Механизм процесса и взаимосвязь его с кинетикой реакции

Объектом исследования химической кинетики является химический процесс превращения реагентов в продукты. Можно возразить, что химическая реакция является предметом исследования и ряда других химических дисциплин, таких как синтетическая и аналитическая химия, химическая термодинамика и технология. Следует отметить, что каждая из этих дисциплин изучает химическую реакцию в своем определенном ракурсе. В синтетической химии реакция рассматривается как способ получения разнообразных химических соединений. Аналитическая химия использует реакции для идентификации химических соединений. Химическая термодинамика изучает химическое равновесие как источник работы и тепла и т. д. Свой специфический подход к химической реакции имеет и кинетика. Она изучает химическое превращение как процесс, протекающий во времени по определенному механизму с характерными для него закономерностями. Это определение нуждается в расшифровке. Что именно в химическом процессе изучает кинетика Во-первых, реакцию как процесс, протекающий во времени, ее скорость, изменение скорости по мере развития процесса, взаимосвязь скорости реакции с концентрациями реагентов - все это характеризуется кинетическими параметрами. Во-вторых, влияние на скорость и другие кинетические параметры реакции условий ее проведения, таких как температура, фазовое состояние реагентов, давление, среда (растворитель), присутствие нейтральных ионов и т. д. Конечный результат таких исследований - количественные эмпирические соотношения между кинетическими характеристиками и условиями проведения реакции. В-третьих, в кинетике изучают способы управления химическим процессом с помощью катализаторов, инициаторов, промоторов, ингибиторов. В-четвертых, кинетика стремится раскрыть механизм хи- [c.15]

При теоретическом рассмотрении кинетических закономерностей сложных цепных реакций окисления приходится делать те или иные упрощения и рассматривать схематические модели этих реакций, сильно отличающиеся от реальных процессов. Упрощенные модели реакций, имея ряд преимуществ, не могут в то же время отразить все особенности кинетики окисления, обусловленные сложными внутренними взаимосвязями в таких реакциях. Поэтому для полного понимания механизма реакций окисления необходим анализ математических моделей сложных цепных реакций. Системы дифференциальных уравнений, описывающие кинетику сложных ценных вырожденно-разветвленных реакций, можно решить на электронно-счетных машинах. Был рассмотрен [30] ряд частных случаев для цепной вырожденно-разветвленной реакции с последовательным превращением четырех промежуточных продуктов одного в другой с учетом изменения состава радикалов по [c.321]

МЕХАНИЗМ ПРОЦЕССА И ВЗАИМОСВЯЗЬ ЕГО С КИНЕТИКОЙ РЕАКЦИИ [c.53]

Вопрос об истинности этих эффектов весьма существенен, потому что наличие их означало возможность изменений энтропии активации в широких пределах, при сохранении той же конфигурации активированных комплексов, требуемой условием неизменности кинетики и механизма процессов [168]. Такое обстоятельство заставляет относиться к рассматриваемой проблеме с большой тщательностью, в частности к возможной физической природе компенсационных эффектов. С этой целью рассмотрим некоторые интерпретации компенсационных эффектов, обсуждавшиеся в последнее время, в их взаимосвязи с теорией абсолютных скоростей реакций. [c.109]

Механизмы практически важных электродных реакций, которые имеют место, например, при электроосаждении и анодном растворении металлов, при электросинтезе или электроанализе различных неорганических и органических веществ, очень сложны и часто включают несколько электрохимических и химических стадий. Прежде чем обсуждать кинетику и механизм сложных электродных реакций, необходимо рассмотреть взаимосвязь между скоростью электродного процесса, потенциалом электрода и концентрациями реагирующих веществ для простой электродной реакции, которая включает одну электрохимическую стадию и не осложнена химическими реакциями. [c.104]

Сформулированный Баландиным принцип энергетического соответствия рассматривает взаимосвязь энергии активации на разных катализаторах с величинами энергий возникающих и разрывающихся в данной реакции связей. Такая зависимость при неизменном механизме и кинетике реакции описывается вулкано-образными кривыми с максимумами, соответствующими теплоте образования промежуточных соединений, равной половине теплового эффекта реакции. Баландиным и его сотрудниками приводятся многочисленные случаи выполнения таких корреляций. Отсутствие точных экспериментальных кинетических данных, как и величин энергий связей, существенно ограничивает надежность такой проверки. В этой форме ограниченность принципа энергетического соответствия обусловлена и тем, что он не учитывает ряд факторов, в частности, влияние условий процесса [17, 46]. В более общей форме принцип можно выразить в виде линейного соотношения энергий Гиббса, указывающего на соответствие максимальной в данных условиях скорости процесса оптимуму прочности промежуточных соединений. Разумеется, рассматриваемые соотношения выполняются лишь с известной степенью приближенности. Изменения энергии Гиббса в них охватывают лишь энтальпийные, но не энтропийные слагаемые. [c.241]

Изучение динамических свойств биологических систем способствует лучшему пониманию взаимосвязей между их структурой, функцией и механизмом действия. Первичная цель таких исследований заключается в том, чтобы определить кинетические закономерности изучаемой системы и, таким образом, установить кинетический механизм процесса и характеризующие его параметры. Для последовательных мономолекулярных реакций решение уравнений скорости возможно, в то время как при анализе даже простых схем, включающих бимолекулярные стадии, возникают значительные трудности. В случае ферментативных реакций, которые являются наиболее хорошо изученными кинетическими системами, уравнения скорости обычно получают в упрощенной форме, используя принцип стационарности, когда предполагают, что каждая форма фермента находится в стационарном состоянии. На основании исследований стационарной кинетики в понимании механизма действия ферментов достигнуты значительные успехи. [c.81]

Сложные превращения веществ в реакциях изомеризации и рас-щеп.тения во многих случаях удовлетворительно объясняются соотношением радикальных и ионных. реакций. Изменением состава и свойств катализаторов уже возможно усиливать их способность ускорять либо ионные, либо радикальные превращения. Однако стройной и законченной системы взаимосвязи состава и свойств гидрирующих катализаторов с их активностью и селективностью нет. Во многих случаях эмпирически найденные весьма активные катализаторы не изучены даже настолько, чтобы судить об их химическом и фазовом составах. Это направление исследований — изучение взаимосвязи свойств катализаторов с механизмом и кинетикой протекающих в их присутствии реакций — является ключевым для создания новых гидрогенизационных процессов, в том ч сле процессов гидроочистки нефтей и нефтяных остатков и более селективных процессов гидрокрекинга. [c.336]

Будет, однако, неоправданным считать, что механизм ферментативных реакций—это прямое развитие представлений обычного катализа, так как все ферменты являются белками, т. е. веществами высокомолекулярной природы, и их действие обычно строго специфично. Представляется возможным, что эти две особенности ферментов взаимосвязаны и что более глубокое исследование кинетики ферментативных реакций обнаружит такие особенности механизма, которые смогут объяснить как необходимость больших размеров молекул, так и высокую специфичность их действия. Данный раздел в основном будет посвящен описанию одной ферментативной реакции, когда изучение влияния pH на ход процесса привело по крайней мере к частичному разрешению поставленной проблемы. [c.721]

В современной гальваностегии важную роль играют растворы комплексных солей металлов, применяемые для нанесения целого ряда широко распространенных покрытий. Однако серьезным препятствием для эффективного усовершенствования технологии электроосаждения металлов из таких растворов является ограниченность сведений о механизме реакций, протекающих при выделении металла из комплексных ионов, а также о взаимосвязи между кинетикой процессов и свойствами осаждаемых покрытий. Данная монография, по замыслу автора, предназначена для заполнения в некоторой степени указанного пробела в области теории и практики электроосаждения металлов. В ней обобщены [c.5]

Технологические процессы получения пленкообразующих веществ многочисленны и разнообразны. Необходимой предпосылкой для их понимания и управления ими является знание механизма и кинетики соответствующих реакций синтеза. В связи с этим авторы сделали попытку уделить особое внимание рассмотрению основных химических и кинетических закономерностей и механизмов реакций синтеза полимеров и пленкообразующих веществ, постоянно подчеркивая их тесную взаимосвязь и подчиненность основным положениям органической химии, химии высокомолекулярных соединений и физической химии. [c.7]

Материал расположен так, чтобы сначала познакомить читателя с теорией фотохимии и ее взаимосвязью с оптикой, спектроскопией, кинетикой и т. д. последующее рассмотрение первичных фотофизических и фотохимических процессов проводится, как правило, на основе этих теоретических представлений. Вследствие большого объема материала и в целях соблюдения краткости изложения авторы при обсуждении фотохимических реакций в первых пяти главах) старались ограничиться лишь вопросами природы первичных процессов. Вместе с тем в гл. 5 затронуты и межмолекулярные реакции возбужденных молекул, а также проблемы фотохимического синтеза и механизма реакций. [c.7]

Гордеев С. Я-, Б р о в и к о в В. Н., Михеев В. Н. О взаимосвязи изменения диэлектрических потерь с механизмом термохимических процессов. — Тезисы докладов 4-го Всесоюзного совещания по кинетике и механизму химических реакций в твердой фазе , Свердловск, 1971, с. 14—15. [c.97]

Успехи, достигнутые в области рентгеноструктурного анализа, кинетики переходных процессов и химического катализа за последние 20 лет, в корне изменили наши представления о ферментативном катализе и механизме действия ферментов. Данная монография представляет собой краткий обзор последних достижений в этой сфере и адресована студентам и аспирантам, уже прослушавшим соответствующие курсы по химии и биохимии. В книге в теоретическом и методологическом аспектах рассматриваются два вопроса природа взаимодействия между ферментом и его субстратами, обусловливающего ферментативный катализ и специфичность действия фермента, и взаимосвязь между структурой фермента и механизмом ферментативного процесса. Обсуждаются экспериментальные подходы, позволяющие проводить прямые исследования ферментов на молекулярном уровне. Большое внимание уделяется, например, исследованию ферментативных реакций в предстационарных условиях, когда ферменты используются в концентрациях, сопоставимых с концентрациями субстратов, и можно непосредственно наблюдать за промежуточными фермент-содержащими соединениями. Кратко освещены проблемы взаимодействия ферментов с несколькими субстратами в стационарных условиях, а также некоторые вопросы химии коферментов и кофакторов. [c.9]

Таким образом, в настоящее время при рассмотрении реакций анодного окисления органических веществ в том или ином виде предполагается наличие взаимосвязи между адсорбцией и кинетикой процессов. Поэтому изучение закономерностей адсорбции органических веществ позволяет глубже разобраться в механизме электродных реакций. [c.320]

Полученные результаты нельзя было использовать для изучения режимов, отличающихся от основного варианта производства, так что модель оказалась неадекватной процессу. Дальнейшее мо-делирование было отложено до окончания трехмесячных производственных испытаний реактора. По результатам этих испытаний обнаружилось присутствие компонентов, которых не было ни в одной модели механизма кинетики реакций, и дальнейший поиск модели кинетики был прекращен. Вместо этого была разработана модель линейной регрессии (связывающая выходные составы с входными), которая и была использована при последугощем моделировании. Подробности изложены в работах [58, 89]. На этом примере проиллюстрированы трудности получения надежных данных, взаимосвязь между моделями и сбором данных и изменение стратегии моделирования в соответствии с имеющимися данными. [c.314]

С 30-х годов XX в. исследования горения окиси углерода проводились в основном в двух аспектах. Одни исследователи (Пасса-уэр, Ян, Хитрин, Файок, Соколик) изучали влияние малых добавок активных веществ — НгО и Нг и различной степени подогрева горючего газа и окислителя (воздуха) на скорость нормального распространения пламени (с использованием горелки Бунзена, бомб постоянного объема или давления). Другие (Семенов и Кондратьев с сотр., Хиншелвуд, Льюис и Эльбе, Гейдон) с использованием методов спектроскопии и т. п. изучали главные закономерное /и низкотемпературного воспламенения смесей окиси углерода с кислородом, зависимости пределов воспламенения от состава смесей, давления и температуры ими исследовались также кинетические характеристики элементарных химических реакций с участием активных частиц — атомов и радикалов, которые, как было установлено, способствуют значительному ускорению реакций в пламенах. Было также в основном установлено наличие взаимосвязи между макрокинетическими закономерностями и механизмом и кинетикой процесса с участием элементарных реакций. [c.89]

Значительная экзотермичность процессов окисления горючего может привести к возникновению в камерах сгорания локализованных зон реакций, распространяющихся в окружающей их непрореагировавшей смеси. Различают два механизма такого распространения — дефлаграцию и детонацию. При дефлаграции фронт пламени распространяется с дозвуковой скоростью инициирование реакции при этом осуществляется посредством диффузии активных центров и теплопроводности. При детонации фронт пламени распространяется со сверхзвуковой скоростью, причем инициирование реакции происходит вследствие газодинамического ударного сжатия и нагрева, а выделяющаяся теплота реакции подпитывает ударную волну и обеспечивает режим самоподдержания реакции. В обоих случаях распространение фронта реакции определяется сильной взаимосвязью химической кинетики и газовой динамики. [c.31]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология