Скорость химических реакций. Химическое равновесие Зависимость скорости реакции от различных условия

Для полной характеристики химической реакции необходимы тер.модинамические и кинетические данные. Термодинамические характеристики реакции синтеза аммиака обстоятельно исследованы. Известны также зависимости константы химического равновесия, тепла реакции и термодинамического потенциала реакции (свободной энергии) от температуры и давления, а также от состава газовой смеси. Теоретические данные и экспериментальные измерения хорошо согласуются в области наиболее часто применяемых давлений (ниже 600 ат). Иначе обстоит дело с кинетикой реакции. Кинетические характеристики определяются путем измерения скорости реакции, зависящей от изменения концентрации прод жта во времени (в различных условиях), и путем установления механизма реакции. Законы химической кинетики в гомогенной системе часто можно точно выразить математически для многих хи.мических реакций доказано хорошее совпадение результатов вычислений с экспериментальными данными. В зависимости от количества молекул, принимающих участие в реакциях, они подразделяются на MOHO-, ди- и тримодекулярные, или на реакции первого, второго и третьего порядка, так как скорость реакции пропорциональна произведению концентраций. [c.505]

Существование температурных пределов, вне которых нормального созревания не происходит, вряд ли может вызывать удивление, если мы вспомним, что реакции, протекающие при созревании, катализируются ферментами. Ферменты, как известно, имеют температурный оптимум, который отражает равновесие между тепловой активацией, необходимой для химической реакции, и тепловой инактивацией фермента в результате денатурации. Температурные оптимумы, характерные для каждого фермента, изменяются в зависимости от времени, в течение которого фермент находится при данной температуре, а также от некоторых других условий, например от pH. В столь сложной системе, как плод, содержащей много ферментов, активность различных ферментов и скорости катализируемых ими реакций при изменении температуры должны изменяться по-раз-пому. Повренедение под действием высокой или низкой температуры может быть вызвано, например, накоплением вещества, обычно вовлекаемого в дальнейший обмен причиной же этого накопления может быть изменение активности фермента (или ферментов), катализирующего в нормальных условиях превращение данного [c.496]

Физическая химия изучает различные свойства веществ в зависимости от их химического состава, строения и внешних условий, влияние внешних условий и воздействий на протекание химических реакций и закономерности химических процессов. Основное внимание в физической химии уделяется изучению направления и скорости химического процесса, а также его конечного результата, т. е. состояния равновесия, а главной задачей является предсказание хода химического процесса и его результата. Важной проблемой современной физической химии является установление связи между строением вещества и его реакционной способностью. [c.5]

Скорость любой химической реакции определяется сложной зависимостью между скоростью собственно химического процесса и таких физических факторов, как перенос массы и теплопередача. При расчетах делается допущение, что термодинамическое рассмотрение применимо как для химического равновесия, так и для кинетики суммарной реакции. Эффекты массопередачи можно рассчитать теоретически для определенных моделей реагирующих систем и сравнить результаты с соответствующими данными, полученными на промышленных и лабораторных установках. Эти данные говорят о влиянии таких параметров процесса, как скорость газового потока и температуры предварительного нагрева газа перед вводом в реактор [7] выявляется возможность видоизменения модели таким образом, чтобы она более точно соответствовала реальной реагирующей системе. Однако в большинстве работ по химической кинетике реакций газификации углеродов роль физических факторов, как правило, учитывается лишь частично или совсем не учитывается. Этот вопрос подробно рассматривается ниже. Следует заметить, что имеются большие расхождения кинетических данных различных авторов, что в значительной степени обусловлено неодинаковыми условиями опыта и трудностями, с которыми связан строгий учет всех сопутствующих физических факторов. [c.213]

Одним из важнейших показателей процесса роста кристалла является его линейная скорость, которая характеризует выход химического процесса в данных условиях. Исследование скоростей роста кристаллов кремния при водородном восстановлении его хлоридов показало, что при данном соотношении компонентов газовой смеси, при изменении температуры скорость роста вначале увеличивается, достигает максимума, а затем постепенно падает (см. рис. 9.3). Такой характер зависимости скорости роста от температуры обусловлен тем, что химический процесс состоит из нескольких параллельно и последовательно идущих реакций. Поскольку температурная зависимость констант равновесия разных реакций различна, то суммарный выход реакции должен изменяться в соответствии с изменением относительного выхода отдельных реакций. [c.349]

Точно так же, как при выводе уравнения (7.5), можно рассуждать и при изучении возбуждения субстрата фотонами hv в среде М. Хотя обычно с помощью линейных зависимостей между энергиями Гиббса описывают только реакционноспособность (в виде скоростей реакций или положения равновесия), аналогичная методология может быть распространена и на различные физико-химические характеристики, в том числе на спектроскопические свойства веществ, участвующих в реакциях данного ряда, например на поглощение в УФ-, видимом и ИК-диапазонах [19], а также на параметры резонансных сигналов в спектроскопии ЯМР [20]. Спектроскопические свойства веществ часто удается определить с гораздо большей точностью и в гораздо более разнообразных условиях, чем кинетические параметры реакции [c.492]

Кинетикой химических реакций называется учение о скоростях протекания реакций и зависимости их от различных факторов (концентрации реагирующих веществ, температуры, давления, катализаторов и т. п.). Аппарат термодинамики, как было установлено, позволяет определять меру химического сродства между реагирующими веществами и устанавливать условия химического равновесия, определяя тем самым конечный результат химического процесса. Однако термодинамика не дает никаких указаний относительно скорости достижения конечного состояния термодинамического равновесия. [c.216]

В зависимости от мощности лазера в непрерывном режиме, от плотности и начальной температуры газа возможны качественно различные, режимы реакции. При очень малой мощности релаксационные процессы в многоатомном газе, включая и химические превращения, успевают поддерживать систему в термодинамическом равновесии. Химический состав газа в таком режиме в любой момент времени полностью определяется двумя термодинамическими параметрами, например температурой и плотностью газа. В теплоизолированной системе при этом в процессе облучения температура газа монотонно растет. Изменения режима реакции при увеличении интенсивности излучения связаны с конечной скоростью релаксационных процессов. Уравнение, описывающее изменение температуры многоатомного термодинамически равновесного газа, поглощающего монохроматическое излучение извне, и условие химического равновесия получаются аналогично (15.4) и (15.5) и имеют вид [c.156]

Наряду с физической, быстрой и обратимой адсорбцией часто наблюдают медленную, или хемосорбцию. Теплота хемосорбции выше, а именно 40—200 кдж моль . Из измерений скорости хемосорбции при различных температурах по уравнению Аррениуса (см. гл. X) можно вычислить энергию активации хемосорбции, которая лежит в пределах 20—150 кдж. Величины теплот хемосорбции и энергий активации аналогичны по своей величине теплотам химических реакций и их энергиям активаций. Отсюда следует, что силы взаимодействия между адсорбентом и адсорбатом имеют ту же природу, что и силы между атомами в химических соединениях. При хемосорбции молекулы адсорбата и атомы адсорбента образуют химическую связь за счет обмена электронами, которые передаются от адсорбата адсорбенту или обратно с образованием ионной связи, или же становятся общими для обоих, так что электронная плотность распределяется по общей молекулярной орбитали (ковалентная связь). Прн температуре выше критической точки адсорбата или при давлениях значительно ниже насыщенного состояния хемосорбцня преобладает над физической адсорбцией, так как в указанных условиях последняя обычно очень мала. С повышением температуры скорость хемосорбции значительно повышается в соответствии с уравнением Аррениуса. Хемосорбция всегда ограничена мономолекулярным слоем, так как при увеличении расстояния между атомами сверх 0,2—0,3 нм, что соответствует размерам самих атомов, химические силы быстро падают. Поэтому в условиях равновесия количество хемосорбированного вещества зависит от давления так же, как и в случае мономолекулярной Р 1С. 81. Зависимость адсорбции физической адсорбции, Т. е. по от температуры типу I. [c.244]

Закономерности поведения кс показы- вают, что данная химическая реакция идет с существенно различной скоростью в зависимости от того, как далеко от равно- весия состояние системы и каким образом оно меняется со временем по степеням свободы, не связанным с химическими реакциями. По мере приближения к равновесию значения/Сс могут и падать, и возрастать (см., например, рис. 2.13, б). Предложенные модельные законы изменения функций распределения качественно описывают условия протекания химического процесса (ср. кри-вую 1, рис. 2.13, б и рис. 2.13, в). [c.89]

В воде, забранной из различных источников, наблюдается не вполне одинаковое отношение Н /Н . В некоторых случаях это обусловлено тем, что тяжелая вода имеет несколько меньшую упругость пара, чем обычная, и при испарении происходит обогащение жидкости тяжелым изотопом водорода. Именно этим объясняется повышенное содержание тяжелого водорода в воде Мертвого моря и в некоторых овощах. В воде с аномально высоким содержанием Н обычно наблюдается также несколько повышенное по сравнению с обычным отношение Другой причиной, которая может приводить к небольшим отклонениям соотношения изотопов от нормального, является некоторая зависимость химического равновесия от молекулярных весов реагентов. Следствием этой зависимости. является изотопное обогащение при протекании химических реакций в природных условиях. Например, небольшое обогащение известняка изотопом С по сравнению с другими углеродсодержащими веществами связано с тем, что в системе СОг + НгО 1 1. Н2СО3 равновесие сдвинуто вправо несколько больше в случае С Оз. Влияние изотопных эффектов на равновесие и скорости химических реакций более подробно рассматривается в гл. VII, раздел В. [c.33]

Выше рассматривались случаи, когда сама реакция служила причиной возникающих отклонений от равновесия. Ei последнее время интенсивно развиваются физические методы стимулирования газофазных реакций, в частности лазерная накачка в ИК-диапазоне. При решении задач этого направления принципиальное значение имеют вопросы кинетики заселенностей и, в частности, колебательной кинетики, так как любое воздействие на вещество (тепловое, химическое, электронный удар, оптическая накачка) приводит к перераспределению заселенности уровней, которые определяют кинетику и механизм химических реакций. Широко проводимые в настоящее время исследования касаются самых различных аспектов кинетики в существенно неравновесных условиях и включают а) изучение вида функций распределения по ко.пебательным уровням б) определение общей скорости релаксации колебательной энергии в) нахождение зависимости неравновесного запаса колебательной энергии от скорости накачки вненпшм источником, приводящим к разогреву колебаний г) анализ взаимного влияния колебательной релаксации и химического процесса (диссоциация молекул, бимолекулярная реакция компонент смеси), а также, например, генерации на колебательно-вращательных переходах. [c.66]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология