Число соударений столкновений

Почему нагревание вызывает столь значительное ускорение процесса Так как скорость реакции пропорциональна частоте столкновений между молекулами, то, на первый взгляд, это легко объяснить учащением соударений реагирующих частиц. Однако это предположение не подтверждается — скорость движения частиц при нагревании на 10° увеличивается всего лишь на 1—2%. Кроме того, если бы необходимым и достаточным условием протекания реакций являлось лишь соударение частиц, то нельзя было бы объяснить различие в скоростях процессов при одинаковых концентрациях реагентов было бы непонятным и действие катализатора, и его специфичность, и многое другое. Да и если бы каждое столкновение оканчивалось актом взаимодействия, то все реакции протекали бы со скоростью взрыва ведь молекулы, содержащиеся в 1 см газа, испытывают ежесекундно такое колоссальное число соударений, что ему отвечают скорости, превышающие экспериментальные в сотни миллиардов раз. Последнее соображение не перечеркивает обоснования уравнения вида (111.2), так как число столкновений, приводящих к реакции, пропорционально общему их числу. [c.108]

В соответствии с этим можно выделить три зоны устойчивости, медленной коагуляции (агрегации) с порогом с и быстрой агрегации с порогом с . Поскольку с ростом с снижается высота энергетического барьера ы1 (уменьшается энергия отталкивания), наблюдаемая закономерность объясняется следующим образом [27] при с=с появляется некоторая вероятность прохождения через барьер наиболее быстрых частиц (для которых ыП> 1), далее вероятность, эта увеличивается и при с>се достигает предельной величины —единицы. Таким образом, область быстрой коагуляции (агрегации) определяется как область, в которой все соударения эффективны. Вычисление скорости агрегации (коагуляции) сводится к подсчету числа столкновений. Наоборот, когда не все столкновения эффективны, коагуляция называется медленной и ее скорость определяется как числом соударений, так и их эффективностью. [c.87]

Вычислите число столкновений 1 одной молекулы гелия, общее число соударений 2 за 1 с в 1 см и число ударов Ъ ", приходящихся на 1 см площади стенки сосуда за 1 с, если 0,146 моль Не при 293 К занимает объем 1л. [c.134]

Рассмотрим сущность ко. Скорость любой реакции зависит от числа эффективных столкновений активированных молекул с обычными, а вероятность соударений — от длительности активации Та и концентрации молекул. Было вычислено, что Та = 10" —10-3 а интервал времени между соударениями составляет 10 —Ю З с это обеспечивает протекание реакции с нормальной для производственных условий скоростью. [c.21]

Скорость любой реакции зависит от числа эффективных столкновений активированных молекул с обычными. Вероятность таких соударений, в свою очередь, зависит от длительности активации (т—средняя продолжительность существования активированных молекул) и концентрации. [c.31]

Число соударений между частицами имеет фундаментальное значение для скорости коагуляции, поскольку слипание двух частиц может произойти, если только они столкнутся. Однако не всякое соударение эффективно, т. е. не при каждом столкновении частицы непременно слипаются. Эффективность соударений между ними определяется прежде всего свойствами их поверхности. Даже малые количества адсорбирующихся веществ, добавленные к раствору, могут сильно изменить эти свойства, а следовательно, и эффективность соударений. Последняя может возрасти до такой степени, что все или почти все соударения приводят к слипанию, и тогда скорость коагуляции, определяющаяся уже только частотой соударений, становится независящей от свойств поверхности и не изменяется при дальнейшем добавлении адсорбирующихся веществ. Такая коагуляция называется быстрой. Когда же не все соударения эффективны, мы говорим о медленной коагуляции. Ее скорость определяется как числом соударений, так и их эффективностью. Очевидно, этот случай сложнее, чем первый. [c.193]

Удобнее сначала исследовать более простой случай быстрой коагуляции, а после этого применить полученные результаты к медленной коагуляции. При таком подходе к задаче она распадается на две части прежде всего необходимо определить число соударений между частицами, а затем выяснить характер этих соударений и, исследовав элементарный акт столкновений, решить вопрос о его эффективности, т. е. установить, когда частицы слипаются, а когда отражаются. [c.198]

По аналогичной схеме происходит и агрегация более сложных частиц. Если рассматривать столкновение между частицами /-й и /-Й кратности, то число соударений между ними 2гу (в 1 см за 1 с) дается выражением, подобным (7.14) [c.202]

Число соударений в газовой фазе очень велико (порядка 10 в 1 см /сек при обычных условиях, т. е. при р = 1 атм и t 25° С), поэтому если бы все столкновения кончались взаимодействием, все реакции проходили бы со скоростью взрыва. [c.339]

Зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ. Необходимым условием того, чтобы между частицами (атомами, молекулами, ионами) исходных веществ произошло химическое взаимодействие, является их столкновение друг с другом (соударение). Точнее говоря, частицы должны сблизиться друг с другом настолько, чтобы атомы одной из них испытывали бы действие электрических полей, создаваемых атомами другой. Только при этом станут возможны те переходы электронов и перегруппировки атомов, в результате которых образуются молекулы новых веществ — продуктов реакции. Поэтому скорость реакции пропорциональна числу соударений, которые претерпевают молекулы реагирующих веществ. [c.194]

Зависимость скорости реакции от температуры. Молекулярно-кинетическая теория газов и жидкостей дает возможность подсчитать число соударений между молекулами тех или иных веществ при определенных условиях. Если воспользоваться результатами таких подсчетов, то окажется, что число столкновений между молекулами веществ при обычных условиях столь велико, что все реакции должны протекать практически мгновенно. Однако в действительности далеко не все реакции заканчиваются быстро. Это связано с необходимостью преодоления энергетического барьера реакции — энергии активации. Это осуществляют только активные молекулы, имеющие энергию выше, чем Е ,. [c.197]

Еще М. В. Ломоносов указывал, что реагируют только сталкивающиеся молекулы. Число столкновений молекул данного вещества А с молекулами других реагирующих веществ пропорционально концентрации молекул А, число тройных столкновений двух молекул вещества А с молекулой другого компонента пропорционально квадрату концентрации и т. д. Поэтому, если бы реакция протекала в одну элементарную стадию, в едином соударении всех реагирующих молекул, ее скорость должна была бы быть пропорциональной концентрации реагирующих веществ в степени их стехиометрических коэффициентов. [c.237]

Допустим, что все такие двойные столкновения приводят к реакции, т. е. что предположение о равенстве г = со правильно. Легко подсчитать, что в этом случае, например, для реакции 2Н1 (г) — — Нг (г) +12 (г) при 700 К и атмосферном давлении число соударений в 1 см за 1 с составляет величину порядка 1№ и, следовательно, скорость реакции была бы чрезвычайно большой — она завершалась бы за 10 с. Между тем наблюдаемая в действительности скорость диссоциации Н1 на много порядков меньше. Такое несоответствие между вычисленной и наблюдаемой скоростями реакции должно было привести к заключению, что не каждое столкновение молекул является эффективным, т. е. не заканчивается реакцией. [c.327]

В уравнение Аррениуса входят две величины и Л, являющиеся некоторыми характеристиками каи дой реакции. Их физический смысл вытекает из следующих рассуждений. Необходимым условием начала химического взаимодействия между двумя молекулами должно быть их соударение. Однако не все соударения молекул заканчиваются актом химического взаимодействия, т. е. не все соударения эффективны. Более того, доля эффективных соударений от их общего числа, как правило, незначительна большая часть столкновений между молекулами не приводит к реакции. В этом легко убедиться, вычислив на основании кинетической теории газов возможное число соударений молекул и соответствующую этому числу скорость реакции, а затем сравнить ожидаемую (в расчете на 100%-ную эффективность) скорость с действительной первая будет во много раз больше последней. [c.121]

Теория активных соударений. Эта теория исходит из того, что к химической реакции приводят только так называемые активные столкновения (соударения) молекул реагирующих веществ. Она непосредственно вытекает из факта существования многочисленных реакций, протекающих гораздо медленнее, чем позволяют молекулярные столкновения. Так, например, реакция между и О2 при обычных условиях практически не идет, хотя число двойных, столкновений каждой молекулы в 1 с составляет около 10 . [c.187]

При низком давлении число соударений между частицами резко уменьшается. Это приводит к тому, что электроны приобретают в электрическом поле большую кинетическую энергию, только незначительную часть которой они передают при редких упругих столкновениях атомам и молекулам. Средняя кинетическая энергия тяжелых частиц значительно меньше, чем электронов. [c.63]

Почему же скорость реакции столь чувствительна к изменению. температуры При нагревании скорость движения частиц вещества, как показывает кинетическая теория газов (1У.2), повышается пропорционально /Г", пропорционально которому растет и число столкновений между молекулами реагентов. Если температура по-вышается на 100°, то число соударений возрастает всего в /373 273= 1,2 раза. Следовательно, основную причину сильного влияния температуры на скорость реакции следует искать в другом. [c.134]

Все выводы относительно зависимости скорости реакции от числа соударений (см. гл. VII, 59) не теряют смысла, так как число активных столкновений пропорционально общему числу столкно- [c.222]

Оценка скорости адсорбции и диффузии весьма важна для расчетов адсорбционных и каталитических процессов., Прохождение фронта газа через капилляры (зерна катализатора, поры в грунтах и почвах и т. д.) описывается уравнением Клаузинга, выведенным для кнудсеновского режима (разреженного газа, для которого число соударений молекул меньше числа столкновений их со стенкой) [c.133]

По современным представлениям условием протекания реакции является столкновение молекул. Согласно молекулярно-кинетической теории число соударений молекул пропорционально У. Поэтому увеличение числа столкновений при нагревании на 10°С может вызвать возрастание скорости реакции всего на 1—2 , по никак не на 100—200" , что наблюдается в действительности. [c.19]

Константа скорости химической реакции показывает, какая доля из общего числа соударений молекул веществ А и В приводит к химическому взаимодействию. Если реакцию осуществляют путем столкновения одной молекулы А с одной молекулой В, то число столкновений, а следовательно, скорость реакции будет пропорциональна концентрациям веществ А и В. Если для химического превращения необходимо, чтобы одновременно сталкивались по две или по три одинаковые молекулы, то скорость реакции будет пропорциональна квадрату или соответственно кубу концентрации этого вещества. По числу молекул, участвующих в каждом элементарном акте, реакции называются мономо-лекулярными, бимолекулярными, тримолекулярными и т. д. [c.146]

Итак, скорость химической реакции определяется не числом общих столкновений в единицу времени, а числом столкновений активных молекул реагирующих веществ. Активация молекул происходит в результате соударений при тепловом двил ении, а также за счет других внешних причин действия лучистой энергии, электрического разряда, ультразвуковых колебаний, ионизирующих излучений и т. д. [c.125]

Величина этого барьера определяется характером взаимодействия между растворителем и растворенным веществом. Например, в водных растворах частицы связываются с одной или несколькими молекулами воды. Такая гидратация уменьшает подвижность частиц, препятствует их соударениям и, следовательно, замедляет реакцию. В водных растворах или в растворах на основе органических жидкостей вблизи комнатной температуры происходит от 20 до 200 тепловых колебаний молекулы, прежде чем она покинет свою ячейку. С другой стороны, если молекулы двух реагирующих веществ в результате тепловых колебаний одновременно попадают в одну ячейку, то число столкновений между ними в единицу времени будет намного больше, чем в газовой фазе. Время жизни такой пары будет в 100 раз больше, чем в газовой фазе при той же температуре. Таким образом, хотя число молекулярных столкновений в жидкости намного меньше, чем в газе, общее число эффективных столкновений в обоих случаях сопоставимо при одинаковых концентрациях. В ряде случаев число молекулярных столкновений определяется диффузионной подвижностью частиц, поэтому константа скорости реакции зависит от вязкости растворителя. [c.451]

Кинетическая теория газов позволяет вычислить число столкновений между частицами. Оказалось, что если бы каждое столкновение приводило к акту взаимодействия, то все реакции должны были бы протекать со скоростью взрыва. На самом деле к актам взаимодействия приводит только незначительное число столкновений. Подавляющее же число соударений являются соударениями упругих шаров молекулы сталкиваются и разлетаются друг от друга, не прореагировав. На этом основании было введено понятие эффективных или активных соударений. Число активных соударений при данной температуре пропорционально общему числу, соударений реагирующих молекул. С ростом температуры число активных соударений возрастает гораздо сильнее, чем число общих соударений. К реакции приводят столкновения только таких молекул, запас энергии которых достаточен для совершения элементарного акта реакции. [c.165]

Все выводы относительно зависимости скорости реакции от числа соударений не теряют смысла, так как число активных столкновений пропорционально общему числу столкновений. Число активных частиц, а следовательно, и скорость реакции возрастают с температурой по экспоненциальному закону [c.135]

Была сделана попытка улучшить результат, получаемый по формуле для числа тройных столкновений, путем учета взаимодействия между молекулами, В данном случае это вопрос существенный, поскольку при наличии притяжения между молекулами может значительно возрасти время жизни сталкивающейся пары, что, естественно, приведет к увеличению числа тройных столкновений. Кроме того, с увеличением температуры роль нзаимодейстаия уменьшается, что не может не отразиться на зависимости скорости от температуры. Если принять модель молекулы шаровой с центральным сферическим силовым полем, то, как уже отмечалось, взаимодействие можно учесть путем умножения соответствующих формул для идеального газа на множитель предложенный Сезерлендом (где фо —некоторая постоянная, связанная с энергией взаимодействия). Тогда число 1ройиых соударений [c.177]

Зависимость скорости реакции от температуры должна была бы быть меньшей, так как число соударений согласно молекулярно-кинетической теории пропорционально корню квадратному из значения абсолютной температуры. Поэтому увеличение числа столкновений ири нагревании на 10" может повьннать скорость максимально на 2%, но не на 100—200%, как наблюдается в действительности. [c.339]

Величина А в уравнении (111.12) должна отвечать общему числу соударений молекул Z. Но обычно расчет Z дает иные результаты. Это расхождение оказалось тем более значительным, чем сложнее реагирующие молекулы. Спешим оговориться — указанное несоответствие практически не отражается на температурной зависимости скорости реакции и поэтому на величине энергии активации. Удовлетворительно передавая зависимость k от Т, уравнение (111.12) приводит к преувеличенным абсолютным значениям /г, во много раз (в отдельных случаях до стомиллионнократ) превышающим опытные величины. Это объясняется тем, что для взаимодействия необходим не только избыток энергии, но и определенная взаимная ориентация молекул течению процессов способствует столкновение молекул в положениях, когда в соприкосновение приходят их реакционноспособные связи или неподеленные пары электронов. [c.115]

Энергия активации реакций рекомбинации и диопропорциони-роваиия равна нулю, а предэкспоненциальный множитель близок к числу соударений 10 —10 см -моль -с (10 "—10- ° см - молекула -с ) гибель радикалов происходит при каждом или одном из пяти — десяти столкновений их. [c.45]

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]

Согласно правилу Вант-Гоффа, для гомогенных реакций у = = 2—4 независимо от их порядка. Например, при у = 3 повышение температуры иа 30° увеличивает скорость реакцин в 27 раз (3 ). Такое сильное повышение скорости нельзя приписать увеличению числа столкновений частиц за счет ускорения их движения с повышением температуры Т, так как число соударений пропорционально Y и увеличится всего на 1—2% при обычно11 температуре, а ие на 100—200%. Более точную зависимость константы скорости k от температуры дает дифференциальная форма уравнения Аррениуса [c.224]

Можно предположить, что увеличение скорости реакции — результат возрастания числа соударений между частицами. Однако далеко пе каждое столкновение частиц приводит к их химическому взаимодействию. Акт взаимодействия может осуществляться между теми частицами, которые обладают повышенной энергией, достаточной для преодоления энергетического барьера — сил отталкивания, возникающих между электронными оболочками этих частиц. Такие реакциоипосиособные частицы называются активными, а энергия, необходимая для преодоления энергетического барьера,— энергией активации. Энергия активации — это па избыточная энергия, которой обладают молекулы по сравнению со средней энергией молекул при дайной температуре. [c.172]

Теория активных соударений. В ее основе лежит представление о том, что для осуществления реакции достаточно тесного сближения частиц поэтому скорость взаимодействия должна быть пропорциональна числу их столкновений за данный промежуток времени. Расчеты, проведенные для бимолекулярных реакций, показали, что доля реагирующих молекул по отношению к сталкиваю1цимся ничтожно мала [c.121]

От чего же зависят скорости химических реакций Любая реакция включает разрыв старых химических связей между частицами и образование новых. При этом происходит перераспределение Еалентных электронов, которое может осуществиться лишь в том случае, если реагирующие атомы, ионы или молекулы сближаются на расстояния, примерно раЕШые радиусу этих частиц. Поэтому, как уже отмечалось в предыдущей главе, химическое превращение происходит при соударениях движущихся или колеблющихся частиц, и, следовательно, скорость реакций зависит от числа таких столкновений между частицами. Было показано, что число столкновений определяется концентрациями реагирующих частиц и температурой. Следовательно,, скорость химической реакции есть функция концентраций (давлений) и температуры. [c.127]

Можно было предположить, что молекулы растворителя дезактивируют активные молекулы и тем понижают число эффективных столкновений. Это связывали с тем, что молекулы реагирующих веществ, обладающие изобыточной энергией, в растворах легко передают эту энергию молекулам растворителя и становятся неактивными. Это простое и, на первый взгляд, убедительное объяснение не выдержало экспериментальной проверки. Было, установлено, что целый ряд реакций, медленно протекающих в растворах, также медленно осуществляются и в газовой фазе. Следовательно, с точки зрения эффективных столкновений растворитель влияния не оказывает. И это вполне естественно, так как среди молекул растворителя имеются активные молекулы, которые могут передавать свою энергию молекулам реагирующих веществ. Растворитель, не вступающий в химическое взаимодействие с реагирующими веществами, не может менять существенно число эффективных столкновений, и медленность реакции не объясняется влиянием растворителя, хотя растворитель и может влиять на направление соударений. [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология