Conform legii acțiunii masei, viteza adevărată este proporțională cu produsul dintre concentrațiile molare de reactanți, luate în grade, egal cu raporturile stoichiometrice în ecuația reacției.
Conform noii formule pentru viteza de reacție omogenă rezultată implică modificări ale concentrației molare a uneia dintre substanțele (sursă sau țintă) pe unitatea de timp.
Fig. 36. Modificarea concentrației inițiale (1) și capătul (2) substanței ca funcție de timp de reacție
Rata reacțiilor chimice poate fi în domeniul foarte larg de valori. Unele dintre reacția se încheie în câteva milisecunde (combustie și descompunerea explozivilor, praf de pușcă), durata altor măsurată în minute, ore, zile. Reacțiile geochimice care au loc între substanțele din crusta apar pentru multe mii de ani.
Considerată în cinetica chimică a procesului trebuie împărțite în 2 grupe: omogene și eterogene. Acest lucru se datorează faptului că natura și metoda cursului lor într-o măsură considerabilă dependentă de această caracteristică. Mai mult, atribuirea unui anumit răspuns la o stare agregat omogen sau getergennoy este determinată numai de materiile prime, dar nu și produsele sale finale.
Numita reacție chimică omogenă în care materiile prime sunt în aceeași stare agregat sau în același (lichid sau gazos) faza. Astfel, între substanțele off-line interfață.
reacție omogenă care apar în faza gazoasă;
reacție omogenă care apar în faza lichidă.
O trăsătură caracteristică a reacțiilor omogene este că acestea sunt realizate tot volumul sistemului, și anume, coliziune de molecule sau ioni de materii prime pot să apară în orice moment.
Numita reacție chimică heterogenă, în care materiile prime sunt în faze diferite, și sunt, de obicei diferite unul de celălalt stat agregat. Dar pot exista reacții eterogene, în care faze diferite sunt în aceeași stare agregată. De exemplu, între cele două lichide nemiscibile: o hidrocarbură și apă. In aceste sisteme, materiile prime sunt întotdeauna prezente sub suprafața pe care reacția are loc eterogene.
Reacțiile heterogene care apar pe suprafața materiei solide;
Reacțiile heterogene la suprafața lichidului.
Atunci când se analizează procesele biochimice într-un organism viu, este adesea dificil să le atribuie tipul corespunzător, astfel cum în unele cazuri, nu se poate stabili dacă starea agregată a tuturor materiilor prime. Mai ales se referă la reacțiile care au loc în interiorul sau pe suprafața membranelor biologice și, de asemenea, cu participarea biopolimeri (proteine, polizaharide). În același timp, fac parte din reacțiile de tip omogen sau heterogen are un impact semnificativ nu numai asupra vitezei, dar, de asemenea, cu privire la metoda de determinare a acesteia.
În acest caz, viteza (# 965;) reacția omogenă implică schimbări în numărul de moli de una dintre substanțele (primare sau finale) pe unitatea de timp pe unitatea de volum a sistemului:
în care n1 și n2 - numărul de substanțe chimice, respectiv, în inițială (t1) și capătul (t2) în timp; V - volumul sistemului în care are loc reacția; # 8710; t - timpul de reacție.
În cazul în care viteza de reacție este determinată prin creșterea numărului de moli de substanțe finite, înainte de ecuația pune semnul „+“, deoarece în acest caz # 8710; n> 0 (n2> n1).
În cazul în care viteza de reacție este determinată de reducerea numărului de moli de materii prime înaintea ecuației pune semnul „-“, la fel ca în acest caz # 8710; n <0 (n2 Ecuația pentru calculul vitezei de reacție chimică omogenă poate fi matematic convertit ținând cont de faptul că unde C1 și C2 → concentrația molară a substanței în inițială (t1) și de capăt (T2) ori. În acest caz, dacă viteza reacției omogenă este determinată pe baza reducerii concentrației molare a unuia dintre materiile prime, înainte de a formula pune semnul „-“. Viteza de reacție omogenă are dimensiune mol / dm 3 # 8729; sau c mol / m 3 # 8729; s (SI). In practica studiilor biochimice, împreună cu concentrația molară (mol / l), se utilizează și alte concentrațiile de substanțe dizolvate: greutate - mg / 100 ml; fracțiunea de masă -.% / 100 ml de viteze, etc. Unitățile vor fi apoi, respectiv, mg / 100 ml · s,% / 100 ml · s. Dacă este necesar, acestea pot fi convertite în unități SI. Prin viteza de reacție heterogen se înțelege modificarea numărului de moli de una dintre substanțele (sursă sau țintă) pe unitatea de timp pe unitatea de suprafață a secțiunii de stări agregate sau faze (deoarece nu reacție are loc heterogene în întregul volum al sistemului și stările de interfață de agregare) unde S - aria suprafeței interfeței de fază. viteza de reacție heterogenă este de dimensiune mol / m 2 # 8729; a. Adesea suprafața solidelor este foarte poros și dezvoltat. Valoarea exactă a zonei sale în această privință este aproape imposibil de determinat. În aceste cazuri, viteza medie este calculată cu formula de reacție heterogenă unde m - masa fazei solide Rata are dimensiune mol / kg s. Conform formulelor de mai sus, determinăm întotdeauna rata la care sunt consumate sau depozitate, numai una dintre substanțele implicate în reacție. Dar, ca toate substanțele înrudite din ecuația reacției chimice coeficienți stoichiometrice modificați în cantitatea sau concentrația uneia dintre ele conduce la o modificare echivalentă în cantitatea și concentrația tuturor celorlalte. De exemplu, să presupunem că viteza de consum N2 într-o sinteză NH3 reacție chimică este egal cu 2 mol / dm 3 # 8729; a. Având în vedere coeficienții stoechiometrici rata de consum H2 va fi 2 # 8729; 3 = 6 mol / dm 3 # 8729; cu, Folosind ecuațiile de mai sus se pot calcula așa numita rată de reacție medie, rata adică pentru o anumită perioadă de timp # 8710; t. Se crede că în acest interval, viteza rămâne aceeași, dar nu este. După materialele de pornire este consumat în mod continuu, și, prin urmare, trebuie să scadă în mod continuu, iar viteza de reacție. Prin urmare, introduce conceptul de viteza adevărată sau instantanee. care este rata la un moment dat. Matematic, viteza instantanee sau true (Uist.) Reacția se exprimă, de obicei, atitudine cantitate infima substanță schimbare # 916; n (sau concentrația sa # 916; C), la un interval de timp infinitezimal # 916; t, în timpul căreia a avut loc o schimbare, sau derivata a substanței chimice sau cantitatea de concentrație: Pentru reacții chimice expresie justă omogenă Deci, pentru tipul de reacție unde k - factorul de proporționalitate, denumit constanta de viteză a reacției chimice. Acesta este egal cu viteza de reacție la momentul în care concentrația molară a materiilor prime sunt 1 mol / dm 3. Debitul constant nu depinde de concentrațiile inițiale și la temperatură constantă și în absența catalizatorilor este constantă pentru această reacție. Se determină valoarea k pentru fiecare reacție empiric. Legea acțiunii de masă, pe baza materialului experimental vast a fost formulat în 1867 de către oamenii de știință norvegian Gulberg K. și P. Vahe, și independent de ei în 1865 de savantul roman NI Beketov. La sfârșitul secolului al XIX-lea, termenul „concentrare“ nu a fost încă introdusă și chimiști utilizați în schimb termenul de „acțiune de masă“. Pentru reacția de sinteză HI Rata de reacție adevărată poate fi calculată prin formula: La calcularea vitezei reacției heterogene, numai concentrația acestor substanțe sunt substituite în formulă, care sunt în soluție sau în stare gazoasă, deoarece concentrația solidelor în toată reacția este considerată a fi constantă și este luată în considerare în valoarea constantei de viteză. De exemplu: Derivat în baza legii ecuație matematică acțiune de masă, care poate fi utilizată pentru a calcula viteza de reacție chimică numită sale principale (principal), ecuația cinetică. Clasificarea cineticii reacțiilor chimice. Ecuația cinetică de reacție chimică principală a, b, ... - este constantă, nu în funcție de concentrația de substanțe numite primele viteze de reacție ordine, respectiv, reactivii A, B, .... suma lor (a + b + ... = n) este reacția totală sau totală ordine. Pentru reacția cu privire la fiecare dintre reactivii (ordinul de reacție sau private) coincide cu coeficientul stoichiometric în ecuația chimică pentru reacții simple, într-un singur pas. În caz elementar o astfel de reacție (coliziuni) sunt implicate și suferi modificări nu mai mult de trei particule: molecule, ioni sau radicali. În conformitate cu această monomolecular distincție. și trimolecular reacția bimolecuă (ultima extrem de rare). Tetra- și mai simple, reacțiile moleculare cunoscute deoarece probabilitatea unei coliziuni simultane de 4 sau mai multe dintre particule sunt extrem de mici. Astfel, reacțiile moleculare pot fi exprimate numai întreg. Evenimentul elementar este supus reacției de transformare monomolecular o particulă și ca un produs poate fi format nu numai unul, ci și doi alți biți (în unele cazuri, trei sau mai multe). Schematic poate fi reprezentat după cum urmează: A → B; A → 2B; A → B + C; A → B + C + D Ecuația cinetică a acestor reacții este după cum urmează: Această ecuație este o primă reacție comandă (și procedura generală pentru privat și sunt identice și egale cu 1). Reacțiile sunt în general unimolecular endotermic și necesită activarea producerii lor, adică O tranziție a unei particule în stare excitată A *. energia care este suficientă pentru a depăși bariera de potențial de reacție. Monomolecular cel mai adesea reacție de descompunere sau izomerizarea unor substanțe, cum ar fi: 1) disocierea brom molecular pentru radicalul 2 2) descompunerea termică a dimetileter 3) izomerizarea de tiocianat de amoniu, tioureea Conversia reacției bimolecuă eveniment elementar sunt supuse două particule (identice sau diferite), pentru a forma una sau mai multe particule de produse: 2A → C; 2A + B → C; A + B → C + D; A + B → C; A + B → C + D + F Ecuația cinetică a acestor reacții, în funcție de tipul de particule precursoare este după cum urmează: 1) u = k · (dacă ambele particulele primare ale acestora); 2) u = k · CA · CB (în cazul în care reactanții diferite particule în natură). În ambele cazuri, ordinea generală a reacției este egală cu 2. Mai mult decât atât, pentru reacțiile de primul tip coincide cu ordinea privată a reacției de reactiv A. Într-un al doilea tip de reacții de ordin particular de reacție pentru fiecare dintre reactanți este 1. Reacțiile bimolecular sunt cele mai frecvente, apar de obicei în fază gazoasă sau lichidă și poate să aparțină unui tip diferit, de exemplu:
și NH3 se vor acumula în sistem, la o rată de 2 # 8729; 2 =
4 mol / dm 3 # 8729; a.
Conceptul de reacție chimică moleculară și fină
Aa + BB + ... →articole similare