Шпаргалка К Первому Коллоквиуму По Химии (Наумов В. А.)

1 Скорость реакции. Размерность.

-Изменение моляр.концент.одного из учавств.в реакции вещ.в единицу времени.

, где - кол-во молекул, а Ф – объем реакционного производства.

При T=const,

скор.хим.реак.прямопропорц.произв.молярной конц.реагентов. Размер-кол-во незави-х парам., необх.для описания сост.объекта, или кол-ва степеней свободы физ-ой сис-мы.

1)В случаях гомогенн.реак. Ф=V(трехмерное простр.)

2)гетерог.реак.,идущих на поверхн.земли раздела фаз Ф=S(двухмер.простр.)

3)в одномерном простр.Ф=e

2. Как связана скорость реакции по разным веществам.

Раствор настолько хорошо перемеш., что конц-я независит от координат точки в простр.  скорость реакции по i-ому вещ-ву равняется:

,если i-ое вещ-во исходное, то производная отриц, а скор. Реа-и – величина полож., поэтому для исходного вещ-ва в правой части нужно поставить «-», а для продуктов реакции не нужно ставить минус « - ».

=моль.

3.Элементарная реакция. Чем отличается порядок реакции и молекулярность.

Столк.более3-х частиц практически невероятно.

Превращение при одном столк.неболее чем 3-х частиц, назыв. – элементарной реакцией.

В элементарных реакциях – порядок реакции равен стехиометрическому числу.

- мономолекул. реак. Число частиц участв. в одном акте реак.назыв. молекулярностью реакции.

(это понятие относ.только к элеме-м реак!)

4. Основной постулат химической реакции

Скор.реак.пропорциональна числу столк. молекул, откуда следовало, что для реакции

A+B+…=(4),

где n1, n2 порядок реакции

- общий порядок (суммарный).

k – константа скорости реакции.

(4) – выражает основной постулат формальной кинетики. Порядок реакции не имеет физич.смысла – это подгоночный коэффициент. Он может быть целым, дробным, «+», «-» и 0.

Пример:

5. Интегрирование прост-х кинет.урав.

Если найдена скор.реак.по одному из вещ., то скор.реак.по всем остальным вещ, можно вычислить с учетом стехиометрии реакции.

Пример:

(1) (2) (3)

;

; ;

;

6. Время полупревращения.

V – скор.реакции;k – константа скор; С – текущая концен.исходного вещ.;

- нач.концент.исходного вещ.;

- период полупревращения, равный времени, за которое концен.исходного вещ. уменьшается в два раза.

Реакции нулевого порядка:

, , , , ,

Для реакции 0-ого порядка время прямопропорц.от С₀!!!

Реакции первого порядка:

, , , , ,

Для реакции 1-ого порядка период полупревращения не зависит от С₀!!!

Реакции второго порядка:

, , , , , .

Для реакции 2-ого порядка время обратнопропорционально С₀!!!!

8. Влияние t на скорость реакции. Уравнение Аррениуса.

Скорость большинства хим.реак.с ростом темп.на 10K увеличиваются в 2-4 раза.

Уравнение Аррениуса: (1), где Е – энергия активации, R – газовая постоянная, T – температура в Кельвинах.

k=1.387 , [E]=кал/моль.

- предэкспоненциальный множитель.

E=10…100 ккал/моль.

(1) (2).

Линейное преобразование уравнения (1).

Для элем-ой реакции кинетика выражается : (3)., С=const.

Часто и неэлементарная реакция моет формально списываться уравнением (3).

Уравнение (1) не работает для сложных реакций.

Если бы все молекулы сталкивались, то все реакции шли бы со скоростью взрыва.

9. Энтропия и энтальпийный фактор.

Энергия активации содержит энтальпийный фактор.

С ростом величины сместится х, скорость реакции этерификации снижается. Следовательно, кроме энергетического (энтальпийного) фактора существует пространственный (энтропийный) фактор.

Иными словами, кроме энтальпии активации надо учитывать энтропию активации, которая пропорциональна логарифму отношения:

ln. Таким образом в уравнение Аррениуса следовало бы вписать свободную степень активации, т.е. изменение энтропии Гиббса при образовании активированного комплекса.

(5)  (6).

E – энтальпия активации (),

, - пропорционально частоте столкновений.

Энтропийный фактор снижает возможность прохождения реакции.

Ориентация облегчается при наличии в системе катализатора, который кроме того, очень часто понижает и энергетический барьер.

Вот почему более 90% промышленных реакций – каталитический.

Действие катализаторов основано на том, что они уменьшают энергию активации реакции.