Conceptul de bază de cinetica chimică - viteza unei reacții chimice. Viteza de reacție chimică se schimbă concentrațiile reactanților pe unitatea de timp.
determinarea Matematic medie a vitezei reacției Vav în intervalul de timp # 916; t este scris după cum urmează:
Viteză în Chimie - valoare scalară este pozitivă, raportul poate fi pozitiv sau negativ, după aceea, în funcție de faptul dacă DC se calculează pe materiile prime sau a produselor. Evident, concentrația materiilor prime sunt reduse în timp (# 916; Siskh <0), а концентрации продуктов реакции увеличиваются (ΔСпрод> 0). Prin urmare, calculul materiilor prime din ecuația (2.1.1) este ales minus, și produs - plus.
Adevărata (sau instantanee), viteza de reacție este definită ca fiind concentrația derivatului în raport cu timpul:
Reprezentarea grafică a concentrației reactanților la timp numită curba cinetică (Fig. 2.1.1).
Fig. Curbele 2.1.1Kineticheskie pentru materiile prime (A) și produșii de reacție (B)
Rata de reacție Adevărata poate fi determinată grafic desena o tangentă la curba cinetică (Figura 2.1.2.); viteza de reacție adevărată la un moment dat este egală cu valoarea absolută a pantei tangentei (partia de la un anumit punct):
Fig. 2.1.2. Wist Determinarea grafică
Trebuie remarcat faptul că, în cazul în care coeficienții stoechiometrici în ecuația reacției chimice nu sunt aceleași, mărimea vitezei de reacție va depinde de modificarea concentrației de reactiv a fost determinată. Evident că, în reacția
concentrația de hidrogen, oxigen și apă sunt modificate în grade diferite. Viteza de reacție depinde de mulți factori: natura reactanților, concentrațiile lor, temperatura, natura solventului, etc.
Postulatul de bază a cineticii chimice # 8210; dreptul de acțiune în masă
Cinetica chimică se bazează pe baza cineticii chimice postulat: viteza de reacție chimică este direct proporțională cu produsul concentrațiilor reactanților, luate în anumite grade.
E. Reacția aA + BB +. -> produse pot fi scrise:
Coeficientul k este constanta de proporționalitate a vitezei de reacție chimică. Constanta de viteză este numeric egală cu viteza de reacție la toate concentrațiile reactanților egale cu 1 mol / l. Constanta de viteză depinde de natura reactanților și condițiile de reacție - temperatură, catalizator, etc.
Dependența vitezei de reacție asupra concentrației reactanților (2.1.3 ecuație) este determinată experimental și se numește prin ecuația cinetică a reacției chimice. Evident, pentru a înregistra ecuația cinetică, este necesar să se determine experimental magnitudinea constantele vitezei și exponenților la concentrații ale reactanților. Exponentul la fiecare concentrație a reactanților într-o ecuație cinetică de reacție chimică (ecuația (2.1.3), respectiv, x și y) este o procedură specială pentru reacția componentelor A și B, respectiv. Suma exponenților în ecuația cinetică a reacției chimice (2.1.3) reprezintă o reacție generală ordinul n
Trebuie subliniat faptul că ordinea de reacție este determinată din datele experimentale și nu este legată în raporturile generale stoichiometrice de reactanți în ecuația reacției.
Cu toate acestea, pentru reacțiile elementare (adică reacțiile într-o singură etapă) exponenți în ecuația cinetică adesea coincid cu raporturile stoichiometrice de reactanți:
Cinetica reacției chimice pentru a clasifica cea mai mare reacție generală. Luați în considerare ecuațiile cinetice ale diferitelor comenzi.
o cinetică de ordinul zero
Zero reacție, pentru ecuația cinetică are următoarea formă:
viteză de reacție de ordinul zero constantă în timp și nu depinde de concentrațiile reactanților. Este tipic pentru acele procese a căror rată este mai mică decât rata de livrare a reactanților la comportamentul site-ului de reacție. are loc în reacții eterogene care apar la interfața de multe ori.
Deplasându ordinul zero, iar viteza de reacție este limitată prin furnizarea de energie necesară pentru a activa moleculele reactante (de exemplu, reacția fotochimică, în care factorul determinant este, de exemplu, cantitatea de lumină absorbită și nu concentrația substanței). În plus, în reacțiile catalitice este adesea rată este determinată de concentrația de catalizator (enzimă) și nu depinde de concentrația reactanților.
reacție de ordinul întâi
Să considerăm dependența de timp a concentrației substanței de pornire A în cazul unei prime reacții comandă
caracterizat printr-o reacție de ordinul întâi ecuația cinetică a formei
Ecuația primei rate comandă poate fi descrisă reacții unimolecular elementare (izomerizare, descompunerea termică și colab.), Și reacția cu un mecanism complex, cum ar fi hidroliza zaharozei în glucoză și fructoză. Această reacție este bimolecuă, cu toate acestea, din cauza excesului mare de vitezei apei depinde numai de concentrația de zaharoză.
reacție de ordinul doi
Pentru reacțiile de a doua ecuație cinetică are următoarea formă:
Un exemplu al unei a doua reacții de ordin sunt formarea și descompunerea iodhidric, adică înainte și înapoi reacții în sistem:
precum și descompunerea dioxidului de azot