ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Механизм реакции и глубина превращения из "Почему происходят химические реакции" Несмотря на это, очень важно изучать энергетическую сторону химических реакций. Дело в том, что может изменяться распределение энергии между веществами, хотя полная энергия всей системы и остается неизменной. Изменение распределения энергии дает ценные сведения о силах, действующих в ходе реакции. Точные измерения показывают, например, что при соприкосновении холодного и горячего тел не происходит изменения полной энергии системы. Но мы замечаем, что при этом горячее тело всегда охлаждается, а холодное нагревается, пока оба тела не примут одинаковую температуру. Итак, распределение энергии изменилось. В действительности, перераспределение такого типа происходит при всяком соприкосновении холодного и горячего тел. Мы используем это обобщение, для того чтобы предсказать направление, в котором пойдет такая реакция . Мы говорим, что этот процесс происходит потому, что тепло всегда передается от более горячего тела к более холодному. К сожалению, при этом мы редко разъясняем точно, что значит выражение тепло передается . [c.13] Подобно энергии, при химической реакции перераспределяются и атомы, и это перераспределение очень важно, хотя общее число атомов не меняется. Оно дает указания на то, как происходит химическая реакция. [c.13] величины, которые остаются неизменными, не могут сами по себе дать сведения о превращении или направлении превращения. Но их перераспределение может быть (и часто бывает) очень важным для понимания реакции. [c.13] Под механизмом реакции мы понимаем то, через какую стадию или ряд стадий должны пройти исходные вещества, чтобы превратиться в конечные продукты. Например, механизм игры в кегли состоит в том, чтобы пойти на игровую площадку, выбрать шар, катить его по направлению к кеглям так, чтобы он сбил их, и т. д. Полный, или суммарный, эффект состоит в выполнении удара. Он достигается при помощи сложного механизма через ряд стадий. [c.14] Каждая стадия для своего успешного завершения требует, чтобы произошли все предыдущие стадии. Сумма эффектов всех стадий дает полный, или суммарный, эффект процесса. Каждая стадия сама по себе является более простой реакцией, чем суммарная. Поэтому каждую стадию легче понять, чем суммарный процесс (если можно выяснить, из каких стадий он состоит). В некоторых случаях оказывается невозможным определить природу каждой стадии. Но даже в этих случаях знание только части стадий может заметно облегчить понимание основных свойств процесса в целом. [c.14] Глубина превращения характеризует следующее насколько (в какой мере) исходные вещества превращаются в продукты реакции. В случае игры в кегли степень превращения измеряется числом сбитых кеглей. Если после реакции анализ не обнаруживает измеримых количеств какого-либо из исходных веществ (хотя бы одного), то говорят, что реакция прошла до конца . Если после реакции не удается обнаружить измеримых количеств продуктов реакции, то говорят, что реакция не происходит . [c.14] Одним из важнейших методов исследования механизма реакций является изучение химической кинетики. Под этим термином подразумевается изучение изменения концентрации образующихся продуктов в зависимости от времени, температуры и концентрации реагентов. Такое изучение может дать сведения о скорости реакции. Последние в свою очередь могут дать ценные сведения о механизме процесса. В некоторых случаях удается обнаружить вещества, промежуточные между исходными и конечными. Это позволяет судить о том, какие вещества участвуют в тех или иных промежуточных стадиях. [c.15] Степень превращения в разных реакциях удобнее всего рассматривать в связи с распределением энергии между исходными и конечными веществами. Этот путь возможен главным образом на основе применения химический термодинамики. Степень превращения оценивают, сравнивая количества исходных и конечных веществ. Это сравнение производится после того, как система (реакционная смесь) реагировала в течение времени, достаточного для прекращения реакции. В этих случаях говорят, что система пришла в равновесие относительно данной реакции. [c.15] Важно отличать малую глубину превращения реакции (например, в случае растворения многих веществ в воде) от малой кажущейся степени превращения, вызванной малой скоростью процесса (как в случае взаимодействия водорода с кислородом). Водород и кислород в конце концов прореагируют почти полностью, в то время как малорастворимое твердое вещество, сколько бы мы ни ждали, больше не растворится. [c.16] Вернуться к основной статье