Главная Регистрация Статистика Контакты RSS 2.0
   
 
 
Навигация
Главная Все статьи сайта Мировые новости Обратная связь Непрочитанное
 
 
Базовые дисциплины
Анатомия Физиология и этология Латинский язык Цитология Гистология Эмбриология Микробиология Иммунология Генетика Вирусология Фармакология и токсикология
 
 
Естественно-научные дисциплины
Химия Биохимия
 
 
Специальные и клинические дисциплины
Патология Акушерство и гинекология Эпизоотология, инфекционные болезни Паразитология и инвазионные болезни Внутренние незаразные болезни Хирургия
 
 
Другие дисциплины
Зоогигиена Разведение Кормление, кормопроизводство
 
 
Ветеринарная онлайн-библиотека » Новости » ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И КАТАЛИЗ (реферат)

Новости , Химия : ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И КАТАЛИЗ (реферат)
автор: Admin 13 сентября 2009 просмотров: 19755






Введение.

 

    Химической кинетикой  называется учение о скорости химических реакций и ее зависимости от различных факторов - природы и концентрации реагирующих веществ, давления, температуры, катализаторов.

     Скорости химических реакций могут значительно различаться. Например, некоторые реакции  совершаются в тысячные доли секунды (взрыв), другие же протекают в течение значительно более длительного времени. Так, ржавчина на железе становится заметна уже через несколько часов после того, как оно пришло в контакт с водой или влажным воздухом, а образование антрацита в земной коре протекает в течение сотен и тысяч лет.

     Вопрос о скорости химических реакций имеет исключительно большое практическое и теоретическое значение. От скорости реакции в различных технологических процессах зависят производительность заводской аппаратуры, течение тех или иных биологических процессов, эффективность действия на живой организм различных лекарственных препаратов.

 

Скорость химических реакций.

 

     Под скоростью реакции понимается изменение концентрации реагирующих веществ  в единицу времени. При этом концентрацию обычно выражают числом молей вещества на единицу объема реакционной смеси, время. Чтобы вычислить скорость реакции, необходимо знать, насколько изменилась концентрация одного из реагирующих веществ в единицу времени. Например, за какой-то промежуток времени  Δ t = t2 - t1   концентрация реагирующих веществ уменьшается на  Δ С = С1 - С2 . Тогда средняя скорость реакции за промежуток времени Δt

                                                  uср = - Δ С / Δ t                                                 (1.)                   

 

    Знак минус в правой части выражения  (1.) означает, что концентрация реагирующих веществ, а следовательно, и скорость химической реакции уменьшаются.

     Средняя скорость не отражает истинной скорости в каждый момент времени, поэтому математически истинную скорость u реакции в данный момент принято выражать отношением бесконечно малого изменения концентрации dC к бесконечно малому отрезку времени dt, в течение которого произошло изменение концентрации:

 

                                                           u = ± ­­­­­­­­­­­­­ Сd / dt                                                    (2.)

 

     Если изучается изменение концентрации одного из исходных веществ, то dC / dt < 0, если одного из продуктов реакции, то dC / dt > 0. Скорость реакции всегда считается положительной, а отношение в правой части уравнения может быть или положительным, или отрицательным.

     Скорость химической реакции по закону действия масс пропорциональна концентрации реагирующего вещества в данный момент времени. Так, для реакции типа А ® В скорость реакции может быть выражена следующим кинетическим уравнением:

 

                                                     u = - dCA / dt = kCA ,                                             (3.)

 

где СА - концентрация вещества А в данный момент; k - коэффициент пропорциональности, который называется константа скорости химической реакции.

     При взаимодействии двух веществ и более, т.е. для реакций типа   mA + nB ® pC, математическое выражение скорости будет

 

                                                  u = - dCA / dt = k CAmCBn ,                                      (4.)

 

где СА и СВ  - концентрации веществ А и В в данный момент времени. Таким образом, скорость химической реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ. Причем стехиометрические коэффициенты входят в уравнение скорости в виде степени при соответствующих концентрациях.

      Константа скорости химической реакции не меняется при  изменении   концентраций А и В. Иногда k называют еще удельной скоростью реакции, т.е. скоростью реакции при концентрациях реагирующих веществ, равных единице. Удельная скорость реакции зависит от природы реагирующих веществ, температуры, присутствия посторонних примесей (в частности, катализатора), а также среды, в которой протекает реакция.

    Чем больше константа скорости k, тем быстрее идет реакция.

 

 

Классификация химических реакций.

 

     Все кинетические реакции различают по молекулярности и порядку реакции. Молекулярность реакции определяется числом молекул, участвующих в элементарном акте химического взаимодействия. По этому признаку реакции разделяются на мономолекулярные, бимолекулярные и тримолекулярные.

     Мономолекулярными называются такие реакции, в которых в элементарном акте взаимодействия участвует одна молекула, например реакции разложения или радиоактивного распада:

I2 = 2I

88Ra226 ® 86 Rn222 + 2He4

Сюда же относят реакции изомерного превращения сложных молекул в газах и растворах. Примером такой реакции в газовой фазе может служить мономолекулярная реакция распада азометана:

CH3N2CH3 = C2H6 + N2

     Бимолекулярными называются реакции, в которых в элементарном акте взаимодействия участвуют две молекулы. Например, реакция образования иодистого водорода:

H2 + I2 = 2HI

или реакция иодистого нитрозила:

NOI + NOI = 2NO + I2

К этому типу реакций относятся также реакции этерификации сложных эфиров и многие другие.

     Тримолекулярными называются реакции, в которых в элементарном акте взаимодействия участвуют три молекулы. Например:

2NO + O2 = 2 NO2

Одновременная встреча в элементарном акте взаимодействия трех молекул случается довольно редко. Реакции же более высокой молекулярности вообще неизвестны.

     Каждому типу реакции отвечает свое кинетическое уравнение, которое выражает зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ. По форме зависимости u = f (С) различают реакции первого, второго и третьего порядков. Скорость реакции первого порядка пропорциональна концентрации исходных веществ в первой степени. В реакциях второго и третьего порядков скорость соответственно зависит от концентрации во второй и третьей степени. В общем случае порядком реакции называют сумму показателей степеней, с которыми концентрации реагентов входят в экспериментально найденное кинетическое уравнение. Так, для реакции типа

n1A + n2B = n3C + n4D

порядок реакции n = n1 + n2.

     Порядок реакции не всегда совпадает с ее молекулярностью. Это объясняется тем, что стехиометрическое уравнение реакции описывает процесс в целом и не отражает истинного механизма реакции, протекающей через ряд последовательных стадий.

 

Реакции первого порядка.

 

      К реакциям первого порядка относятся такие, в которых скорость химической реакции связана с концентрацией (С) реагирующих веществ следующим уравнением:  u = kС, или согласно уравнению (3.)

- dC / dt = kC.

Если обозначить через а начальную концентрацию вещества до реакции, а через (а - х) концентрацию вещества в конце реакции, где х - число молей вещества, прореагировавшего за время t, и подставить эти значения в уравнение (2.), получим

 

                                              - d(a - x) / dt  = + dx / dt = k(a - x)                              (5.)

 

Перепишем уравнение (5.) в таком виде:

 

                                                              dx / (a - x) = kdt.                                           (6.)

 

Интегрируя уравнение, получим

 

ò dx / (a - x) = k ò dt,

                                                 -ln (a - x) = kt + const,                                              (7.)

 

где const - постоянная интегрирования, которая определяется из условия, что в начале опыта t = 0 и х = 0. Подставив эти значения в уравнение (7.) найдем const = -ln a. Подставляя эту величину в уравнение (7.), получим

 

                                                     -ln (a - x) = kt - ln a,                                            (8.)

откуда                                       

                                                         k = 1 / t ln a / (a-x).                                            (9.)

 

Перейдя от натуральных логарифмов к десятичным, получим кинетическое уравнение реакции первого порядка в следующем виде:







 
 
Ключевые теги: реакция, концентрация, молекула, энергия, температура, скорость
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.

Другие новости по теме:

  • ВЗАИМОСВЯЗЬ И РЕГУЛЯЦИЯ ПРОЦЕССОВ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ В ОРГАНИЗМЕ (реферат)
  • Электронные настольные весы
  • БИОХИМИЯ НЕРВНОЙ ТКАНИ
  • Физиология пищеварения (реферат)
  • Физиология пищеварения


  •  (голосов: 4)
     
     
     
    Авторизация
    Логин:
    Пароль:
     
     
    Партнёры
     
    Календарь
    «    Апрель 2018    »
    ПнВтСрЧтПтСбВс
     
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    20
    21
    22
    23
    24
    25
    26
    27
    28
    29
    30
     
     
    Метки
    бактерии, Болезнь, вакцина, вещество, Вирус, Возбудитель, гормоны, железы, животные, заболевание, инфекция, кислота, кислоты, кишечник, клетка, клетки, корм, кровь, Лечение, матка, мозг, молоко, натрий, оболочка, опухоль, организм, органы, печень, препарат, процесс, раствор, реакция, свиньи, скот, сосуды, сыворотка, телята, температура, ткани, функции

    Показать все теги
     
    Рекомендуем
     
     
     
    Каталог : Анатомия Физиология и этология Латинский язык Гистология Эмбриология Микробиология Вирусология Генетика Фармакология и токсикология Биохимия Патология Акушерство и гинекология Эпизоотология, инфекционные болезни Паразитология и инвазионные болезни Внутренние незаразные болезни Хирургия Зоогигиена Разведение животных Кормление, кормопроизводство
    При использовании материалов сайта, гиперссылка на на www.vetlib.ru обязательна. 
    Copyright © 2009-2017 VetLib.ru