Основные законы протекания химических реакций

Методы физико-химического исследования. Основные методы физической химии, естественно, являются методами физики и химии. Это—прежде всего экспериментальный метод—исследование зависимости свойств веществ от внешних условий и экспериментальное изучение законов протекания химических реакций во времени и законов химического равновесия. [c.20]

Основные положения формальной кинетики — принцип независимости протекания химических реакций, условие материального баланса, а также метод стационарных концентраций Боденштейна — остаются в силе и для реакций в растворах. Основной закон химической кинетики для реакций в растворах обычно записывается в той же форме, как и для реакций, протекающих в газовой фазе [c.592]

Основное внимание физическая химия уделяет изучению законов протекания химических реакций. В связи с этим, в первую очередь, необходимо изучение условий равновесия химических реакций и зависимости их направления от таких параметров, как температура, давление, концентрация. Это является предметом химической термодинамики. Скорости, с которыми совершаются химические превращения, и причины, приводящие к ускорению или замедлению реакций, изучает химическая кинетика и катализ. Большое место в физической химии занимает изучение строения атомов и молекул и состоящих из них жидкостей и твердых тел. Все возрастающее значение приобретает в последние десятилетия физическая химия процессов, развивающихся на поверхностях жидкостей и твердых тел, например смачивание, адсорбция. Эти процессы особенно важны для систем с высокоразвитой поверхностью, таких, например, как туманы, активные угли с огромной внутренней поверхностью, характеризующейся большим числом микроскопических пор и каналов. Это направление физической химии стало самостоятельной наукой — коллоидной химией. [c.12]

Физическая химия раскрывает существо химических процессов. Химические реакции связаны с разнообразными физическими процессами теплопередачей, поглощением или выделением тепла, поглощением или излучением света, электрическими явлениями, изменением объема и др. В химических реакциях всегда осуществляется тесная связь физических и химических явлений изучение этой взаимосвязи — основная задача физической химии. Главное внимание в физической химии уделяется исследованию законов протекания химических процессов, состояния химического равновесия, изучению строения и свойств молекул, что позволяет решать основную задачу физической химии — предсказание хода химического процесса и конечного результата. Это приводит к возможности управления химическим процессом, т. е. к обеспечению наиболее быстрого и полного, наиболее оптимального проведения реакций. [c.6]

Основные законы протекания химических реакций [c.26]

В которой реагенты и А , взаимодействуя, дают продукты А, и A4, которые, в свою очередь взаимодействуя между собой, превращаются в исходные реагенты Ai и А . По принципу независимости протекания химических реакций скорость прямой и обратной реакций выразим по основному закону кинетики, рассматривая каждую реакцию как простую одностороннюю реакцию второго порядка [c.543]

Исходный реагент одновременно превращается в продукты реакции Аа, Аз и А 4 со скоростями и г . По принципу независимости протекания химических реакций каждую скорость можем выразить согласно основному закону кинетики [c.545]

Реакция комплексообразования углеводородов с карбамидом и тиокарбамидом подчиняется общим законам течения химических реакций, вследствие этого на равновесии и скорости ее протекания, а следовательно, и на эффективности разделения углеводородных смесей при помощи реакции комплексообразования сильно сказываются условия проведения реакции. Считают, что реакция комплексообразования протекает через следующие основные стадии 1) карбамид (твердый) карбамид (раствор) 2) к-парафины (твердые или жидкие) к-парафин (раствор) 3) карбамид (раствор) -парафин (раствор) комплекс (раствор) 4) комплекс (раствор) [c.63]

Химическая коррозия подчиняется основным законам чисто химической кинетики гетерогенных реакций и относится к случаям коррозии, не сопровождающейся возникновением и протеканием электрического тока. При этом продукты коррозии образуются непосредственно на всем участке поверхности металла, находящемся в контакте с агрессивной средой. С химическим механизмом протекают следующие виды процесса коррозии [c.7]

Реакция комплексообразования углеводородов с карбамидом и тиокарбамидом подчиняется общим законам течения химических реакций, вследствие этого на равновесии и скорости ее протекания, а следовательно, и на эффективности разделения углеводородных смесей при помощи реакции комплексообразования сильно сказываются условия проведения реакции. Считают, что реакция комплексообразования протекает через следующие основные стадии. [c.88]

В области соприкосновения физики и химии возник и успешно развивается сравнительно молодой из основных разделов химии — физическая химия. Предвиденная еще М. В. Ломоносовым, она окончательно оформилась лишь в последней четверти XIX в. в результате успешных попыток количественного изучения физических свойств химических веществ и смесей, теоретического объяснения молекулярных структур. Экспериментальной и теоретической базой этого послужили работы Д. И. Менделеева (открытие периодического закона, разработка гидратной теории растворов), Вант-Гоффа (термодинамика химических процессов, исследование химического равновесия), С. Аррениуса (теория электролитической диссоциации), В. Оствальда (закон разбавления) и т. д. Предметом ее изучения стали общетеоретические вопросы, касающиеся строения и свойств молекул химических соединений, процессов превращения веществ в связи с взаимной обусловленностью их физическими свойствами, изучение условий протекания химических реакций и совершающихся при этом физических явлений. Ныне это разносторонне разветвленная наука, тесно связывающая физику и химию. [c.87]

В практике горного дела необходимо учитывать многие химические реакции. Так, воздействие влаги на каменный уголь, хранящийся на воздухе, может привести к самовозгоранию. Поэтому при создании многих промышленных процессов необходимо знать условия и направление протекания тех или иных химических реакций. Как и все явления природы, химические реакции сопровождаются изменениями энергии, например выделением или поглощением тепла, излучением и т. п. Поэтому законы, определяющие течение химических превращений, связаны с законами превращения энергии. Эти законы составляют предмет особой науки — термодинамики. Ее приложение к химии называется химической термодинамикой. Основные законы термодинамики вытекают из многовековой практики человечества. Ее первый закон устанавливает невозможность создания машины, которая производила бы работу без затраты энергии —так называемого вечного двигателя первого рода. Второй закон термодинамики указывает на невозможность существования вечного двигателя второго рода, т. е. периодически действующей машины, которая производила бы работу за счет охлаждения окружающей среды. Такая машина могла бы, например, использовать неограниченные запасы энергии морей и океанов. [c.14]

В предыдущих главах при изложении термодинамики всегда рассматривался ансамбль многих молекул, т. е. была принята макроскопическая точка зрения. В основу изучения систем были положены основные законы термодинамики, которые характеризуют энергетический баланс (I закон) и определяют направление протекания химической реакции (П закон). Существенное значение имели и представления о функциях состояния системы. Воз-, никает вопрос как термодинамические функции состояния связаны с энерге- [c.290]

Неорганическая химия неотделима от общей химии. Исторически при изучении химического взаимодействия элементов друг с другом были сформулированы основные законы химии, общие закономерности протекания химических реакций, теория химической связи, учение о растворах и многое другое, что составляет предмет общей химии. Таким образом, общая химия изучает теоретические представления и концепции, составляющие фундамент всей системы химических знаний. [c.7]

Быстрые реакции введение. В предыдущих параграфах изложены основные принципы и рассмотрены типичные примеры той части физической химии, которую можно было бы назвать классической кинетикой реакций. В основном эти принципы и примеры, на которых проверялась их действенность, относились к реакциям, медленно развивающимся в направлении равновесного состояния. Интересно отметить, например, что в реакции водорода с бромом, детально изученной Боденштейном и Линдом [8], наибольшие скорости реакции наблюдались этими авторами в их классическом исследовании в течение 25 минут. Очевидно, что такие медленные процессы представляют реальный интерес для реактивной техники, где время протекания химических реакций измеряется миллисекундами, только в том случае, если выводы, следующие из классической кинетики медленных процессов, неносредственно применимы к химической кинетике быстрых реакций ). Вопрос о том, в какой мере накопленные по кинетике медленных реакций данные могут быть экстраполированы без каких-либо изменений на область процессов, протекающих с большими скоростями, должен стать предметом дальнейшего изучения и исследования. Коротко говоря, необходимо выяснить, можно ли закон Аррениуса или другие закономерности классической кинетики применять в тех случаях, когда время реакции измеряется долями секунды, а не минутами и часами Имеются ли факторы, несущественные [c.136]

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]

Как правило, схема процессов абсорбции углеводородов сравнительно проста. При первичном процессе какие-либо основные или побочные химические реакции не протекают часто вполне применимы уравнения равновесия между паром и жидкость)о, выведенные из законов для идеальных растворов. Поскольку массообмен в этих случаях не усложняется протеканием химических реакций в жидкой фазе, проектные расчеты могут основываться на обычных концепциях коэффициента абсорбции и теоретической тарелки. Важнейшим осложняющим фактором при расчете абсорбционных установок для выделения углеводородных продуктов часто является присутствие весьма многочисленных компонентов. Это не только чрезвычайно сильно усложняет вычисления, но и вызывает необходимость располагать обширными данными по равновесиям для этих многочисленных компонентов. Равновесные данные для сравнительно простых смесей парафиновых углеводородов, встречающихся при процессах абсорбции природного газа, подробно рассматриваются в литературе. Методика расчета таких установок вполне установилась и с достаточной полнотой изложена в ряде руководств [39—41]. Кроме того, в коксовом газе наряду с азотистыми, сернистыми и кислородными соединениями содержатся многочисленные циклические углеводороды и поэтому методика расчета установок для выделения углеводородов из таких газовых систем разработана несколько меньше. Поскольку удаление нафталина является важной фазой очистки каменноугольного газа, используемого в качестве бытового топлива (вследствие частого образования твердых [c.371]

Однако химические превращения происходят во времени с различными скоростями выхода продуктов реакции и выделения (или поглощения) тепловой энергии. Научиться управлять такими процессами очень важно. Основные количественные характеристики химического превращения, такие, как скорость протекания реакции, скорость расходования"исходных веществ и скорость выделения (или поглощения) энергии в форме теплоты нельзя изучить, используя только фундаментальные законы и термодинамические соотношения, предназначенные для статических условий. Они рассматриваются в специальном разделе физической химии или в самостоятельном курсе, который называют химической динамикой или химической кинетикой. Химической кинетикой называется учение о законах протекания химических превращений во времени, о скоростях реакций и их механизмах. [c.164]

Начало систематических исследований скорости химических превращений положено работами Н. А. Меншуткина в конце 70-х годов XIX в. Е 80-х годах Я. Вант-Гофф и С. Аррениус сформулировали основные законы, управляющие протеканием простых химических реакций, и дали трактовку этих законов, исходя из молекулярно-кинетической теории. Дальнейшее развитие этих работ привело к созданию в 30-х годах XX в. Г. Эйрингом и М. Поляни на базе квантовой механики и статистической физики теории абсолютных скоростей реакций, открывающей перспективы расчета скоростей простых (элементарных) реакций, исходя из свойств реагирующих частиц. [c.3]

В 1836 г. профессор Петербургского горного института Г. И. Гесс установил основной закон термохимии, носящий его имя. Предположим, что реакция, переводящая набор исходных веществ, находящихся в определенных состояниях, в набор конечных веществ, также находящихся в определенных состояниях, может протекать по нескольким различным путям, т. е. через различные стадии и промежуточные состояния. Так как суммарный тепловой эффект многостадийного процесса равен сумме тепловых эффектов отдельных стадий, то для каждого пути протекания сложной реакции можно рассчитать суммарный тепловой эффект. Для таких реакций Г. Гесс эмпирически установил, что суммарные тепловые эффекты для всех мыслимых путей превращения одинаковы. Закон Гесса формулируется следующим образом если система из данного исходного состояния изохорно-изотермически или изобарно-изотермически переходит в результате химических реакций, протекающих различными путями, в одно и то же конечное состояние, то суммарный тепловой эффект по различным путям одинаков. [c.74]

Первое начало термодинамики — закон сохранения энергии — рассматривает уже свершившиеся процессы, но не указывает н а-правление процесса химической реакции, ее возможность и полноту протекания, а это представляет собой основную задачу при исследовании любого процесса, особенно высокотемпературного. [c.145]

Статистический закон распределения энергии. Протекание любых химических реакций, в том числе и реакций горения, должно подчиняться основным химическим закономерностям и в первую очередь — закону действующих масс. Однако чересчур прямое, упрощенное приложение этих закономерностей далеко не всегда дает возможность правильно описать механизм сложных явлений, в которых нас интересует прежде всего скорость процесса, зависящая от ряда особенностей в свойствах реагирующих веществ и в создаваемых режимных условиях. Химические превращения одних молекул в другие происходят не изолированно с каждой молекулой (или с небольшой группой молекул) в отдельности, а в огромном сборище находящихся в тепловом движении молекул, несущих различные энергетические заряды ( медленные и быстрые молекулы), и через взаимные столкновения, непрерывно воздействующие на распределение энергии в общей массе по закону Максвелла—Больцмана. Согласно этому закону, если общее число столкновений молекул равно х , а относительное число молекул, несущих энергии и. будет соответственно равно [c.48]

Все геохимические и металлургические процессы суть процессы химические. Поэтому геолог, инженер-металлург и инженер-химик-технолог обязаны знать и использовать в своей работе основные законы химической термодинамики, которые позволяют предсказывать возможность протекания различных процессов, устанавливать пределы их протекания, оценивать влияние различных факторов на выход полезного продукта, рассчитывать тепловые эффекты реакций, минимальные затраты тепловой и электрической энергии на единицу продукции и т, п. Сегодня разработка любого технологического процесса, любое серьезное научное исследование в области химической технологии или металлургии должны предваряться термодинамическим обоснованием принципиальной возможности их осуществления. [c.303]

На восходящем участке кривой скорость реакции, согласно закону действующих масс, пропорциональна температуре, хотя, в отличие от тривиальных химических реакций, скорость ферментативных процессов обусловлена такими факторами, как влияние температуры на стабильность ферментов, скорость распада фермент-субстратного комплекса, сродство фермента к субстрату и др. Нисходящая ветвь кривой обусловлена в основном денатурацией фермента и, как следствие, дезинтеграцией его активного центра. Исходная термолабильность фермента является одним из важных показателей протекания ферментативных реакций при различных температурах. [c.75]

Термическая (тепловая) активация молекул достигается путем увеличения их полной энергии. В термических реакциях обычно участвуют молекулы в основном электронном состоянии, распределенные по колебательным, вращательным и поступательным энергиям в соответствии с законом Максвелла — Больцмана, и химическая реакция протекает между любыми молекулами, энергия которых превосходит определенное минимальное значение, необходимое для протекания реакции. В случае фотохимических реакций можно точно и сравнительно просто регулировать степень возбуждения реагирующих веществ подбором длины волны монохроматического света. [c.20]

Глава VI. Основные законо.черности протекания химических реакций [c.186]

Последовательный кинетический анализ протекания химических реакций под воздействием напряжений (в линейном приближении зависимости энергии активации термических реакций от напряжения) ноказа.т [25], что на этом пути удается объяснить основные закономерности разрушения материалов, мало меняющиеся в зависимости от кинетического закона протекания реакции. Интересно, что учет обратимости при разрыве химических связей (папример, рекомбинации образовавшихся радикалов) приводит к появлению критических явлений [26] — таких минимальных значений напряжений, ниже которых разрушение не происходит. В области параметров ниже критических устанавливается стационарное состояние, когда скорость разрыва химических связей под действием напряжений равна скорости их образования в результате рекомбинации. [c.230]

Химическая коррозия подчиняется основным законам чисто химической кинетики гетерогенных реакций и относится к случаям коррозии, не сопровождающимся электрическим током (например, коррозия в неэлектролитах или сухих газах). Элек-фохимическая коррозия подчиняется законам электрохимической кинетики и относигся обычно к случаям коррозии с возможностью протекания электрического тока (например, коррозия металлов в электролитах). Более глубокое различие механизмов коррозии этих двух типов будет рассмотрено ниже. [c.14]

Генетика человека и революция в генетике. Революцией в биологии XIX века можно считать создание теории эволюции, которая была принята научной общественностью. Одним из важных последствий этою стало осознание того факта, что люди произошли от других, более примигивных приматов, что человечество является частью животного мира и что законы наследственности, справедливые для всех других живых существ, распространяются и на человеческий род. Вскоре после этого законы Менделя были использованы для объяснения наследования определенных признаков у человека-главным образом пороков развития и болезней. Изучая характер наследования алка-птонурии, рецессивного заболевания, Гэр-род (1902 г. [249]) четко установил основной принцип действия гена генетические факторы детерминируют протекание химических реакций (разд. 1.5). Потребовалось 30 лет, чтобы его представления стали частью нормальной науки. [c.12]

Начало современной химии. Химия как точная наука зародилась еще в эпоху полного господства флогистонной теории. Более определенным временем ее возникновения можно условно считать середину XVIII века, когда М, В, Ломоносовым был сформулирован закон сохранения веса. Сущность этого основного закона экспериментальной химии состоит в том, что вес всех веществ, вступающих в реакцию, равен весу всех продуктов реакции. Закон сохранения веса научно обосновывал количественный анализ и тем самым открывал возможность точного изучения состава веществ и характера протекания химических процессов. [c.16]

Обращает на себя внимание еще и то, что в 1850—1851 гг. при формировании основных законов и понятий химической кинетики наметился основной объект ее исследования в XIX в.— органические реакции. Это объясняется, по нашему лшению, резким повышением интереса химиков к синтезу новых органических соединений (что обусловило и повышенный интерес к особенностям их получения), а также удобством применения большинства жидкофазных органических реакций (сравнительно небольшая скорость, обратимость, довольно легко замечаемое в.лияние условий процесса на его протекание) как модельных систем в химической динамике . [c.145]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология