Еа – энергия активации без катализатора

Химическая кинетика. Химическое равновесие.

ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА– (от греч. кинетикос – движущий) наука о механизмах химических реакций и закономерностях их протекания во времени.

Гомогенные реакции:Н2 (г) + Cl2 (г) = 2HCl (г)

Н2SO4(ж) +2NaOH(ж) = Na2SO4(ж) + 2H2O(ж)

Гетерогенные реакции:

MgO(т) + 2HNO3(ж) = Mg(NO3)2(ж) + 2H2O(ж)

DС = С2 - С1 – изменение концентрации, а C2 и C1 – концентрации вещества во время t2 и t1, соответственно Dt = t2 - t1. Концентрация веществ имеет размерность моль/л (моль на литр).

Факторы, определяющие скорость реакций

Концентрация

Температура

Природа вещества

Катализатор

[A] и [B] – концентрации реагирующих веществ, тогда

v = k[A][B], где v - скорость реакции, а k - коэффициент пропорциональности, называемый константой скорости реакции.

Для реакции 2А + В = D или А + А + В = D уравнение скорости реакции соответственно примет вид

v = k[A][A][B] или v = k [A] [B].

Закон действующих масс (Гульберг и Вааге 1867 г).

При постоянной температуре, скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ взятых в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам.

аА + вВ = дД, V= k[A] [B]

Температура

Энергия активации - энергия, которую должны затратить молекулы, чтобы при их столкновении образовалось новое вещество Еа, кДж/мольК

Правило Вант-Гоффа (1866 г).

При повышении температуры на 10 градусов скорость реакции увеличивается от 2 до 4 раз.

Vт2 и Vт1 скорости реакции при температуре Т2 и Т1,

g - температурный коэффициент реакции, показывающий во сколько раз увеличивается скорость данной реакции при повышении температуры на 10 градусов.

Уравнение Аррениуса (1887 г.)

Еа – энергия активации

R – универсальная постоянная равная 8.31 Дж/мольК

Т - температура в градусах Кельвина

А - предэкспонентциальный множитель

E – основание натурального логарифма

Скорость реакции увеличивается с ростом температуры по экспоненциальному закону.

Чем меньше энергия активации, тем при более низкой температуре начинается химическая реакция, и, следовательно, тем выше ее скорость

Природа вещества

• Еа< 40 кДж/мольК, то реакция протекает мгновенно со взрывом.

• При Еа>120 кДж/мольК скорость реакции очень медленная (протекает месяцы, годы), что делает затруднительным ее измерение.

• При Еа=40 - 120 кДж/мольК скорость реакции лежит в пределах поддающихся экспериментальному определению.

Влияние катализаторов

Катализатор - это вещество, которое ускоряет скорость химической реакции, но само при этом не расходуется.

Еа – энергия активации без катализатора

Еа* – с катализатором

Вещества, замедляющие скорость реакции называется ингибиторами

Поиск по сайту: