Общие понятия о скорости химической реакции

I. Общие понятия о скорости химических реакций [c.110]

Общие понятия и определения. Явление катализа можно определить как зависимость скорости реакций от присутствия веществ — катализаторов, которые на отдельных стадиях химического процесса вступают во взаимодействие с реагирующими молекулами и резко изменяют скорость реакции, оставаясь в химически неизмененном виде. Катализатором реакции является вещество — атомы, молекулы, ионы или поверхности раздела фаз, которое взаимодействует с молекулами реагирующих веществ, изменяет скорость химической реакции и выделяется на последующих стадиях в химически неизмененном виде. Большое практическое и теоретическое значение имеют катализаторы, повышающие скорости химических реакций. Иногда нх назьшают положительными катализаторами. Катализаторы, понижающие скорость химической реакции, называют отрицательными катализаторами. Все каталитические процессы с учетом их специфичности можно разбить на три группы. [c.616]

Со статистической точки зрения все химические реакции протекают одновременно в сторону равновесия и в противоположном направлении. Скорость реакции в сторону равновесия больше скорости в противоположно.м направлении, в результате система приближается к равновесию. При равновесии обе реакции имеют одинаковые скорости, так что скорость суммарного процесса равна нулю. Таким образом, в общем случае химические реакции являются двусторонними или, как часто говорят, обратимыми. Понятие обратимая реакция в изложенном выше смысле следует отличать от термодинамического понятия обратимый процесс (см. т. I, гл. I, 6). Последний характеризуется бесконечно малым различием скоростей прямого и обратного процессов и, следовательно, бесконечно малой скоростью результирующего процесса и бесконечно малым отклонением системы от положения равновесия. [c.15]

Общие понятия о скорости химических реакций 110 2. Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих [c.381]

В первой части настоящей книги рассматриваются гомогенные реакции в газовой фазе изложены также общие принципы химической кинетики с ее основными закономерностями и теоретической трактовкой понятия скорости химической реакции. Вторая часть книги знакомит с реакциями в растворах. [c.6]

Общие понятия о скорости химической реакции [c.13]

Общие понятия. Химическая кинетика — это учение о скорости химических реакций и о зависимости этой скорости от различных факторов. [c.130]

Как уже отмечалось выше, расчет константы скорости химической реакции в рамках адиабатического подхода должен сводиться, строго говоря, к решению классических (или квантовых) уравнений движения для изображающей точки на ППЭ основного состояния, с последующим статистическим усреднением по начальным состояниям реагирующей системы. Реализация такой расчетной схемы сталкивается с большими вычислительными трудностями. До настоящего времени прямые расчеты проводились в основном для двух- и трехатомных систем для случая столкновения атомов либо атома с двухатомной молекулой в газовой фазе (см., например, [5,13—16]). Далее, квантовохимические расчеты ППЭ пока удается проводить с невысокой точностью, что ставит под сомнение ценность (кроме, конечно, общих качественных выводов) полученных таким трудоемким путем результатов. Наконец, в случае реакции в конденсированной фазе, когда реагенты достаточно сильно взаимодействуют с молекулами растворителя, становится, вообще говоря, неопределенным ответ на вопрос, что должно входить в понятие конфигурационного пространства реагирующей системы. [c.28]

Общие понятия. Скорость химической реакции равна изменению количества вещества в единицу времени в единице реакционного пространства. В зависимости от типа химической реакции (гомогенная или гетерогенная) меняется характер реакционного пространства. Гомогенной реакцией называется реакция, протекающая в однородной среде (в одной фазе). Гетерогенные реакции протекают на границе раздела фаз, например твердой и жидкой, твердой и газообразной. [c.167]

Курс химии, ориентированный на формирование и развитие системы понятий о химической реакции, совершенно непохож на описанные выше. Например, курс для колледжей, разработанный в США коллективом авторов во главе с Ж. С. Пимента-лем под редакцией Г. Т. Сиборга [17]. В нем после вводных глав, связанных с описанием общего подхода к научным исследованиям, идет глава, которая так и называется Химические реакции , затем рассматривается поведение газов, кинетическая теория с расчетами, энергетика химических реакций, их скорость, химическое равновесие, растворение как равновесный процесс и электролитическая диссоциация. Среди тем дважды встречается периодическая система элементов в связи со строением атома. Свойства элементов изучаются не по группам, а по периодам. Особо выделены только галогены, соединения углерода и щелочноземельные металлы. Это по-строение интересно тем, что, наряду с теоретическими химическими темами, рассматривается и химия элементов, в то время как нередко разработка такого курса сводится к тому, что мы называем общей химией. В отечественной школе, к сожалению, делается мало попыток для создания курса химии такого построения. [c.37]

Основным показателем при оценке работы реактора является его производительность, выражаемая количеством продукта, образованным в единице объема реактора за единицу времени. Производительность определяется прежде всего скоростью, с которой развивается процесс. Обычно химическая реакция, проводимая в реакторе, сопровождается физическими явлениями массопередачи. Поэтому в отличие от скорост химической реакции пользуются понятием общей (глобальной) скорости процесса. Общую скорость получают суммированием скоростей всех химических и физических этапов процесса по определенным законам. Скорость реакции, общая скорость процесса и производительность реактора могут иметь одинаковые единицы измерения. [c.17]

По разнице значений энергии активации можно говорить о том, что одинаковое прираш ение температуры оказывает разное влияние на гибель спор и термическую деструкцию химических соединений Как видно из таблицы 35, споры палочки ботулизма наиболее чувствительны к воздействию влажного тепла, а фолиевая кислота меньше подвержена деструкции по сравнению с тиамином На практике главная цель стерилизации — достижение стерильности, но сохранение качества питательной среды также имеет важное значение, так как непосредственно от этого будет зависеть результат процесса ферментации Благодаря различиям в энергии активации отмирание термостойких спор при высоких температурах происходит значительно быстрее, чем скорость химической реакции Длительность экспозиции, или время выдержки — это тот временной интервал, в пределах которого погибают микроорганизмы Гибель последних спор в среде является случайным процессом, поэтому введено понятие "критерий стерильности" (М) — отношение числа операций стерилизации, в результате которых выжили по одной термостойкой споре, к общему числу проведенных операций Для стерилизации сред принимают критерий стерильности, равный 0,01 0,001 Если исходное количество спор в среде принять N0, то получим соотношение N/N0 — уровень стерильности или коэффициент выживания, который означает, что для достижения заданного критерия [c.314]

Общие понятия. Одним из наиболее распространенных методов ускорения химических реакций является катализ. Этот метод осуществляется при помощи катализаторов — веществ, резко увеличивающих скорость реакции, но не расходующихся в результате ее протекания. Катализаторы могут участвовать в образовании промежуточных продуктов реакции, но к концу взаимодействия они полностью регенерируются. Замедление реакций осуществляется при помощи ингибиторов (отрицательных катализаторов). [c.141]

Общее выражение для скоростей образования реагентов в произвольной химической реакции может быть получено при использовании понятия скорости стадии сложной реакции . При этом род скоростью /-Й стадии понимается величина [c.372]

Общие представления о скорости химических реакций. Одним из основных понятий в химической кинетике является скорость реакции. Скоростью химической реакции v называют изменение количества реагирующего вещества за единицу времени в единице реакционного пространства. В гомогенной системе реакционным пространством служит объем сосуда, в котором протекает взаимодействие. [c.108]

В промышленном химическом процессе могут протекать одновременно несколько (и даже несколько десятков) простых химических реакций, связанных дополнительно с гидродинамикой потока, переносом массы и тепла. Поэтому для процесса, проводимого в большом масштабе, введем понятие так называемой технической скорости превращения. В общем случае эта скорость будет функцией не только состава системы и температуры, но также скорости [c.203]

В адсорбционных процессах энергия молекул или атомов адсорбента изменяется. Механизм адсорбционного катализа тесно связан с энергетическими изменениями в системе. Чтобы объяснить энергетические изменения в каталитических адсорбционных процессах, следует изучить отдельные компоненты, составляющие общий тепловой эффект, т. е. 1) теплоту адсорбции, соответствующую энергии, освобождаемой в виде тепла при адсорбции 2) разные тепловые эффекты химической реакции, происходящей на адсорбенте, например теплоту образования, теплоту диссоциации и т. д., и 3) теплоту активации, которая тесно связана со скоростью реакции и используется для оценки каталитического эффекта. Каждый из тепловых эффектов подчинен своим законам, а также имеется определенное соотношение между тепловыми эффектами в зависимости от изменений физических условий, при которых идет тот или иной адсорбционный каталитический процесс. Величина тепловых эффектов зависит от температуры. Было бы полезно при формулировке общего понятия величины энергии в адсорбционном катализе указывать на отдельные типы тепловой энергии. Общим для любого химического процесса при энергетической оценке реагирующей системы является деление энергии на потенциальную и кинетическую. [c.144]

Химический процесс, проводимый в реакторе, отличается от химической реакции тем, что он обычно сопровождается физическими явлениями переноса вещества (массопередачей) и протекает часто по сложному физико-химическому механизму. Поэтому в отличие от скорости химической реакции (микрокинетики) для его описания пользуются понятием общей скорости процесса (макрокинетикой). В этом случае совершенно необходимым становится знание не только механизма химического процесса, но и его макрокинетики и термодинамики, которые [c.457]

Со скоростью химической реакции связаны такие понятия, как молекулярность и порядок реакции. Под молеку-лярностью химической реакции подразумевают число молекул, принимающих участие в элементарном акте химической реакции. В зависимости от числа таких молекул химические реакции подразделяются на мономолекулярные, бимолекулярные, тримолекулярные и т. д. Общая схема мономолекулярной реакции и ее кинетическое уравнение записываются в виде [c.34]

Суммы по состояниям и их применение. Используем закон Больцмана в форме п<=Ле = для выяснения связи между свойствами, характеризующими отдельные молекулы (микроскопическими свойствами), и свойствами всей молекулярной системы в целом. В частности, в учении о скоростях химических реакций этот закон позволяет вычислить количество активных молекул и найти связь между скоростью реакции и энергией активации. Применение закона Больцмана для вычисления термодинамических функций приводит к оперированию с суммами по состояниям. Ввиду важности этого понятия мы изучим подробнее свойства сумм по состояниям и покажем, как они связаны с константами химических равновесий (ср. гл. И, 12). Пусть имеется некоторая молекулярная система, состоящая из молекул, причем общее число всех [c.69]

Разработка основных понятий химической кинетики, установление наиболее общих законов скоростей реакций (дифференциальных уравнений их скорости), классификация реакций по механизму (молекулярности) и способу их протекания. [c.21]

Состояние химической системы, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции, называется химическим равновесием. Последнее, как и термодинамическое равновесие, является истинным, но в отличие от него носит не статический, а динамический характер. Истинное химическое равновесие обусловлено не отсутствием процесса в системе, а полной компенсацией двух взаимно противоположных процессов. В зависимости от условий химическое равновесие может наступать при ничтожно малых концентрациях исходных веществ и при исчезающе малых концентрациях продуктов реакции. В первом случае реакция будет необратимой в прямом направлении, а во втором — в обратном. Между понятиями обратимая реакция и термодинамически сбратимый процесс нет ничего общего. Все реальные процессы, в том числе и обратимые химические реакции, являются термодинамически необратимыми процессами. О термодинамической обратимости той или иной реакции (обратимой или необратимой) можно говорить лишь с практической точки зрения. [c.244]

Бажнейшим понятием в химической кинетике является скорость образования компонентов реакции. В общем случае скорость химической реакции представляет собой сложную функцию состава реакционной смеси, давления и температуры. [c.66]

Понятие плотности распределения какой-либо величины (в нашем случае - порций потока) по какой-либо другой, непрерывно изменяющейся величине (по времени пребывания, по размерам частиц или по глубине химической реакции и т. п.) довольно сложное, поэтому полезно вспомнить о распределениях молекул по скоростям их движения (распределение Максвелла) и о распределении интенсивности излучения черного тела по длинам волн (распределение Планка), которые изучаются в курсе общей физики. [c.131]

Формально эти сечения вводятся в химической кинетике в полной аналогии с этими же понятиями в атомной или ядерной физике, а общий метод их расчета дается теорией молекулярных столкновений. В рамках качественных представлений сечение определенного процесса — это эффективная площадь мишени одного партнера по столкновению, в которую необходимо попасть другому партнеру для того, чтобы произошел этот процесс. Поскольку на рассматриваемом микроскопическом уровне процесс характеризуется квантовыми состояниями I и / реагентов и продуктов, а также относительной скоростью о, сечение а зависит от этих параметров, а = ац(у). Общая схема описания неравновесных реакций может быть представлена в следующем виде. [c.50]

В 1884 г. появилась книга Я. Ваит-Гоффа Очерки по химической динамике , Это одна из тех книг, которые, как вехи, отмечают главный нуть развития человеческого знания... Это одна из наиболее программных, наиболее содержательных классических КИНГ.., наметившая путь развития химической кинетики , В пей Я. Вант-Гофф дал классификацию реакций, введя понятия MOHO-, би-, три- и многомолекулярных реакций в зависимости от числа молекул, принимающих участие в реак1Ц1и. Ход химического превращения, — указывал Я. Вант-Гофф, — характеризуется исключительно числом молекул, при взаимодействии которых происходит превращение . Обозначив постоянную скорости реакции к как количество, превращающееся за одну минуту при концентрации, равной единице , Я. Вант-Гофф привел общую формулу скорости нормальной реакции [c.342]

Химическая кинетика изучает скорости химических реакций, а химическое взаимодействие заключается в перестройке связей в уже существующих молекулах и в образовании новых молекул с новыми связями, образующими новые вещества с новыми свойствами. Таким образом, процесс химической реакции и его скорость зависят от прочности уже сложивщихся связей в молекулах реагирующих веществ, и чем легче они возбуждаются, тем вероятнее их перестройка и больше общая скорость химической реакции. Реагирующие системы содержат обычно громадные числа отдельных молекул, взаимодействующих между собой в данном объеме, и поэтому общая скорость реакции — понятие статистическое и зависит от величины энергии возбуждения одного моля реагирующих веществ. [c.114]

Строго определить основное понятие химической кинетики — скорость химической реакции — отнюдь не тривиальная задача. Связано это с тем, что химический процесс в общем случае не удаётся адекватно описать ограниченным числом уравнений химических реакций, а можно только указать совокупность исходных веществ и продуктов. Широко известный японский фи-зикохимик Дзюро Хориути по этому поводу писал Утратив возвышенную функцию передачи механизма, химические уравнения остались просто выражением эквивалентных совокупностей веществ слева и справа от знака равенства в соответствии с сохранением атомов, подобно тому как курсы валют выражают сохранение ценностей (см. Проблемы физической химии. М. Госхим-издат. 1953). Например, для реакции окисления водорода кислородом [c.72]

В ходе химической реакции один (или несколько) компонентов превращается в другой (или несколько других) компонентов. Обычно компоненты, стоящие в левой части уравнения Аа, называют исходными веществами, а в правой части — конечными (или продуктами). Химические процессы, однако, всегда в той или иной степени обратимы, т. е. наряду с процессом Aj Aj всегда имеет место процесс Аа Aj. Поэтому понятия исходные и конечные вещества условны, а запись Aj А и физически, и математически полностью эквивалентна записи Аа Aj. Важнейшей характеристикой простой химической реакции является ее скорость, опредёляемая как изменение концентрации реагирующих компонент в единицу времени [15]. Для сложной химической реакции понятие скорость реакции также существует, однако оно не столь очевидно, как для простой реакции, поскольку в самом общем случае скорость сложного процесса не может быть выражена как явная алгебраическая комбинация концентраций компонентов и некоторых кинетических параметров. Если за интервал времени At — ti — tg количество молекул какого-либо компонента изменилось на [c.13]

В третьем издании курса рассмотрены вопросы, которые приобрели фундаментальное значение, но не затрагивались в прежних изданиях. В гл. III ( Элементарные химические реакции ) введен параграф, посвященный вычислению констант скоростей с помощью корреляционных соотношений, рассматриваемые типы элементарных реакций дополнены реакциями переноса электронов, лежащими в основе большого числа окислительно-восстановительных процессов. В параграфе, посвященном методу квазисгяционарных концентраций, подробно рассмотрена общая теория стационарных реакций, введено понятие маршрута и с этих позиций рассмотрены кинетические схемы основных типов сложных реакций — сопрялжнных, каталитических и цепных. [c.6]

Важнейшей количественной характеристикой протекания химической реакции во времени является скорость реакции. Понятие скорости реакции доллаю характеризовать количество вещества, вступающего в реакцию или образующегося в результате реакции в единицу времени. Так как в сложных реакциях между расходованием исходных веществ, накоплением промежуточных веществ и продуктов реакции может не существовать простых сгехиометрических соотношений, в общем случае следует говорить не о скорости химического процесса в целом, а о скорости по некоторому определенному компоненту. [c.35]

Важнейшей ко шчественной характеристикой протекания химической реакции во времени является скорость реакции. Понятие скорости реакции характеризует количество вещества, вступающего в реакцию или образующегося в результате реакции в единицу времени. Для гомофазного химического процесса, идущего при постоянном объеме, скоростью процесса по некоторому компоненту называется изменение концентрации этого компонента в единицу времени. Если же в процессе реакции происходит изменение объема реагирующей системы, то концентрация вещества оказывается связанной в этом слз ае не только с числом актов химического превращения, но и с тем, по какому закону изменяется объем системы. В общем слзд1ае это изменение может осуществляться произвольным образом. Эти вопросы изложены в 20.1.2. [c.56]

Общим для течения и химических реакций является переход тех или иных кинетических единиц (на молекулярном уровне) из одного равновесного состояния в другое, причем в обоих случаях в элементарных актах процессов преодолевается потенциальный барьер. Г. Эйринг, разработавший теорию абсолютшх скоростей реакции и перенесший ее основные представления на диффузионные процессы и течение жидкостей, широко пользовался понятиями свободного объема и дырок в жидкостях, но фактически за величину Р в уравнении (2.1) им принималась величина Р] . Соответственно в этой теории нахождение температурной зависимости вязкости сводится к определению числа возможных переходов молекулярно-кинетических единиц через потенциальный барьер при различных температурах. [c.122]

История вопроса. Течение химических реакций, их направление в ту или другую сторону, скорость и выход зависят не только от приро-лы реаги1рующих веществ, но и от количественного фактора — действующей массы реагирующих веществ и условий протекания реакций, в первую очередь от давления и температуры. Вскрытие общих законов, выявляющих эти зависимости, составляет задачу специального раздела физической химии — химической кинетики и учения о химическом равновесии и химическом сродстве. Исторически первым из комплекса понятий, относящихся к этим областям химической науки, явилось поня- [c.78]

Первая попытка вывести зависимость скорости реакции от электронного строения органических соединений принадлежит Кларке (1910), который изучал взаимодействие с пиридином галогенопроизводных углеводородов общей формулы КСНаХ. Кларке трактовал строение органических соединений с точки зрения электронных теорий, основанных на понятии ионной связи. Теория ковалентной связи при изучении названной зависимости была применена впервые Штарком (1915). Механизм химических реакций, предложенный [c.155]

Измерение скоростей и ускорений в механике служит для определения меры сил, но при атом скорости суть величины линейные, или пути, проходимые в единицу времени. Скорость химических превращений составляет понятие совершенно иного рода. Во-первых, скорости реакций суть величины масс вступивших в химические превращения во-вторых, эти скорости но могут быть иными величинами, как относительными. Следовательно, понятие, скорости" имеет в химии совершенно иной смысл, чем в механике. Общее в них только время. Если чрез di назовем элемент времени, а чрез ёд количество вещества, изменяющегося в этот элемент времени, то Частное (или производная) axjat будет выражать скорость реакции. Естественное допущение, сделанное как Гаркуром и Ессоном, так и раньше их (1850) Вильгельми (изучившим скорость превращения илн инверсии сахара при переходе его в глюкозу), состоит в том, что скорость эта пропорциональна количеству вещества, еще неизмененного, т.-е. dд /di = С(А — х), где С есть постоянный коэффициент пропорциональности и где чрез А означено количество вещества, взятого для реакции в тот момент, когда i —О и л = О, т.-е. при начале опыта, от коего считаются времена t и количества X измененного вещества. Интегрируя предшествующее равенство, [c.578]

История вопроса. Течение химических реакций, их направление в ту или другую сторону, скорость и выход продукта зависят не только от природы реагирующих веществ, но и от количественного фактора— действующей массы реагирующих веществ и условий протекания реакций, в первую очередь от давления и температуры. Вскрытие общих законов, выявляющих эти зависимости, составляет задачу специального раздела физической химии—химической кинетики и учения о химическом равновесии и химическом сродстве. Исторически первым из комплекса понятий, относящихся к этим областям химической науки, явилось понятие о химическом сродстве. В. И. Ленин указывал, что пока не умели приняться за изучение фактов, всегда сочиняли а priori общие теории, всегда остававшиеся бесплодными. Метафизик-химик, не умея еще исследовать фактически химические процессы, сочинял теорию о том, что такое химическое сродство. [c.116]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология