ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Растворы (общие сведения). Теория разбавленных растворов неэлектролитов из "Общая химия ( издание 3 )" Основная задача химической кинетики — управление химическим процессом с целью обеспечения большой скорости реакции и максимально высокого выхода целевого продукта. [c.179] Познание внутреннего механизма химической реакции и всех факторов, влияющих на ее течение, позволяет рационально стропть технологический процесс и экономически выгодно получать в промышленных масштабах важные для народного хозяйства и подчас весьма сложные по составу вещества. [c.179] Пусть в некоторой реакции А + Б = АБ нас интересует изменение концентрации вещества А. В самом начале реакции, когда эта концентрация максимальна,скорость химической переработки указанного вещества будет наиболее высокой. С течением времени в единице объема системы число молекул вещества А будет становиться все меньше и меньше. В связи с этим будет уменьшаться и число соударений молекул А и Б в единицу времени. Скорость реакции в результате указанного будет постепенно понижаться. [c.179] В общем, концентрация вещества А в реакционной смеси будет падать по некоторой кривой КЬ, асимптотически приближающейся к оси абсцисс (рнс. 10-1). На рисунке ось ординат — концентрация вещества А, обозначаемая через С ось абсцисс — время т протекания реакции (кривая характерна для любого равномерно замедленного процесса). [c.179] Из рисунка видно, что некоторым моментам времени Т1 и соответствуют концентрации вещества А, равные и Сг (точки тип на кривой К1). [c.179] Знак минус ставится для обозначения того, что концентрация интересующего нас вещества в ходе химической реакции убывает. Если же прослеживать за ходом изменения концентрации одного из продуктов реакции, то эта величина во времени будет возрастать. Тогда в выражении (10-1) вместо минуса ставят знак плюс. [c.180] Если изучается изменение концентрации одного из исходных веществ, то С/ т О, если же одного из продуктов реакции, то с1С/(1х 0. Скорость же реакции всегда считается положительной. [c.180] Скорость химических процессов может выражаться отрезками времени, лежащими в чрезвычайно большом диапазоне величины от миллионных долей секунды (некоторые взрывные реакции) до сотен тысяч лет (например, формирование антрацита в геологических условиях). [c.180] Вещества, находящиеся в твердом или жидком состоянии и взятые в виде сплошных масс, реагируют медленно вследствие малого контакта между ними (этот контакт имеет место только лишь по поверхности соприкосновения твердых или жидких тел). [c.181] Контакт между реагирующими твердыми или жидкими телами может быть увеличен разными способами путем их дробления (распыления), растворения, превращения в пар и т. д. [c.181] Огромное число реакций как в лабораторных условиях, так и в промышленном масштабе осуществляется именно в растворах. Химический анализ также в большинстве случаев проводится с веществами, находящимися в растворе. Этим объясняется обилие всевозможных склянок с растворами, которое обычно бывает в любой аналитической лаборатории. В промышленности фигурируют огромные резервуары — реакторы и т. д. [c.181] Отметим, что, если реакция протекает в газообразной среде, то введение в реакционную смесь малоактивных газов (например, азота) понижает скорость химического процесса. [c.182] На основании обширного материала норвежские ученые Гульд-берг и Вааге (1867) сформулировали следующее важное для химической кинетики положение, известное под названием закона действия масс скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ. [c.182] При [А] = [В] = 1 по формуле (10-3) получается, что V = к. Следовательно, константа к, по сути дела, выражает собой скорость данной химической реакции при условии, если концентрации реагирующих веществ составляют по 1 моль/л. [c.183] Чем выше величина к, тем быстрее протекает данная реакция. [c.183] Константа скорости реакции зависит от природы реагирующих веществ, но не зависит от их концентрации. Температура оказывает большое влияние на величину к. [c.183] Влияние нагревания на скорость реакции в основном определяется ростом константы скорости к, так как температура на концентрацию не влияет. Например, при повышении температуры от 283° С (А = = 0,000П9) до 508° С (к = 3,58) скорость реакции На + 1г 2Н1 возрастает приблизительно в 30 ООО раз (3,58 0,000П9 30 ООО). [c.183] Из приведенных формул вытекает следующее положение при повышении. температуры в арифметической прогрессии скорость химической реакции возрастает в геометрической прогрессии. [c.183] простой подсчет но приведенным выше формулам показывает, что химическая реакция, протекающая при температуре 200° С за 1 с, для своего осуществления при 0° С потребовала бы 1—2 года. При низких температурах многие реакции вообще прекращаются. Отсюда ясно, что нагревательные приборы — неотъемлемая часть каждого химического учреждения, начиная от небольшой школьной лаборатории до мощного современного химического процесса как в лабораторных, так и в производственных условиях. [c.183] Вернуться к основной статье