Основы химической кинетики Химическое равновесие

Учение о химических процессах состоит из двух частей учения о состояниях — химическая термодинамика и учения о переходах из одного состояния в другое — химическая кинетика. Первая отвечает на вопросы о принципиальной возможности протекания данной химической реакции в данных условиях и о конечном равновесном состоянии системы. Вторая — химическая кинетика — посвящена реализации этой принципиальной возможности, т. е. собственно протеканию процесса, его скорости и механизму. Уравнения химической кинетики служат основой для расчетов технологических процессов и аппаратуры в химической промышленности. Значение кинетики можно проиллюстрировать следующим примером. Равновесным состоянием для системы из углеводородов и кислорода при обычных температурах является оксид углерода (IV) и вода. Если бы кинетические ограничения не препятствовали свободному окислению органических веществ до состояния термодинамического равновесия, жизнь на Земле была бы невозможной, так как все живое окислилось бы до воды и оксида углерода (IV). [c.233]

Основное содержание учебника составляют разделы, которые, судя по монографиям и периодической литературе, наиболее необходимы биологам. Прежде всего это основы термодинамики и химическое равновесие, физическая химия растворов неэлектролитов и электролитов, учение о пограничных потенциалах и электродвижущих силах, химическая кинетика и катализ. В дополнение к традиционному изложению этих разделов приведено описание некоторых специфических приложений физической химии, важных для биологии. Так, кратко рассмотрены свойства полиэлектролитов, ионный обмен, мембранное равновесие и мембранные потенциалы, ионоселективные электроды, основы хроматографии и экстракции. [c.3]

Якоб Гендрик Вант-Гофф (1852— 1911) — голландский физикохимик. Родился в Роттердаме, был профессором у себя на родине, а позже в Берлине. Его теоретические работы внесли существенный вклад в развитие учения о химической кинетике, химическом равновесии, о свойствах растворов. Создал оригинальный метод вычисления химического сродства, разработал основы стереохимии. [c.58]

Курс физической и коллоидной химии изучается после курсов физики, математики, неорганической, аналитической и органической химии, поэтому в учебник не вошли или изложены весьма кратко некото-< рые разделы этих дисциплин. Так, конспективно написаны Агрегатные состояния вещества , Основы химической термодинамики , Фазовые равновесия и растворы . В то же время подробно изложен материал по химической кинетике, адсорбции и поверхностным явлениям, структурообразованию в дисперсных системах, микрогетерогенным системам, высокомолекулярным соединениям и их растворам, коллоидным поверхностно-активным веществам. Это обусловлено важностью указанных тем для понимания физико-химических и коллоидно-химических основ технологических процессов пищевой промышленности. Многие законы и положения физической и коллоидной химии иллюстрируются примерами из различных пищевых производств. [c.7]

Сколько-нибудь подробный обзор оригинальных работ также очень сильно увеличил бы объем книги. И в этом случае автор предпочел путь, ведущий к краткости изложения, — каждая глава сопровождается списком монографий и обзоров, при помощи которого читатель может ознакомиться с оригинальной литературой в тексте же книги библиография не дается. Чтобы облегчить чтение книги для части читателей, в предельно сжатой форме изложены основные сведения о равновесии и кинетике химических реакций, основах теории катализа. [c.3]

Работы в книге сгруппированы по двум ее основным разделам равновесные и неравновесные системы предложено также несколько минимально необходимых работ по строению вещества. В начале каждого из основных разделов помещены общие введения по основам термодинамики равновесий и химической кинетики, а описания каждой из работ содержат непосредственно необходимые для их понимания теоретические сведения. Характер последних позволяет подготовиться к выполнению работ в любом порядке, поскольку это вызвано организацией преподавания. Таким образом, общетеоретические введения и описания работ содержат весь необходимый для выполнения учебных работ материал и не требуют обращения к учебникам. [c.3]

Книга представляет собой издание, наиболее полно соответствующее программе по физической химии для студентов биологических специальностей Московского университета, а также других университетов страны. В ней изложены основы химической термодинамики, учение о химическом равновесии, физическая химия растворов неэлектролитов и электролитов, учение о пограничных потенциалах и электродвижущих силах, химическая кинетика и катализ. Небольшой раздел посвящен свойствам газов, необходимым для понимания основного материала. Дается краткое описание методов хроматографии, экстракции, ректификации, использования ионоселективных электродов и т. п. [c.2]

Пособие соответствует программе по физической и коллоидной химии для фармацевтических вузов и фармацевтических факультетов медицинских институтов. Изложены основы химической термодинамики, теория растворов, фазовые равновесия, электрохимия, химическая кинетика, гомогенный и гетерогенный катализ, молекулярная спектроскопия, физикохимия поверхностных явлений, свойства коллоидных систем. аэ юзоли и порошки, суспензии и эмульсии, поверхностно-активные и высокомолекулярные вещества. Показано значение физической и коллоидной хнмии для фармации. [c.2]

В общетеоретическую часть включены вопросы строения вещества, энергетики и кинетики химических реакций, растворов, окислительно-восстановительных и электрохимических процессов, а также обзор свойств элементов и их соединений. Рассмотрено строение вещества на атомном, молекулярном и надмолекулярном уровне, а также строение кристаллов. Изложены общие закономерности протекания химических реакций, в том числе основы химической термодинамики и химической кинетики. Большое внимание уделено тепловым эффектам и направленности химических реакций, химическому, фазовому и адсорбционному равновесию. Изложены кинетика гомогенных и гетерогенных реакций, цепных и фотохимических реакций и основы катализа. Освещены дисперсные системы, коллоидные и истинные растворы, большое внимание уделено растворам электролитов. Рассмотрены термодинамика и кинетика окислительно-восстановительных и электрохимических процессов, коррозия и защита металлов. Выполнен обзор свойств химических элементов и их простых соединений, рассмотрены строение и свойства комплексных и органических соединений. [c.3]

Условно книгу можно разделить на две части. В первой из них (гл. 1 —17, а также 24 и 29) изложены общие основы и законы химии и теоретические представления, на которых эта наука базируется. Подробно освещены вопросы строения вещества, свойства различных его агрегатных состояний и растворов, читатель знакомится с важнейшими типами химических реакций и классами веществ, излагаются основные представления химической термодинамики и кинетики, законы химического равновесия, начала электрохимии, ядерной химии, химии поверхностных явлений и коллоидных систем. [c.5]

Несмотря на то, что результаты исследования кинетики и равновесия рассмотренных выше реакций взаимодействия формальдегида с водой во многом носят приближенный характер, они имеют исключительно важное значение для понимания многих особенностей системы формальдегид — вода в целом. Особая ценность этих данных заключается в том, что на их основе можно установить достаточно четкие пределы влияния химических превращений на фазовые равновесия и переходы, т. е. ответить на вопрос о том, в каких условиях система может рассматриваться [c.93]

На основе спектральных данных определяют такие структурные характеристики молекул, как межатомные расстояния, моменты инерции, дипольные моменты, поляризуемости, частоты колебаний, энергии диссоциации и др. Эти данные могут быть использованы для расчета термодинамических функций веществ и констант равновесия химических реакций. Спектральные методы все шире применяются для изучения кинетики химических процессов, для исследования химического равновесия, для количественного и качественного анализа. [c.69]

Термодинамика играет исключительно важную роль в решении задач химической кинетики. Эта роль термодинамики особенно возросла с развитием экспериментальных методов атомной и молекулярной физики сделавших возможным вычисление важных для кинетики термодинамических величии иа основе статистики и квантовой механики. Одной из таких величин, 11 частности, является константа равновесия, которая с точки [c.15]

При протекании химической реакции в газовой фазе действуют два фактора, оказывающих противоположное влияние на распределение энергии в системе сама химическая реакция, в той или иной степени нарушающая равновесное распределение энергии, и молекулярные столкновения, стремящиеся восстановить нарушенное равновесие тепловая релаксация). Конкуренция между этими двумя факторами приводит к тому, что, например при высоких температурах, когда вследствие большой скорости, реакции нарушения равновесного распределения энергии могут быть особенно велики, приходится решать систему уравнений химической кинетики и тепловой (колебательной) релаксации с целью определения неравновесной функции распределения. Поэтому процессы обмена энергии составляют основу неравновесной кинетики. Рассмотрению этих процессов посвящена настоящая глава. [c.150]

Термодинамика играет исключительно важную роль в решении задач химической кинетики. Эта роль термодинамики особенно возросла с развитием экспериментальных методов атомной и молекулярной физики, сделавших возможным вычисление важных для кинетики термодинамических величин на основе статистики и квантовой механики. Одной иэ таких величин, в частности, является константа равновесия, которая с точки зрения химической кинетики прежде всего представляет самостоятельный интерес как величина, определяющая предел измепонип химической системы при заданных условиях протекания реакции константа рапнов( Сия имеет такжэ большое вспомогательное значение, так как на основании известного значения этой величины может быть вычислена константа скорости обратной реакции если известна константа скорости прямой реакции. [c.10]

Первая особенность этого периода состоит в стремительном развитии фундаментальных исследований, направленных на изучение скоростей и механизмов химических реакций, химических и фазовых равновесий, что привело к формированию химической кинетики — основы того преимущественно теоретического раздела химии, который называют физической химией. Под эгидой именно этого раздела получают новые импульсы развития все остальные разделы химии, изучающие структур молекул, а затем (с 1900-х гг.) и атомов. [c.653]

В силу интенсивного развития сравнительно новой области экстракции не только не установились определенные понятия и обозначения, но еще и мало сделано в области выявления коренных, принципиальных закономерностей процесса. В целях предоставления читателям возможности сопоставления и сравнения идей в выпусках сборника публикуются статьи, отражающие различные взгляды на механизм процесса экстракции, различные подходы к обработке экспериментальных данных, к расчету и конструированию аппаратуры. Так, в теоретическом разделе первого выпуска сборника, наряду со статьей А. М. Розена, в которой развиваются представления по термодинамике экстракции, основанные прежде всего на строгом учете коэффициентов активности компонентов системы, публикуются статьи, в которых экстракционные системы рассматриваются чисто химически (связь коэффициентов распределения с химическим составом экстрагентов, предсказание выбора экстрагента на основе состава внутрикомплексных соединений, оксо-ниевый механизм извлечения ионов кислородсодержащими растворителями). В разделе экстракционной аппаратуры, наряду с работой по равновесной динамике процесса экстракции, помещены статьи, в одной из которых отмечается необходимость учета химической кинетики при расчете аппаратуры, а в другой дается аналитический метод расчета числа теоретических степеней, исходящий из величины константы равновесия реакции. [c.4]

Предметом химической кинетики являются скорости реакции со всеми влияющими на них факторами и интерпретация скорости реакций на основе их механизма. В этом смысле кинетика отличается от термодинамики, в которой рассматриваются начальное и конечное состояния системы вне зависимости от времени протекания этого превращения. Термодинамика обычно рассматривает системы в состоянии равновесия, т. е. в состоянии, в котором скорости прямой и обратной реакций в обратимом процессе равны, что связывает эти две области химии. Однако обратное не верно скорость реакции нельзя определить только на основе термодинамических данных. Химическую кинетику можно считать более фундаментальной областью науки, но, к сожалению, часто сложность исследуемых процессов делает применение теории химической кинетики довольно трудным. [c.306]

Предлагаемое издание является первым учебником по курсу физической химии вяжущих материалов. В нем рассматриваются физико-химические процессы, протекающие при измельчении материалов и термическом превращении сырьевых смесей, излагаются представления о химических связях в твердых телах, элементы химической термодинамики, химического равновесия, элементы теории кинетики гетерогенных реакций, химических процессов ми-нералообразования клинкера, физико-химические основы процессов гидратации цемента, коррозии цементного камня. [c.3]

Пособие составлено а соответствии с программой по физической химии для химических специальностей химико-техвологических вузов и факультетов. В нем подробно изложены основные разделы курса физической химии квантовоиеханические основы теории хниическоЗ связи, строения атомов и молекул, спектральные методы исследования молекулярной структуры, феноменологическая в статистическая термодинамика, термодинамика растворов н фазовых равновесий, электрохимия, химическая кинетика, гомогенный н гетерогенный катализ. [c.2]

Термодинамика дает представление о возможности осуществления, а также о направлении развития как самой химической реакции, так и отдельных ее этапов. Кроме того, термодинамика позволяет получить данные, необходимые для определения степени превращения нри равновесии, теплового эффекта реакцнп, зависимости константы равновесия от температуры п т. д. Однако термодинамика не определяет время, необходимое для получения заданной степени превращения этот вопрос нельзя решить и на основе одной только кинетики химической реакции. [c.18]

Вопросы качественной теории уравнений химической кинетики подвергнуты рассмотрению в монографии [194]. В ней исследованы условип множественности стационарных состояний в открытых системах и показано, что необходимым условием существования нескольких решений системы уравнений квазистационарности является наличие в механизме процесса стадии взаимодействип различных промежуточных веществ. В [194] делается попытка выделения структур, ответственных за появление критических эффектов для классических уравнений химической кинетики. Важным свойством структурированных форм является то, что они наглядно представляют, как "собирается"сложный механизм из элементарных стадий. Для линейных механизмов получены структурированные формы стационарных кинетических уравнений. На этой основе могут быть выяснены связи характеристик механизма процесса и наблюдаемых кинетических зависимостей. Показано, что знание механизма процесса и констант равновесия позволяет построить ограничения на нестационарное кинетическое поведение системы, причем эти ограничения оказываются существенно более сильными, чем обычные термодинамические. [c.236]

Здесь нет необходимости рассматривать истоки химической кинетики до работ Я. Г. Вант-Гоффа они освещены во многих историко-химических очерках [9, 10]. С работ Я. Г. Вант-Гоффа начинается за1кладка фундамента химической кинетики и как прямого продолжения и вместе с тем как отрицания химической статики. Исходя из того, что динамизм химических систем, в том числе и явления равновесия между прямой и обратной реакциями, не может быть объяснен лишь одним механическим перемещением каких бы то ни было частиц, Вант-Гофф пришел к выводу о важной роли а химическом (превращении лабильности сродства. Поэтому он не принял в качестве теоретической основы изучения химического процесса лишь один закон действующих масс. Рассматривая количественную оценку раВ(НОвесия наряду со скоростями реакций как важные параметры химических процессов, главное внимание он обратил на те стороны химического взаимодействия, которые позволя- [c.113]

Принщ1п подвижного равновесия позволил определять направление реакций при равновесиях, дал возмоншость глубже понять природу различных веществ, связывая их свойства с теми процессами, при которых они образуются. На основе изучения химического равновесия впервые было обращено большое внимание на зависимость хода и результата реакций от влияния таких факторов, как химическая масса, природа растворителя, температура, давление, и других внешних условий. Выяснение этой зависимости открывало плодотворнейшее поле исследований по химической кинетике. [c.336]

Рассматриваются основные вопросы аналитической химии — протолитические и редоксиравновесия, равновесия комплексообразования, равновесия между твердой и жидкой фазами. Излагаются основы химической термодинамики и кинетики. Разбираются химические, электрохимические и фотометрические методы определения веществ, точность определений в количественном анализе, маскирование и методы разделения Во 2-е издание (1-е— 1980 г.) включены электродные равновесия и процессы и фотометрия. [c.2]

Построение данного учебного пособия основано на последовательности ступеней познания теоретических начал химии стехиометрия, термохимия, эргохимия (химическое равновесие и основы химической термодинамики), хронохимия (основы химической кинетики), начала уче- [c.3]

Несомненно, что наиболее важной является стадия формования волокон, включая целый комплекс химических физико-химических и физических процессов, многие из которых протекают на поверхности раздела фаз. В связи с этим необходимо рассматривать формование с позиций представлений о фазовых равновесиях и кинетике, основы которых заложены в работах Папкова [2]. [c.12]

Термодинамическая теория необратимых ироцессов получила свое развитие только за последние годы, на основе работ Онзагера, Ландау, де-Гроота, Пригожина и др. [78, 79, 81]. Ее выводы еще не являются полными и точными в такой мере, в какой это достигнуто в классической термодинамике. Ценность этого нового направления термодинамики заключается в том, что оно дает возможность перекинуть мост между термодинамикой как наукой о равновесии и реальными динамическими нроцессями, в частности, в области химической кинетики, к которой мы и переходим в (-.ледующей главе. [c.83]

Ввиду того что активная молекула, представляет собой молекулу с повышенным запасом энергии, получает избыточную энергию в результате столкновений с другими молекулами, обмен энергии при соударениях молекул играет исключительно важную роль в кинетике химических реакций. Обмен энергии лежит также в основе тепловой релаксации газов, т. е. в основе процессов установления равновесного распределения энергии между молекулами в системе, выведенной из состояния равновесия в результате быстрого изменения температуры, протекания химической реакции и т. п. При этом, так как энергия активации имеет преимущественно форму колебательной энергии, а также вследствие специфической затрудненности процессов, связанных с превращениями колебательной энергии при столкновениях молекул (см. ниже), процессы обмена колебательной энергии или процессы, связанные с превращением различных форм энергии в колебательную энергию, имеют особенно большое значение. Поэтому вопросу о превращениях колебательной энергии при столкновениях молекул мы должны будем уделить особое внимание. Однако вначале должны будем коротко рассмотреть также и превращения поступателыюй и вращательной знергии. [c.295]

В настоящей работе мы рассмотрим процедуру вывода кинетического полинома, получпм на его основе явные кинетические уравнения для классических приближений химической кинетики (лимитирование одной стадии, окрестность равновесия), проанализируем возможности упрощения стационарных моделей и применения компьютерной алгебры для их исследования. [c.236]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология