Efectul presiunii asupra vitezei reacției chimice
Presiunea de asemenea, are un efect foarte important asupra ratei unei reacții chimice, dar are sens numai pentru sistemele omogene, și anume pentru gazul. Deoarece interacțiunea substanțelor solide și lichide cu altele sau nu în reacții omogene de modificări ale vitezei se observă.
La comprimarea amestecului gazos de reacție în presiune, zeci limitate MPa, o creștere a vitezei de reacție și trecerea de echilibru chimic. Acest lucru se datorează în principal modificărilor în concentrațiile reactanților. Pentru substanțele în faza condensată sau gaz la o presiune peste 200-300 MPa creștere a concentrației cu o presiune tot mai mare de reactiv este mic, cu toate acestea, multe procese sunt sensibile la presiune. Astfel, echilibrul de presiune afectează foarte mult disocierea electrolitică a acizilor și bazelor, modifica concentrația complecșilor de transfer de sarcină afectează echilibrul ceto-enolică, pentru echilibrul konfirmatsionnogo deplasează echilibrul de monomer-polimer, etc. Sub presiunea nu polimeriza substanțele pentru care echilibrul polimer-monomer la presiunea atmosferică părtinitoare față de monomer.
Ratele de reacție ale diferitelor modificări cu presiune. Reacțiile sunt în general bimolecular accelerate cu monomolecular de presiune - încetinirea. Astfel, rata de sinteză diene cu creșterea presiunii de până la 1000 MPa poate să crească în mii de ori, iar reacția de descompunere este de obicei inhibată. Conform teoriei complexului activat, dependența de presiune a vitezei de reacție elementar constanta k (T, p) la o temperatură constantă determinată de modificarea volumului molar al reactanților în timpul formării complexului activat
Modificările ratelor de procese chimice pot fi de asemenea cauzată de influența presiunii asupra proprietăților fizice ale mediului. Astfel, datorită creșterii viscozității cu creșterea presiunii de reacție poate trece de difuzie regiunea cinetică în percolarea, viteza de reacție este controlată prin difuzia speciilor reactive. Schimbați mediu, presiunea influențează viteza reacțiilor ionice. În aceste efecte tridimensionale. cauzate de solvatare ionilor sau încărcate grupuri de molecule capturate folosind Nernst-ecuația Drude-Born.
interacțiune chimică în fază solidă este în mod tipic incetineste cu o presiune tot mai mare. Pentru a intensifica reacțiile în fază solidă (sinteză minerale, polimerizare etc.), Acestea sunt efectuate la temperaturi ridicate.
Solidele de presiune de reacție dramatic îmbunătățită dacă reactanții sunt supuse unor solicitări de forfecare plastic. În multe dintre aceste condiții se realizează solide procese chimice faze: polimerizare, adiție nucleofilă de amoniac, apă, grupări carboxil la legătura = C C, sinteza amide și peptide, descompunerea peroxizilor și carbonili oxizi metalici, săruri anorganice și alte reacții de esterificare. Aromatice menționate la deformarea sub presiune sunt supuse adesea de conversie, însoțită de ruperea ciclului:
Rata reacțiilor chimice cu efect simultan de înaltă presiune și deformare la forfecare este foarte mare și poate depăși viteza respectivelor procese în fază lichidă, la aceeași presiune și temperaturile de milioane sau mai mult. Reactivitatea solidelor (rată constantă, randamentele de produs) depind în mare măsură de proprietățile fizice ale mediului (limita plasticitate stres forfecare, structura de cristal). De obicei, reactivitatea substanței este crescută dacă deformată într-un amestec cu substanțe din plastic având tensiunea de forfecare mai mare decât cel de reactiv pur. Condițiile de deformare, randamentul produșilor de reacție este o funcție de tensiunea de forfecare (la presiune constantă și temperatură) și într-o gamă largă independent de timpul de deformare a amestecului de reacție. colmatare Timpul poate fi proporții foarte mici și calculate secunde. Randamentul dependenței de produsele de forfecare pot fi descrise într-un număr de cazuri (de exemplu, în polimerizarea acrilamidei) metode cinetice formale înlocuirea ecuațiilor diferențiale în timp o deformare la forfecare.
Efectul temperaturii asupra vitezei de reacție chimică
În ceea ce privește efectul temperaturii, acest factor acționează la fel ca și viteza de reacție v, iar rata constanta k - ambele aceste valori cresc rapid cu creșterea temperaturii. Creșterea temperaturii crește energia cinetică a speciilor chimice, adică, Aceasta crește numărul de particule care au o energie peste energia de activare. Pe măsură ce temperatura crește numărul de coliziuni de particule crește, de asemenea, într-o oarecare măsură, crește viteza de reacție. Cu toate acestea, creșterea eficienței de coliziune datorită creșterii energiei cinetice exercită o influență mai mare asupra vitezei de reacție decât creșterea numărului de coliziuni.
Chiar și în secolul XIX olandez van't chimist fizic Hoff a constatat empiric că creșterea numărului de ori egal cu coeficientul de temperatură al vitezei (aproximativ 2-4 ori) cu creșterea ratei de temperatură de multe reacții
Când temperatura este ridicată de la T la T '
raportul dintre viteza de reacție T și T egal
coeficientul de temperatură al vitezei în gradul (T „- T) / 10:
Pentru mulți viteză de reacție omogen un coeficient de temperatură egală cu 2,4 (de obicei, van't Hoff). Dependența vitezei de reacție la temperatură se poate observa în interacțiunea oxid de cupru (II) cu acid sulfuric diluat.
CuO + H2SO4 + H2O = SuSO4.
La temperatura camerei, reacția are loc foarte încet. După încălzirea amestecului de reacție se transformă rapid în albastru datorită formării de sulfat de cupru (II) în soluție apoasă:
Influenta naturii reactanților pentru viteza de reacție chimică
Astfel, influențează natura reactanților asupra vitezei de reacție. Să considerăm, de exemplu, reacția metalelor cu acizi. Omiterea tuburile cu acid sulfuric diluat, aceleași piese de cupru, zinc, magneziu și fier, se poate observa că intensitatea bulelor de gaz de hidrogen, care caracterizează viteza reacției acestor metale variază considerabil. In vitro, magneziu evoluția Viguroase a hidrogenului este observată in vitro cu bule de gaz de zinc sunt mai multe silențioase. O altă reacție are loc încet în eprubetă cu fier (fig.). Cuprul nu reacționează cu acidul sulfuric diluat. Astfel, viteza de reacție depinde de activitatea metalică.
Dizolvarea fierului (a) magneziu și (b) în acid sulfuric diluat
La înlocuirea acidului sulfuric (un acid tare) în acetic (acid slab), viteza de reacție în toate cazurile, incetineste semnificativ. Se poate concluziona că viteza de reacție a metalului cu caracter acid care afectează ambii reactivi - cum ar fi din metal și acid.