Скорость химических реакций и химическое равновесие Скорость химических реакций

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ. СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ. КАТАЛИЗ [c.227]

Эта книга задумана как пособие для химиков-органиков и неоргаников, которое должно дать возможность использовать объективные критерии при выборе растворителя. Предпосылкой является знание физико-химических основ влияния растворителей. Поэтому в книге сначала рассмотрены межмолекулярные взаимодействия между растворителем и растворенным веществом, а затем дана классификация растворителей, учитывающая эти взаимодействия. Более подробно рассмотрено влияние растворителя на химическое равновесие, скорость химических реакций и спектральные свойства растворенных соединений. [c.6]

Следует подчеркнуть, что зависимость типа а характерна для простых реакций, другие типы температурной зависимости—для сложных реакций или реакций, на протекание которых влияет скорость физических процессов. Сильная зависимость скорости химических реакций от температуры была замечена уже давно и учитывалась соотношением г=аТ ", где т изменялось от 6 до 8. Позднее (в 1878 г.) Гуд предложил уравнение г=ае 1Т. В 1889 г. Аррениус дал рациональное объяснение (которое до сих пор является общепринятым) к уравнению скорости простого экспоненциального вида. Пытаясь объяснить влияние температуры на скорость инверсии тростникового сахара в присутствии кислот, он высказал предположение, что непрерывно образующаяся тауто-мерная форма сахара более чувствительна к воздействию кислот, чем нормальная форма. Таутомерная форма имеет определенную теплоту образования и находится в равновесии с нормальной формой. К этому равновесию Аррениус применил термодинамическое уравнение [c.31]

Обратимые реакции одновременно протекают в двух направлениях до достижения химического равновесия скорость прямой реакции выше скорости обратной химической реакции. Когда скорости прямой и обратной реакций становятся одинаковыми, система достигает состояния химического равновесия. [c.589]

Константа химического равновесия определяется природой реагирующих веществ и не зависит от их концентрации. Состояние химического равновесия зависит от концентрации реагирующих веществ, температуры и давления, если в реакциях участвуют газы. Если одно из этих условий изменяется, то равновесие нарушается и концентрации всех участвующих в реакции веществ изменяются до тех пор, пока отношение произведения концентраций образующихся веществ к произведению концентраций вступающих в реакцию веществ не будет равно константе равновесия реакции при данной температуре, т. е. пока скорости прямой и обратной реакций не станут одинаковыми. Тогда снова устанавливается равновесие, но уже при других, чем ранее, концентрациях. Процесс изменения концентраций, вызванный нарушением равновесия, называется смещением, или сдвигом равновесия. Если при этом увеличивается концентрация образующихся веществ, то говорят, что равновесие смещается вправо, если же увеличивается концентрация исходных веществ, то говорят, что равновесие сдвигается влево. [c.71]

Двусторонняя химическая реакция, естественно, обратима в термодинамическом смысле только в непосредственной близости к состоянию химического равновесия. В состоянии же, далеком от равновесия, когда скорости прямого и обратного процессов сушественно различны и суммарная (результирующая) скорость реакции значительно отличается от нуля, она термодинамически необратима. Область применения понятия двусторонняя реакция шире, чем термодинамическое понятие обратимая реакция. Поэтому для реально протекающих реакций следовало бы придерживаться первого термина. Однако термин обратимая реакция в широком, не термодинамическом смысле укрепился и приходится, использовать его. [c.121]

К не идет АС,,, = -456,8 кДж/моль). Поэтому принято измерять количественно реакционную способность скоростью химической реакции при заданной температуре, а точнее константой скорости, и называть ее кинетической реакционной способностью. В тех случаях, когда не существует кинетических причин для торможения реакции, можно использовать константу равновесия, или выход продукта реакции. Это будет термодинамическая реакционная способность. Однако в дальнейшем изложении материала при оценке реакционной способности будет использоваться исключительно константа скорости или скорость в относительных единицах. Такой выбор является общепринятым и обоснованным. Исходя из изложенного, можно сделать вывод, что под реакционной способностью понимают скорость химической реакции, в которой одно вещество реагирует с другим. [c.192]

Химическая кинетика. Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Закон действующих масс. Физический смысл константы скорости. Правило Вант-Гоффа. Понятие об энергии активации, ее влияние на скорость химической реакции. Уравнение Аррениуса, Явление катализа. Гомогенный и гетерогенный катализ. Катализаторы, ингибиторы, промоторы, каталитические яды. Химическое равновесие. Реакции обратимые и необратимые. Состояние химического равновесия. Принцип Ле Шателье. [c.4]

В табл. 35 обращает на себя внимание близкое совпадение вычисленных и измеренных значений скорости детонации для всех случаев, кроме последних трех, расхождение вычисленного и измеренного значения О не превышает 2%, в среднем составляя величину, меньшую 1%. Это совпадение можно рассматривать как доказательство правильности основной предпосылки гидродинамической теории детонации, согласно которой скорость химической реакции достаточно велика, чтобы обеспечить установление термодинамического равновесия во фронте детонационной волны. В последних трех случаях, для которых характерна особенно большая скорость детонации, расхождение между вычисленными и измеренными значениями скорости детонации выражается числами 2,5 2,8 и 6,1%. В качестве одной из вероятных причин этого расхождения Иост [137, стр. 200] указывает недостаточно большую скорость химической реакции, вследствие чего реакция в детонационной волне не получает своего завершения, и фактически скорость детонации оказывается ниже вычисленной в предположении о полном завершении реакции. Это значит, что при больших скоростях детонации химическая реакция становится лимитирующим фактором. [c.507]

Несмотря на различие между равновесием и скоростью, существует непосредственная связь между теориями скоростей и равновесий. Это происходит по той причине, что при взаимодействии молекулы проходят через активированное состояние и, как это будет видно ниже, концентрация активированного состояния может быть вычислена с хорошим приближением из равновесия с молекулами в нормальном состоянии. На основе обычной теории равновесия можно рассчитать концентрацию активированных молекул, а если известна вероятность распада активированных молекул — и скорость реакции. Поэтому теория скоростей химических реакций разделяется на две части 1) расчет концентраций активированных молекул и 2) расчет скоростей реакций активированных молекул. [c.70]

Одно из основных требований определения скорости химической реакции по Эйрингу заключается в предположении, что активированный комплекс находится в равновесии с реагентами. Ясно, что если реакция достигла равновесия, активированные комплексы должны находиться в равновесии и с реагентами и с продуктами реакции, и тогда их концентрации могут быть точно вычислены с помощью методов статистической механики, как уже было показано выше. Метод Эйринга дает возможность точно рассчитать скорость химической реакции именно для такого случая, так как он основан на рассмотрении динамического равновесия. [c.74]

Некоторые реакции, например экзотермическое взаимодействие Нг и Ог с образованием Н2О, не идут, пока не будет подожжена реакционная смесь. Другие, менее экзотермические реакции, например эндотермическое растворение солей в воде, проходят быстро при комнатной температуре. Это указывает на то, что скорость реакции не обязательно зависит от количества выделившейся теплоты. Реакции со значительно смещенным состоянием равновесия в сторону продуктов реакции не всегда характеризуются большой скоростью. Скорость химической реакции зависит от пути, по которому осуществляется превращение исходных веществ в конечные продукты механизма реакции). Знание механизма реакции часто позволяет понять ее режим. Практически более важно именно то, что путем изучения скорости реакции можно получить много сведений о механизме реакции. [c.157]

ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА. СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ И ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ [c.91]

Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье. Если система находится в состоянии равновесия, то она будет пребывать в нем до тех пор, пока внешние условия сохраняются постоянными. Если же условия изменятся, то система выйдет из равновесия-—скорости прямотой обратного процессов изменятся неодинаково — будет протекать реакция. Наибольшее значение имеют случаи нарушения равновесия вследствие изменения концентрации какого-либо из веществ, участвующих в равновесии, давления или температуры. [c.179]

Как мы уже говорили, каталитические процессы подчиняются законам термодинамики и, следовательно, катализаторы пе сдвигают химическое равновесие. Большинство химических реакций является процессами обратимыми. Это значит, что такие процессы не доходят до конца, а в известный момент времени устанавливается равновесие, характеризующееся тем, что вещество, которое образуется при реакции, будет с такой же скоростью подвергаться разложению. Химическое равновесие обычно сильно зависит от температуры. [c.185]

Влияние электродных процессов этого типа при аналитическом использовании вольтамперометрии с линейной разверткой напряжения, переменнотоковой полярографии и других методов, Б общем, гораздо более сильное, чем в постояннотоковой полярографии. В некоторых полярографических методах высота пика, используемая при построении аналитической калибровочной кривой является функцией константы скорости (в отличие от предельного тока в постояннотоковой полярографии), и поэтому приходится принимать некоторые меры предосторожности. В самом деле, в таких случаях, чтобы добиться наилучшей аналитической методики, следует попытаться либо уменьшить временную шкалу эксперимента, чтобы избежать влияния скорости химической реакции, либо увеличить временную шкалу, чтобы достигнуть равновесия химической реакции. В любом из этих предельных случаев волны становятся обратимыми (при условии, что перенос зарядов обратим) и аналитическая методика упрощается. Обсуждение этой области будет существенно углублено при рассмотрении особенностей разных полярографических методов. [c.37]

Макроскопически наблюдаемая скорость химической реакции в данном направлении также зависит от расстояния от положения равновесия. По мере приближения к равновесию скорость реакции в прямом направлении начинает затухать и, наконец, в положении равновесия скорости прямой и обратной реакций сравниваются и макроскопически наблюдаемый процесс останавливается. В то же время константы скорости, с которой происходят прямой и обратный элементарные акты, не зависят от того, как далеко от равновесия находится система. Они одинаковы для любых состояний системы, в том числе и для равновесного состояния. [c.111]

Скорость реакций и химическое равновесие. Скорость гомогенных реакций зависит от числа встреч реагирующих частиц в единицу времени в единице объема. Вероятность одновременного соударения взаимодействующих частиц в свою очередь пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ. Таким образом, ско- [c.193]

Итак, мы вкратце познакомились с влиянием давления на равновесие и скорость химических реакций. Рассмотрение этого вопроса показывает, что во многих случаях высокое давление позволяет проводить химические процессы с большими выходами конечных продуктов и с большей скоростью, чем при атмосферном давлении. Мы узнали, что некоторые процессы (например, синтез аммиака из водорода и азота) пока практически осуществимы лишь при высоких давлениях. Естественно поэтому, что высокие давления все шире и шире внедряются в химическую технологию. Особенно это относится к реакциям между газами, протекающим со сжатием, а также к реакциям между газами и жидкостями. [c.11]

При pH лг 9 в 1 М растворах нитратов щелочных металлов скорость электровосстановления комплексов РЬ (РаО,) уменьшается в ряду Ыа > > Сб" [382, первая ссылка]. В указанном ряду уменьшается и устойчивость комплексов щелочных металлов МР О, и, соответственно, возрастает. равновесная концентрация свободных пирофосфат-ионов Р.,0 . При этом равновесие предшествующей химической реакции образования электрохимически активных комплексов [c.182]

Представлен большой фактический материал, характеризующий свойства различных растворителей и области нх применения. Рассматривается влияние растворителей на равновесие, скорость химических реакций, спектры поглощения исследуемых веществ. Книга снабжена обширной библиографией. [c.4]

Задача 1-6. Заданы типы элементов ХТС, совокупность которых может обеспечить выполнение требуемых целей функционирования системы в условиях объективной неопределенности априорной информации о физико-химических константах ХТП (константы скоростей химических реакций, константы фазового равновесия, коэффициенты теплопередачи и массопередачи и др.) и о параметрах свойств технологических потоков на ХТС влияют стохастические внешние воздействия. Необходимо определить технологическую топологию ХТС, величину гранпц допусков (или коэффициентов запаса) для параметров элементов и значения параметров промежуточных технологических потоков, которые обеспечивают на некотором интервале времени желаемый уровень достоверности или надежности проектных решений ХТС при экстремуме КЭ с учетом ограничений. [c.126]

Хотя не разработано практических методов обкладки конденсированного ВВ для сохранения его начального объема, прочная оболочка будет временно сдерживать начальное давление и передавать давление к детонирующему веществу и, таким образом, усиливать детонацию. Взрывная волна после этого будет распространяться по всей массе вещества. Существует критический диаметр заряда, меньше которого детонация распадается. Этот диаметр составляет 2 - 7 мм в зависимости от ВВ и его плотности. Ео ш диаметр больше, скорость детонации может составлять 5 - 9 км/с в зависимости от ВВ [Stull,1977 Baker, 1983]. Первоначально образовавшиеся газы так сильно сжимаются, что законы идеального газа становятся неприменимыми к ним. Взрывы происходят настолько быстро, что химическое равновесие между продуктами реакции не успевает устанавливаться. [c.249]

В тесной с.вязи с учением о скоростях химических реакций и равновесиях стоит учение о катализе. Понятие каталитическое действие было введено Я- Берцелиусом еще в 1835 г. Рассматривая некоторые примеры каталитических реакций, он предложил назвать способность некоторых веществ воздействовать на ход реакций каталитической силой. Введение этого понятия было встречено некоторыми учеными критически. X. Шёнбейн полагал, что гипотеза каталитической силы не может считаться научной. С подобной же критикой выступали Ю. Либих и Ф. Вёлер. [c.172]

Наличие диффузионных процессов при реакциях в гетерогенных системах (в случаях, когда константа скорости диффузии значительно больше константы скорости химической реакции) может привести к тому, что скорость химического превращения не будет зависеть от концентрации. Если убыль вещества, исчезающего в процессе реакции, достаточно быстро восполняется диффузией, то концентрация реагирующего вещества в зоне реакции будет оставаться практически постоянной, и реакция пойдет по нулевому порядку. Это может происходить, например, в реакции омыления сложного эфира в насыщенном эфиром водном растворе, находящемся Э равновесии с насыщенным раствором воды в эфире. Если скорость диффузии эфира из эфирного елоя в водный достаточно велика, а толшлна водного слоя мала, то концентрация эфира, независимо от времени, будет равна концентрации насыщения с ас. [c.107]

В табл 61 прежде всего обращает на себя внимание близкое совпадение вычиспепных и измеренных значений скорости детонации для всех случаев, кроме последних трех, расхождение вычисленного и измеренного значения О не превышает 2%, в среднем составляя величину, меньшую 1%. Это совпадение можно рассматривать как доказательство правильности основной предпосылки гидродинамической теории детонации, согласно которой скорость химической реакции достаточно ве.-шка, чтобы обеспечить установление термодинамического равновесия во фронте детонационной волны. В последних трех случаях, для которых характерна особенно большая скорость детонации, расхождение между вычисленными и измеренными значениями скорости детонации выражается числами 2,5 2,8 и 6,1%. В качестве одной из вероятных причин этого расхождения Иост ([97, стр. 200]) указывает недостаточно большую скорость хими- [c.640]

Скорость химической реакции зависит, как известно, от внутренних (концентрация) и внещних (нагревание, увеличение давления) условий. Результат взаимодействия противоположных тенденций, сдвиг равновесия при изменении внутренних и внешних условий, определяется законом действующих масс и принципом Ле Шателье. Этот принцип, в частности, также весьма наглядно представляет специфическое выражение закона единства и борьбы противоположностей. Если на равновесную систему оказывать какое-либо внешнее воздействие, то система отвечает противодействием, направленным на уменьшение этого внешнего воздействия. Так, при нагревании равновесие в обратимом химическом процессе 2Н2 + 02 ч 2Н20 смещается в сторону образования свободных водорода и кислорода. Но по закону действующих масс одновременно ускоряется и обратная реакция, идущая с выделением тепла, т. е. в системе постоянно нарастает противодействие. Она сама начинает выделять все больше тепла в единицу времени. Новое равновесие устано- [c.142]

Химическое равновесие. Многие химические реакции являются -обратимыми, т. е. течение их возможно в прямом и обратном направлениях. Оба процесса совершаются одновременно и независимо друг от друга, но скорость одного из них больше, чем другого. При определенных условиях скорости прямой и обратной реакций становятся равными, наступает момент химического равновесия. Химическое равновесие является динамическим, подвижным. Взаимодействие при этом не прекращается. Примером обратимой реакции может служить реакция образования воды при температуре от 2000 до 4000° С 2Н2-Ь02=< 2Н20. Вначале взаимодействие водорода с кислородом идет с достаточно высокой скоростью в сторону образования воды. Запишем выражение скорости этого процесса [c.30]

Уравнение ЛСЭ часто соблюдается и в случае невыполнения последних трех условий. Показано, что с а-константами коррелируют не только факторы равновесия или скорости переноса электронов, но и скорости химической реакции прртонизации, а также величина наклона волн, из которой находится кажущееся (т. е. не исправленное на влияние адсорбции — см. стр. 54) значение коэффициента переноса. Вывод о наличии такой суммарной корреляции был сделан на примере сопоставления значений Еу в серии нитробензола и 5-замещенных производных 2-нитрофурана при различных значениях pH, в которых АЁ/ /ДрН оказались линейными функциями а-констант в водных и водно-органических средах при различных pH [32—34]. Подобная закономерность для азосо- единений отмечена и Зуманом [10, с. 49], показавшим также, что в некоторых сериях (например, в серии кетосемикарбазонов) кажущийся коэффициент переноса а линейно коррелирует с о-кон-стантами [10, с. 194]. [c.107]

Рассуждаем так при химическом равновесии скорость прямой реакции равна скорости обратной. Если при увеличении всех концентраций в два или другое число раз обе скорости увеличатся такж 3 одно и то же число раз, то, очевидно, равновесие нарушено не будет, если же увеличение скорости прямой и обратной реакции окажется неодинаковым, то система при изменении давления в ней окажется неравновесной. [c.120]

Абсолютное большинство химических превращений углеводо родов нефти, имеющих практическое значение, осуществляются в присутствии - катализаторов. Катализаторы позволяют снижать энергию активации химических реакций и тем самым значительно повышать их скорость. В самом общем виде в этом и заключается сущность и значение катализа. Проведение реакции в присутствии катализаторов позволяет также резко снижать температуру процесса.. Для реакций, характеризующихся положительным тепловым эффектом (полимеризация, гидрирование, алкилирование и др.), это имеет особо важное значение, так как высокие температуры с термодинамической точки зрения для них неблаго- приятны. Следовательно, катализаторы в данном случае и ускоряют процесс и способствуют достижению наиболее высоких равновесных концентраций. Следует, однако, не забывать, что сдвигать положение равновесия катализаторы не могут, и они в равной степени ускоряют как прямые, так и обратные реакции. Раньше считалось, что катализатор в реакции не участвует, а только ее ускоряет. Это мнение основывалось на том, что по окончании реакции катализатор остается, как правило, в неизменном состоянии. Теперь же совершенно очевидно, что катализатор, наоборот, самым активным образом взаимодействует с исходными реагентами, но его участие в процессе ограничивается только начальными стадиями превращений. В последующих стадиях он полностью регенерируется и может вновь взаимодействошть с молекулами сырья. Этим и объясняется, что небольшого количества катализатора достаточно для получения очень больших количеств конечного продукта реакции. Факт снижения энергии активации [c.194]

Если же скорость химической реакции меньше скорости диффузии, суммарный процесс диффузии может зависеть как от концентрации, так и от времени и может напоминать во многих отношениях аномальную диффузию (гл. VII). Суммарная скорость диффузии определяется скоростью химической реакции при условиях, близких к равновесию, аналогично кинетике двухстадилной сорбции в диффузионно напряженной среде, в которой происходит медленная релаксация напряжения. [c.268]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология