Зависимость скорости простой химической реакции от давления

Развитие представлений о кинетике химических реакций. Классическая кинетика, основываясь на законе действующих масс и на законе распределения Максвелла — Больцмана, создала фундаментальные -количественные зависимости скорости протекания химических реакций от таких основных параметров, как концентрация реагирующих веществ, температура и давление процесса. При этом сохранялось представление о чисто молекулярном механизме протекания реакций, описываемом обычными стехиометрическими уравнениями. Установленные количественные зависимости были подтверждены многими экспериментальными наблюдениями. Вместе с тем одновременно накапливались и такие экспериментальные факты, которые эти зависимости уже не в состоянии было описать. Наблюдались химические реакции, протекавшие или значительно медленнее, или значительно быстрее, чем это вытекало из установленных соотношений. Понадобилось дальнейшее развитие кинетических представлений, отчасти связанных с некоторой детализацией простейшего молекулярного механизма, а в основном—с переходом на так называемый цепной механизм реакций, в котором основную роль играют [c.53]

Химическая кинетика изучает закономерности протекания во времени и механизм химических реакций, а также зависимость скорости реакций от различных факторов концентрации реагирующих веществ, температуры, давления, присутствия катализаторов, воздействия проникающего излучения и др. Целью такого изучения является установление механизма реакции, т. е. совокупности элементарных реакций, ведущих от исходных веществ к продуктам, и выяснение возможности регулирования скорости их протекания. Задачи эти весьма сложны, ибо даже в случае сравнительно простых реакций выявление элементарного акта может представлять значительные трудности. [c.246]

Название книги Влияние растворителя на скорость и механизм химических реакций у представителей различных специальностей вызывает разные ассоциации. Физикохимик вспомнит о влиянии растворителя на характер зависимости скорости реакций от диэлектрической проницаемости, вязкости, внутреннего или внешнего давления. Специалист по физической органической химии задумается о таких свойствах растворителя, как кислотность, основность, способность к образованию водородных связей, электроотрицательность и способность к сольватации, а также о связи структурных эффектов со свойствами растворителя. Для химика-органика, в строгом смысле слова, растворитель — это просто среда, в которой образуются интересующие его продукты, а интересует его прежде всего растворимость реагентов и продуктов в этой среде. При выборе растворителя химик-органик может руководствоваться тем, насколько легко можно за разумное время получить относительно чистый продукт методом экстракции или иных процедур. [c.7]

Выше было рассмотрено влияние давления на рав-новесие и скорость химических реакций. При этом в ряде случаев возникала необходимость истолкования результатов исследований сложных процессов (в частности, в разделе, посвященном кинетике гомогенных и гетерогенно-каталити-ческих газовых реакций). Состав продуктов сложных процессов может претерпевать существенные изменения в зависимости от применяемого давления. Так, повышение давления при полимеризации ненасыщенных соединений не только ускоряет этот процесс, но и приводит во многих случаях к увеличению молекулярного веса образующихся полимеров. Увеличение давления при изосинтезе обусловливает образование, наряду с углеводородами, также значительных количеств кислородсодержащих соединений. Число подобных примеров может быть легко умножено. Естественно, что состав продуктов сложных процессов определяется равновесием и скоростью составляющих их простых реакций. [c.294]

Для этой цели создаются новые катализаторы с прекрасным дизайном. Катализатор, будучи загруженный в реактор, должен работать на получение целевого продукта. Для того, чтобы выполнить задачи математического моделирования и оптимизации работы реактора, необходимо знание скоростей химических превращений на данном катализаторе. Другими словами, мы должны иметь математическое выражение, представляющее в явной форме зависимость скорости реакции от переменных состояния (концентраций, парциальных давлений, парциальных фугитивностей, температуры, давления), изменяющихся в ходе реакции в реакторе. Эти уравнения называем математической моделью кинетики или просто кинетической моделью. [c.67]

Однако при простой абсорбции, не осложненной химической реакцией, повышение температуры вызывает уменьшение движущей силы р—Рр, так как равновесное давление газа р над раствором данной концентрации увеличивается. Обобщая влияние температуры на скорость простой абсорбции, мы приходим к выводу, что при возрастании температуры скорость процесса может и увеличиваться и уменьшаться в зависимости от того, какой из факторов, зависящих от температуры, будет преобладать. [c.105]

Известно, что всякое химическое превращение происходит с некоторой скоростью, величина которой находится в зависимости от масс реагирующих веществ, от температуры их. давления, под которыми они находятся в момент взаИ(Модействия, и от других воздействий. Среди всех внешних влияний на скорость реакций, одно, давно привлекшее внимание химиков, это—-влияние, оказываемое на ход реакций посторонними веществами, присутствующими в массе реагирующих веществ. Влияние это оказывается простым прикосновением, контактом постороннего вещества с реагирующими веществами. Вещества эти, своими присутствием и прикосновением ускоряющие течение реакции, не изменяются хи мически и по окончании реакции они имеют тот же вес, который они имели до своего вхождения в контакт с реагирующими веществами. Их называют катализаторами, а явление, ими вызываемое, катализом. [c.104]

Изучение способности того или иного газа поддерживать скорость мономолекулярной реакции используется как метод определения скорости передачи энергии от одних молекул другим. При давлении Р константа скорости разложения вещества А равна k . На рис. 39 приведена предварительно определенная зависимость относительных значений констант скорости( к/ков) распада вещества А от давления. При добавлении химически инертного газа В, давление которого равно Р, константа скорости разложения А увеличивается от к до к . Тогда по сравнению с А относительная эффективность вещества В в передаче энергии веществу А выразится отношением (Р ,—PJ/P. Выбрав, далее, кинетические диаметры столкновений, можно перейти и к оценке относительной эф фективности соударений (табл. 20). На основании данных табл. 20 можно сделать вывод, что эффективность процесса передачи энергии тем больше, чем сложнее молекула, однако скоро достигается предел эффективности, за которым не происходит ее дальнейшего увеличения с усложнением молекулы. Поэтому, возможно, правильно предположение теории мономолекулярных реакций об обмене энергией в каждом соударении молекул не слишком простого строения. Поскольку колебательно возбужденная, т. е. активированная двухатомная молекула в среднем существует в течение г 0 сек, соответственно периоду колебания, а промежуток времени между столкновениями при Р = [c.163]

В рамках этой модели находят простое и естественное объяснение многие качественные особенности кинетики радикальных реакций в твердых полимерах чувствительность кинетики к структуре и морфологии полимера и таким внешним воздействиям (давлению, ориентации, деформации, отжигу, добавкам низкомолекулярных веществ и т. д.), которые изменяют физическую структуру полимера и его релаксационные свойства. Эта модель объясняет многочисленные экспериментальные проявления связи химической кинетики с кинетикой молекулярных движений низкие значения констант скорости и более высокие энергии активации реакций в твердой фазе по сравнению с газо- и жидкофазными реакциями, зависимость констант скорости от морфологии полимера, кинетическая неэквивалентность химически тождественных радикалов, полихроматическая кинетика, компенсационный эффект. [c.144]

Реакция полимеризации, как известно, представляет собой многостадийный процесс, элементарные акты которого, как будет показано ниже, по разному изменяются с давлением. Несмотря на это, зависимость общей скорости полимеризации от давления удобно характеризовать величиной АУпол" , которая вычисляется по уравнениям (6) и (7), аналогичным формулам (4) и (5), выведенным для простой химической реакции [c.320]

Из уравнения (157) следует, что рекомбинация ионов в некоторых случаях существенно влияет на кинетику радиационно-химических реакций. Вместе с тем, как это видно из уравнений (156) и (157), кинетика радиационных реакций, в которых играют роль такие процессы, как рекомбинация, перезарядка и т. п., в общем случае не может быть описана уравнениями простого вида. Энергия активации таких реакций, вычисляемая по уравнению Аррениуса из температурной зависимости скорости реакции, также, очевидно, может являться величиной, сложно зависящей от концентраций или давления, т. е. не является характерной кинетической констаятой. [c.185]

Константа скорости химической реакции к является функцией температуры, а для некоторых типов реакций (например, для мономолекулярного распада при высоких давлениях) - такэке и от давления. Для жидкофазных реакций к может зависеть от среды (растворителя). Наиболее простую и распространенную зависимость константы скорости химической реакции от температуры дает формула Аррениуса kf T) = ехр (- д КТ) и ее обобщения [c.158]

До недавнего времени считалось, что в процессах газофазного горения разветвленно-цепной механизм играет существенную роль только при давлениях, которые в сотни раз ниже атмосферного давления (см. например, [14—17]). При рассмотрении закономерностей горения химический процесс представляли в виде простой одностадийной, и очень редко - двухстадийной реакции. Температурной же зависимости скорости процесса приписьшали аррениусовскую функцию. Критическими давлениями цепного воспламенения считали только два нижних предела, лежащих на два порядка ниже атмосферного давления, и при графическом изображении области цепного воспламенения указывали только узкую область между этими пределами (например, [18-20]). Одной из наиболее часто встречающихся форм отрицания роли цепной лавины в газофазном горении при сколько-нибудь заметных давлениях, в том числе близких к атмосферному давлению, является утверждение о хорошем согласии тех или иных отдельно рассматриваемых характеристиках горения, рассчитанных без учета цепного механизма, с результатами эксперимента. Действительно, утверждение о хорошем описании эксперименталь- [c.40]

Иначе говоря, во многих случаях правильнее идти от простых кинетических моделей к более сложным, а не наоборот, как в рассмотренных выше примерах. Для этого в ферментативной (и в общем случае в химической) кинетике существуют три уровня исследований. На первом из них рассматривают концентрации исходных соединений и продуктов реакции в зависимости от времени. На втором уровне рассматр.ивают зависимости уже скоростей реакций от концентрации субстратов, продуктов, ингибиторов, активаторов и других эффекторов. Наконец, на третьем уровне рассматривают зависимости тех же скоростей реакций, но уже от условий — pH, температуры, ионной силы, давления, диэлектрической проницаемости и т. д., а также от структуры реагирующих веществ. Первые два уровня необходимы для выяснения кинетического механизма реакции и выявления соответствующей кинетической схемы и в целом все три уровня служат для выявления химического механизма реакции. Следует отметить, что для реакций, катализируемых лизоцимом, исследования на любом из этих уровней явно недостаточны для подведения сколтжо-пибудь значительных итогов, в том числе и в отношении кинетической схемы реакции. [c.186]

Сопоставление экспериментальных результатов с различными возможными выражениями для константы скорости диссоциации, полученными с помощью простой модели, позволяет сделать несколько фундаментальных выводов. Квазистационарный режим реакции, как правило, достигается за время, меньшее времени разрешения экспериментальной установки. Предквази-стационарный режим наблюдается только при очень высоких температурах для нескольких двухатомных молекул. Во всех других случаях распад происходит с не зависящей от времени константой скорости ее не следует путать с константой, характерной для окончательного приближения к химическому равновесию, когда с диссоциацией начинает конкурировать рекомбинация. В области малых давлений переходы между низкими колебательными уровнями несущественны и скорость реакции определяется переходами между уровнями, лежащими вблизи энергетического порога реакции. В противном случае надо было бы ожидать совершенно иных температурных зависимостей констант скоростей по сравнению с теми, которые фактически наблюдались в эксперименте. Эффективное узкое горло диссоциации может смещаться в пределах нескольких колебательных уровней, лежащих неподалеку от энергетического порога реакции, но должно располагаться вблизи энергии диссоциации Ео. Установлено, что в области высоких давлений иногда лимитирующими являются медленные внутримолекулярные процессы, например запрещенные электронные переходы. Однако чаще всего скорость реакции определяется процессом перехода через конфигурацию активированного комплекса при значительных удлинениях разрываемой связи. Более полное рассмотрение этого вопроса дано в разд. 1.8. [c.61]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология