli a reakciókhoz

Keresse a koncentráció függvényében, azzal, hogy e grafikonon, attól függően, hogy az idő, hogy egy egyenes vonal (ábra. 5.1.).

3. féiperiódustói.

Felére-időszak függően a kezdeti koncentráció:

elsőrendű: t1 / 2 = 0693 / K;

Végzett kísérletek két különböző kiindulási koncentrációban (c0) „és (C0)„:

Válaszfalak (1) a (2):

4. A differenciális módszerrel, (a van't Hoff-módszer).

Felhasználási koncentráció függését a reakció sebessége a feltétellel egyenlőség a koncentrációk az összes kiindulási anyag (5.2 ábra ..): U = kc n. Logaritmus megadott kifejezés: LGU = LGK + nlgs.

Meghatározási módszerei elsőrendű reakció sebességi állandója, és

Ábra. 5.2. Függése a reakciósebesség a koncentrációt.

5. Integrált eljárás van't Hoff (attól függően, hogy a reakció sebessége a kezdeti koncentráció az első pillanatokban az idő - 10-15 s).

Mivel az első idő x ≈ 0.

A kísérleteket különböző kezdeti koncentrációk.

ahol a C1 és C2 venni a középső része, a vizsgálati válasz megfelelő # 916; t.

6. Módszer az izolálását Ostwald.

Koncentrációjának növelésére a „B” és „C” több, mint 10-szer. Az eljárás ezen anyagok nulla, azok koncentrációja nem fog változni. Határozza meg a „N1” egyike azoknak a módszereket, amelyeket a fent tárgyalt. Ahogy haladunk, sorrendjének meghatározásáról reakció anyagok B és C, azaz a N2 és N3.