Презентация, доклад по химии Скорость химичеких реакций

М.В. Цветкова

реакции веществ в единицу времени:
v = Dc/Dt [моль/литр*сек]

В качестве примера рассмотрим следующую реакцию:

H2 + I2 = 2HI

Например, так:

v(H2) = m(H2)/Dt,     v(I2) = m(I2)/Dt

 v - скорость реакции

 m - убыль массы соответствующего реагента

 Dt - отрезок времени.

v(H2) не равно v(I2), т.к. массы водорода и иода, прореагировавших в единицу времени, не равны.

по-другому:

v(H2) = n(H2)/Dt,     v(I2) = n(I2)/Dt

взяв вместо масс количества веществ.

v(H2) = v(I2)

Приведем эти выражения к единице объема

v(H2) = n(H2)/VDt = Dc(H2)/Dt 
  v(I2) = n(I2)/VDt=Dc(I2)/D t

Dc - изменения молярных концентраций соответствующих веществ. Тогда vH2 = vI2 = v данной реакции!

их молекулы столкнулись.

Очевидно, что вероятность столкновения молекул на рисунке слева выше, чем справа. Она прямо пропорциональна количеству молекул реагентов в единице объема, т.е. молярным концентрациям реагентов.

г. - Н.Н.Бекетов, 1867 г. - К.Гульдберг, П.Вааге) был сформулирован основной постулат химической кинетики, называемый также законом действующих масс:

Скорость химической реакции в каждый момент времени пропорциональна концентрациям реагентов, возведенным в некоторые степени:
v = k[A]n[B]m,   для реакции aA + bB = ...

Числа n, m в выражении закона действующих масс называются порядками реакции по соответствующим веществам. Это экспериментально определяемые величины. Сумма показателей степеней n, m называется общим порядком реакции.

Коэффициент пропорциональности k называется константой скорости реакции.

с участием газов, потому что оно непосредственно определяет их концентрации

являясь при этом реагентами. Они принимают в реакции самое непосредственное участие, но в результате реакции остаются неизменными. Такие вещества называются катализаторами, если они ускоряют реакцию, и ингибиторами, если замедляют ее.

75% химической промышленности использует каталитические процессы. Среди них - как крупнотоннажные производства: синтез аммиака и его окисление, производство серной кислоты, так и тонкие многостадийные синтезы, например, лекарственных средств.

природных катализаторов - ферментов. Ферменты обладают непревзойденной активностью (т.е. скоростью каталитического процесса), ускоряя реакции в миллиарды и триллионы раз при комнатной температуре. Кроме того, ферменты характеризуются чрезвычайной избирательностью (селективностью), превращая лишь строго определенные вещества в строго определенные продукты. Они способны на это благодаря своей уникальной форме, к которой реагенты должны подойти, как ключ к замку.

реакции. 

Многие катализаторы не просто ускоряют реакции, а ведут их по другому пути. Так, реакция окисления аммиака без катализатора:

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O

не представляет никакого интереса для промышленности, а в результате каталитического окисления на платине:

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O

получается ценный продукт - оксид азота(II).

и уравнением Аррениуса. Повышая температуру, мы сообщаем молекулам дополнительную энергию (увеличивая, тем самым, энергию активации), которая способствует протеканию реакции. Сванте Аррениус в 1889 году, изучая зависимость υ от температуры, установил, что большинство химических процессов подчиняются уравнению: 




где k  — константа скорости реакции
Еа -энергия активации – минимальная (критическая) энергия, необходимая для осуществления реакции, единица измерения Дж/моль
Т — абсолютная температура
R – газовая постоянная, R = 8,314 Дж/моль·град
A — предэкспоненциальный множитель (частотный фактор), единица измерения совпадает с k. Эта константа выражает вероятность того, что при столкновении молекулы будут ориентированы так, чтобы взаимодействие было возможно.