рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Скорость элементарной реак­ции пропорциональна про­изведению концентраций реагирующих молекул.

Скорость элементарной реак­ции пропорциональна про­изведению концентраций реагирующих молекул. - раздел Образование, ВЕЩЕСТВО И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО Этот Закон Экспериментально Под­твердили В 1867 Г, Норвежские Учё­ные — Матем...

Этот закон экспериментально под­твердили в 1867 г, норвежские учё­ные — математик Като Максимилиан Гульдберг (1836—1902) и химик Петер Вааге (1833—1900), изучавшие обра­тимые реакции. Они доказали, что скорость реакций до установления равновесия пропорциональна «дейст­вующим массам» (как в то время назы­вали концентрации) исходных ве­ществ. Интересно, что Гульдберг и Вааге опубликовали свою работу на норвежском языке, и она оставалась незамеченной до тех пор, пока через 12 лет её не перевели на немецкий.

В зависимости от числа молекул, участвующих в элементарной реак­ции, закон действующих масс может иметь следующий вид:

w=k•[X] — для мономолекулярных,

w=k•[X]•[Y] — для бимолекулярных,

w=k•[X]•[Y]•[Z] — для тримолекулярных ре­акций.

Коэффициент пропорциональности k между скоростью и произведением концентраций называют константой скорости. Эта величина не зависит от концентраций, но на неё влияют тем­пература и природа реагирующих ве­ществ.

Сумму показателей степеней при концентрациях веществ называют об­щим порядком реакции. Показатели степеней при концентрациях в зако­не действующих масс равны единице только в случае элементарных реак­ций. Мономолекулярные реакции име­ют первый порядок, бимолекуляр-

ЭКСПОНЕНТА И ГИПЕРБОЛЫ

Зависимость концентрации реагента с от времени t для реакции первого по­рядка А®Р описывается формулой с=с0е-kt 0 — начальная концентра­ция исходного вещества А, к — кон­станта скорости реакции). Такая фор­мула называется экспоненциальной, а соответствующая кривая — экспонентой (спадающей). Для реакции второ­го порядка А+®Р(в простейшем случае равенства концентраций реа­гентов А и В) скорость описывается уравнением w=dc/dt=-кс2 (знак «ми­нус» показывает, что концентрация уменьшается со временем). Интегри­рование этого уравнения дает иную за­висимость концентрации реагента А (или В) от времени: 1/с-1/с0=kt, а со­ответствующая кинетическая кривая имеет гиперболическую зависимость (см. рисунок). Для реакций первого по­рядка период полупревращения t1/2 — величина постоянная: t1/2 =ln2/к.

А вот для реакций второго порядка пе­риод полупревращения зависит от ис­ходной концентрации. Действитель­но, подставляя в формулу с=0,5с0 и t=t1/2, получим: t1/2=1/kc0. То есть по мере протекания реакции и уменьше­ния концентрации период полупревра­щения все время увеличивается.

Для реакции третьего порядка А+В+С ®Р зависимость скорости от концентрации, т. е. дифференциальная форма кинетического уравнения зада­ётся формулой w=dc/dt=-кс3 (при равных концентрациях всех исходных реагентов), а зависимость концентра­ции от времени (интегральная форма кинетического уравнения) описыва­ется формулой 1/с2-1/с02=2kt. Вре­мя полупревращения для такой реак­ции равно 3/(2кс02). Кинетические кривые для реакций второго и третье­го порядков приведены на рисунке.

Реакции второго и третьего поряд­ков вначале могут идти быстро, но потом они резко замедляются, поскольку их скорость падает пропор­ционально соответственно квадрату и кубу концентрации. Это можно нагляд­но показать на таком примере. Пусть реакция считается законченной, когда израсходуется 99 % исходных ве­ществ. Для реакции первого порядка время достижения 99-процентной сте­пени превращения (когда с=0,01с0) равно -ln0,01/k, как нетрудно подсчи­тать по формуле с=c0e-kt. Следова­тельно, время окончания реакции больше времени полупревращения в

-ln0,01/ln2=6,4 раза. Реакция вто­рого порядка закончится за время 99/кс0, что больше времени полупревращения уже в 99 раз. Для реак­ции же третьего порядка время её за­вершения равно 9999/2kc20, а это в 3333 раза больше, чем время полупре­вращения!

Поэтому когда реакция третьего (и вообще высокого) порядка проходит на значительную глубину, может пока­заться, что она перестала идти...

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ВЕЩЕСТВО И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

На сайте allrefs.net читайте: "ВЕЩЕСТВО И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО"

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Скорость элементарной реак­ции пропорциональна про­изведению концентраций реагирующих молекул.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

ВЕЩЕСТВО И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
В конце XVIII в. итальянские учёные Луиджи Гальвани (1737—1798) и Алессандро Во'льта (1745—1827) со­здали первый химический источник тока. С этого открытия в истории ци­вилизации началась новая эра

Опыт Л. Гальвани. Гравюра. 1791 г.
объяснения. Прежде всего следовало ответить на вопрос: почему при замы­кании цепи из двух металлических проводков лапка сокращается, какой раздражитель вызывает сокращения? Гальвани дал правильный

Вольтов столб. Чертёж из рукописи А. Вольта.
кружки цинковыми, а картон — сук­ном. В результате получилась удобная компактная батарея. Вольта обнаружил, что при сочета­нии меди и цинка получаются «силь­ные» элементы, а из меди и сере

Гемфри Дэви.
ризонтально в сухих узких деревянных ящичках. Батарея состояла из трёхмет­ровых рядов, соединённых последова­тельно медными скобками. Теоретиче­ски подобное устройство из 2100 мелно-цинковых пар мо

На катоде выделяется натрий, а на аноде — хлор.
    МАЙКЛ ФАРАДЕЙ (1791—1867) Он не оканчивал университетов, этот гениальный само

Количество выделившегося при электролизе вещества пропорционально количест­ву пропущенного электри­чества и атомной массе с учё­том валентности.
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СЧЁТЧИК В наши дни количество израсходованной электроэнергии измеряет всем знакомый счётчик. Чем больше электричества пройдёт через него, тем больше оборотов сделает диск

Лаборатория М. Фарадея. Гравюра. XIX в.
Значение этого закона, совершен­но чётко связывающего электричест­во с химическими свойствами ве­ществ, трудно переоценить. Известный английский электрохимик, сконстру­ировавший один из первых галь

Ряд напряжений металлов.
следующие, но ни один из предыду­щих. Поскольку водород во многих отношениях близок к металлам, его тоже поместили в этот ряд — он ока­зался перед медью; однако сам водо­род металлы, как правило, н

ЭТИ ЗАГАДОЧНЫЕ КОЛЛОИДЫ
В середине XIX в. английский химик Томас Грэм (1805—1869) обнаружил вещества с загадочными свойствами. При выпаривании их растворов вмес­то кристаллов получались аморфные студенистые массы. Они име

Коллоидные растворы (золи) золота.
щелевой ультрамикроскоп, с помо­щью которого можно было раз­глядеть частицы диаметром менее 0,01 мкм. Они-то и выдвинули идею универсальности коллоидного, или дисперсного (от лат.

Центрифуга — аппарат для механического разделения смесей под действием центробежной силы.
ЭФФЕКТ РЕБИНДЕРА На лекциях по коллоидной химии, ко­торые замечательный советский химик, академик Пётр Александрович Ре'биндер (1898—1972) читал на химиче­ском факультете МГУ, студентам де

Пётр Александрович Ребиндер.
к единице площади, характеризует поверхностное натяжение с. Вот поче­му коллоидные частицы обладают из­бытком энергии по сравнению с той же массой сплошного вещества. «Лиш­няя» энергия делает колло

Благодаря поверхностному натяжению капля жидкости в свободном падении принимает сферическую форму.
*Адсорбция (от лат. ad — «на», «при» и sorbeo — «поглощаю») — поглощение какого-либо вещества поверхностным слоем другого вещества. Капли в аэрозолях и эмульсиях, пу­зырьки в жид

ТЕПЛО ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
Важнейшая особенность химических процессов — образование новых ве­ществ. Однако не менее важно и то, что они протекают с выделением или поглощением энергии. В первом случае реакции называются эк

И температуру, и крепость спиртных напитков измеряют в градусах.
Напоминания об этой теории со­хранились даже в современном раз­говорном языке. Так, мы говорим, что теплота «течёт» от горячего тела к холодному, как будто речь идёт о жидкости. Слово «температура»

Эмануэль Клаузиус.
ЯЗЫК СОВРЕМЕННОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ Всякий объект, который изучает термодина­мика, называется термодинамической систе­мой. Система — это некоторая часть мате­риального мира, ограниченная

Юлиус Роберт Майер.
«официальным» учёным, входящим в университетскую корпорацию. В конце концов Мор послал статью в Вену и... забыл о ней. Лишь спус­тя 30 лет он случайно обнаружил, что его работу всё-таки напечатали!

Джеймс Прескотт Джоуль
Позднее величина механическо­го эквивалента теплоты несколько раз уточнялась. Джоуль в 1843 г. по­лучил значение 460 кГм, американ­ский физик Генри Август Роуланд (1848—1901) в 1880 г. — 427 кГм, ч

Герман Иванович Гесс.
КАК ИЗМЕРЯЮТ ТЕПЛОТУ Количество теплоты измеряют по её переносу от одного тела к другому. По­вышение температуры тела определя­ется его теплоёмкостью: С = Q/DT, где С — тепло

Живой организм — это тоже своего рода тепловая машина.
джоуль. Поскольку пища — разнород­ная смесь, её калорийность, как пра­вило, приводят в виде средних значе­ний в расчёте на 100 г. Начало таким измерениям положи­ли Антуан Лавуазье и Пьер С

БЫТЬ ИЛИ НЕ БЫТЬ РЕАКЦИИ? ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА
Едва ли найдётся другая научная тео­рия, столь простая по своим основ­ным идеям и столь универсальная по охвату разнообразных природных явлений и процессов, как термодина­мика. Она объясняет плавле

Людвиг Больцман.
а воздух в комнате нагревается. Одна­ко обратный процесс невозможен, хотя он и не противоречил бы пер­вому закону. Оказывается, правило таково: самопроизвольные процессы всегда сопровождаю

Невозможен самопроизволь­ный переход теплоты от хо­лодного тела к горячему.
По-своему сформулировал этот закон в 1851 г. английский физик Уильям Томсон (лорд Кельвин): не­возможна машина, которая «путём охлаждения моря или земли произво­дила бы механическую работу в любом

Уильям Томсон, лорд Кельвин.
  Как видим, формулировки Клаузиуса и Кельвина накладывают опреде­лённые ограничения на использова­ние теплоты для производства работы и обосновывают невозможность соз­дания вечного д

Вечный двигатель. Старинная гравюра.
Таким образом, изменение энтро­пии является однозначным критери­ем самопроизвольности реакции, про­текающей в изолированной системе: DS>0 — реакция протекает само­произвольно;

Энтропия — царица хаоса.
реакция протекает с увеличением числа молей газов в системе, то эн­тропия системы возрастает, и наобо­рот. Например, энтропия сильно уве­личивается в реакции СаСО3=СаО+СО2 и у

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
(CuОН)2СО3. Золотые украшения сохраняют свою красоту и блеск веками. А вот бро­шенный на улице старый автомо­биль спустя несколько лет превраща­ется в груду ржавого м

Надрезанное яблоко на воздухе быстро покрывается коричневой плёнкой органических полиоксидов.
  Эти формулы позволяют рассчи­тать среднюю скорость реакции за любой временной промежуток, если известна зависимость концентрации от времени. При стремлении At к ну­лю получае

Графическое определение скорости образования NO2 при распаде N2O5. В начале реакции скорость больше, чем в середине процесса.
ствии кислоты с образованием глю­козы и фруктозы. Для определения концентрации реагентов в разные моменты времени используют раз­личные методы — химические и фи­зические. Например, если химическая

Прибор для измерения скорости реакции растворения мела в уксусной кислоте.
значение имеет величина этой по­верхности. Поэтому деревянные щепки сгорают быстрее полена та­кой же массы и металлические стружки растворяются в кислоте ско­рее, чем брусок. Во многих слу

Механизм бимолекулярной реакции.
*Изомеризация — изме­нение строения без измене­ния состава молекулы. ТЕОРИЯ СТОЛКНОВЕНИЙ Если реакции протекают при столкнове­нии молекул, то скорость реакций долж­на напрямую

Кинетические кривые для реакции первого (1), второго (2) и третьего (3) порядков.
ные — второй, тримолекулярные — третий. Часто «докопаться» до элемен­тарной стадии химического процесса очень непросто, и общий порядок реакции устанавливают эксперимен­тально, определяя вид зависи

Скорость сложной реакции пропорциональна произве­дению концентраций реаги­рующих молекул, возведён­ных в некоторые степени.
Например, для реакции А+®Рw=k[A]x[В]y. Показатели степени х и у, которые называют порядками по ве­ществам А и В, в общем случае никак не связаны

При нагревании.
где g — температурный коэффициент, который показывает, во сколько раз увеличивается скорость реакции при нагревании на 10 °С (или, что одно и то же, на 10 К). Однако правило Вант-Гоффа спр

Энергетическая кривая, показывающая изменение энергии ядер в ходе химической реакции.
ПОЧЕМУ УСТАРЕЛО ПРАВИЛО В школьных учебниках зависимость скорости реакции от температуры опи­сывается правилом Вант-Гоффа. Од­нако в подавляющем большинстве изданий по физической химии это

Соотношение между энергией активации и температурой, при котором выполняется правило Вант-Гоффа.
В простейшей модели химиче­ской реакции атомные ядра представ­ляют твёрдыми шариками, которые движутся по законам классической механики. Химики, изучая «шаг за шагом» сближение и взаимодействие мол

Полутяжёлая вода — вода, в состав молекулы которой входит один атом водорода и один атом дейтерия.
ОТ ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕТИКИ — К УПРАВЛЕНИЮ ХИМИЧЕСКИМИ РЕАКЦИЯМИ Химия не только изучает окружающий мир, но и активно видоизменяет его, создавая новые материалы, процессы и реакции. В этом см

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ
КОГДА РЕАКЦИЯ ОСТАНАВЛИВАЕТСЯ Если смешать растворы кислоты и щёлочи, образуются соль и вода, на­пример: НСl+NaOH=NaCl+H2O. Ес­ли же попытаться провести реакцию хлорида

Анри Луи Ле Шателье.
РАССЧИТЫВАЕМ КОНЦЕНТРАЦИЮ КИСЛОТЫ Константы равновесия определены для очень многих реакций. В большин­стве случаев известно и то, как изменяется величина Кравн в з

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги