ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Факторы, влияющие на скорость. химических реакций из "Химия воды и микробиология" Кинетика химических реакций — это учение о скорости протекания химических реакций и зависимости ее от различных факторов. [c.25] Для практического использования какой-нибудь реакции нужно энать, с какой скоростью она совершается. Часто от скорости реакции зависит производительность аппаратуры, и следовательно, количество вырабатываемой продукции. [c.25] Необходимым условием возникновения химической реакции является столкновение молекул реагирующих веществ. При этом должно произойти их взаимное сближение до такого расстояния, чтобы электрические поля, возбуждаемые электронами обеих молекул, перекрывали друг друга. Только при этих условиях возможно перемещение электронных облаков и перегруппировка атомов, которыми и обусловливается образование новых молекул. Но не всякое столкновение приводит к химическим реакциям. Химический процесс возникает от столкновения молекул, обладающих большим запасом энергии, т. е. активных молекул. [c.25] Скорость химической реакции зависит от природы реагирующих веществ, а также от условий, при которых она протекает. [c.26] Главные условия, влияющие на скорость реакции 1) концентрация реагирующих веществ 2) температура 3) присутствие катализатора и т. д. [c.26] Влияние концентрации. Влияние коицентрации на скорость химической реакции выражается основным законом кинетики — законом Гульдберга и Вааге, который известен как закон действия масс. [c.26] Влияние температуры. При повышеиии температуры возрастает скорость движения молекул и столкновения между ними происходят чаще. Это одна из причин увеличения скорости реакции при повышении температуры. Другая причина заключается в том, что при более высокой температуре молекулы становятся более активными, повышается количество эффективных столкновений. [c.26] Для ускорения реакции часто прибегают к нагреванию системы. Опыт показывает, что при увеличении температуры на 10° скорость реакции возрастает приблизительно в два-три раза (правило Вант-Гоффа). [c.27] Пример. Температурный коэффициент реакции = 2. Рассчитать, через како промежуток времени закончится эта реакция при 100 С, если при 0°С она заканчивалась через 10 мин. [c.27] Температурный коэффициент Ва(гт-Гоффа (у) может быть использован для приближенных подсчетов в пределах небольшого интервала температур, так как он сам несколько изменяется с температурой. [c.27] Если известна энергия активации данной реакции, то по этому уравнению можно также вычислить значение константы скорости этой реакции для любой другой температуры. [c.28] Согласно теории соударений множитель С имеет смысл общего числа соударений между молекулами за 1 с в объеме 1 см . Это число определяется на основании молекулярно-кинетической теории. Но данный подсчет дает завышенные скорости для реакций в растворах, поэтому для согласия с опытом вводят в уравнение дополнительный множитель — так называемый стерический или ве роятностный фактор Р. (Величина Р зависит от природы реагиру ющих веществ и мол ет изменяться в пределах от 1 до 1-10- Этот фактор учитывает положение реагирующих частиц при столк новении и продолжительность их контакта, необходимую для пере распределения энергии внутри молекул по связям. Он указывает что столкновение даже активных молекул не всегда приводит к за вершению химического процесса). [c.28] Из этого уравнения видно, что константами, характеризующими реакцию, являются предэкспоненциальный множитель С и энергия активации Е. Чем больше значение Е, тем меньше (при данном С) скорость химической реакции. [c.28] Также широко распространены в природе биологические катализаторы— ферменты, которые являются сложными органичехкими веществами белковой природы, образующиеся в животных и растительных организмах. [c.29] Каталитические процессы. Большинство химических реакций протекает через активный комплекс, состав, строение и свойства которого определяют кинетические свойства системы — скорость реакции,ее направление, влияние внешних факторов и др. [c.29] Зелинского и его учеников. [c.30] АК + В- -АВ + К (вторая стадия каталитического цикла). [c.31] На скорость гомогенных реакций, протекающих в жидкой фазе, оказывают существенное влияние ионы водорода и ионы гидроксила (кислотно-основной катализ). При наличии в растворе только одной кислоты или одного основания константа скорости реакции, протекающей в растворе, прямо пропорциональна концентрации ионов водорода или ионов гидроксила /С = 7Сн+[Н+] /(=/(он 10Н-], где /Сн+ и — каталитические константы водородного и гидроксильного ионов. В этих случаях наиболее вероятен ионный механизм каталитического действия. [c.31] Гетерогенный катализ. В практике очистки природных и сточных вод часто используется гетерогенный катализ, когда катализатор находится в твердой фазе, а реагирующие вещества — в жидкой или газообразной фазах. [c.31] Катализатор должен обладать высокой активностью, термической стойкостью и механической прочностью. Эти свойства катализатору придают во время его изготовления, поэтому часто катализаторами являются не чистые вещества, а сложные многокомпонентные системы. Различают три типа катализаторов смешанные, на носителях и промотированные. [c.31] Вернуться к основной статье