Скорость химических реакций абсолютная, теория

Далее для описания кинетики редокси-процесса используется теория абсолютных скоростей химических реакций. В применении к электрохимическим процессам скорость реакции в прямом направлении записывается как [c.356]

Скорость химической реакции А + + В О + Е будет определяться числом столкновений возбужденных молекул А и В, суммарная энергия которых должна быть выше энергии Е, необходимой для образования переходного состояния. Однако это условие является необходимым, но не достаточным. Для образования переходного состояния кроме избыточной энергии сталкивающихся молекул необходимо благоприятное расположение атомов в реакционных центрах реагирующих молекул. Следовательно, теория элементарного химического акта должна давать возможность расчета высоты энергетического барьера и вероятности образования переходного состояния исходя из строения и свойств реагирующих молекул. Одним из первых направлений в развитии теории элементарных реакций является теория активных столкновений. Ее основы разрабатывались на базе молекулярно-кинетических представлений и идеи, выдвинутой Аррениусом об активных столкновениях, заканчивающихся химическим актом. На современном этапе это направление развивается на базе квантовой теории химической связи и строения молекул. Начало этому было положено работами Эйринга, Эванса, Поляни и др., создавших новое направление в теории элементарных химических реакций, так называемую теорию абсолютных скоростей реакций. В этой теории ставится задача расчета высоты энергетического барьера и вероятности образования переходного состояния исходя из свойств реагирующих молекул. За последние три десятилетия получило развитие новое направление в теории элементарных химических реакций, в котором строение и свойства переходного состояния описываются на базе теории молекулярных орбиталей. [c.562]

Теория абсолютных скоростей химических реакций [c.568]

Основное положение теории абсолютных скоростей химических реакций заключается в том, что всякий элементарный химический акт протекает через переходное состояние (активированный комплекс), когда в реагирующей системе исчезают отдельные связи в исходных молекулах и возникают новые связи, характерные для продуктов реакции. В теории абсолютных скоростей химических реакций можно выделить две основные задачи расчет поверхности потенциальной энергии элементарного акта и расчет вероятности образования и времени существования переходного состояния. Первая задача связана с решением уравнения Шредингера для системы частиц, образующих активированный комплекс. Эта проблема очень сложна и в настоящее время приближенно решается с помощью современных ЭВМ только для простейших реакций. Поэтому в основном теория развивается в поисках методов оценки энергии и энтропии образования активированного комплекса исходя из свойств реагирующих молекул. [c.568]

Теорию активного комплекса предложили в 1935 г. Эйринг и одновременно Эванс и Поляни. Применение статистической термодинамики позволило им создать принципиальный метод теоретического вычисления абсолютных скоростей химических реакций. [c.340]

Имеются более развитые теории вычисления абсолютных скоростей химических реакций, основанные на статистической физике и квантовой механике. В простейших случаях удается определять скорость реакции, не прибегая к опытным величинам (т. е. рассчитываются энергия активации и стерический фактор). Изучение существа этих теорий выходит за рамки настоящего курса. Отметим только, что рассматривается совокупность энергетических состояний соударяющихся молекул (активированный комплекс). Состояние, приводящее к реакции, называется переходным. Считается, что при протекании реакции осуществляется такая последовательность энергетических состояний, при которой имеет место наименьший из возможных потенциальный барьер, т. е. наименьшая энергия активации. [c.98]

Каков смысл стерического фактора согласно теории абсолютных скоростей химических реакций [c.79]

В дальнейшем теория элементарных реакций развивалась на базе законов классической и квантовой механики (Г. Эйринг, М. Эванс, М. Поляни, 1935). Новое направление в развитии теории кинетики назвали теорией абсолютных скоростей химических реакций. Основное положение теории абсолютных скоростей химических реакций заключается в том, что всякий элементарный химический акт протекает через переходное состояние (активированный комплекс), когда в реагирующей системе исчезают отдельные связи в исходных молекулах и возникают новые связи, характерные для продуктов реакции. В теории абсолютных скоростей решаются две задачи расчет поверхности потенциальной энергии элементарного акта и расчет [c.287]

Вторая задача теории абсолютных скоростей химических реакций — оценка энергии и энтропии образования активированного комплекса и расчет скоростей реакций — решается более успешно, чем определение Ец сложных реакций. [c.290]

Исходя из опытных данных, Сухотин постулирует применимость к процессу ассоциации закона действия масс и выводит уравнение на основании закона Кулона и статистической теории абсолютных скоростей химических реакций. [c.135]

Теория абсолютных скоростей реакции, или метод активированного комплекса, позволяет рассчитать скорость реакции, если известны некоторые параметры, характеризующие потенциальную поверхность. Скорость химической реакции равна скорости перехода активного комплекса через потенциальный барьер. Основным уравнением теории активированного комплекса является уравнение, связывающее константу скорости реакции со свойствами переходного состояния [c.299]

Как следует из теории абсолютной скорости химической реакции, величина связана с числом молей компонента 1 на единице площади 71, условием равновесия = К , [c.273]

Множитель рх в уравнении (9) учитывает явную зависимость величины т от концентрации компонента 1 в газе вблизи новерхности (см. уравнение (Б.61)). Остальные параметры в уравнении (9) те же, что и в уравнении (6), а коэффициент а может быть определен из теории абсолютной скорости химической реакции. Хотя, вообще говоря, коэффициент а может зависеть от температуры Г,-, давления и состава газа у поверхности, вполне допустимой гипотезой, позволяющей выразить а через уже введенные кинетические параметры и термодинамические свойства компонента 1, является гипотеза о том, что коэффициент а не зависит от давления и состава газа (а = = а (Тг)). Тогда нри постоянной температуре Г,- последний член в правой части формулы (9) пропорционален концентрации а первый член в правой части формулы (9) не зависит от С1, . Следовательно, при увеличении концентрации (или парциального давления) компонента 1 в газе на поверхности может быть достигнуто условие равновесия для компонента 1, т, е. будет иметь место равенство т = 0. Если через Р1,е(Т1) обозначить равновесное [c.277]

Если воспользоваться приближением (54), то это выражение для стерического фактора, полученное из теории абсолютной скорости химической реакции, можно записать в виде [c.508]

Здесь величина отношения д у/дн лежит приблизительно между 1 и 10 , в зависимости от температуры Т и молекулярной структуры реагентов и комплексов. В случае реакций между двумя одноатомными молекулами (которые встречаются редко), = Ма = 3, а Мф = 1). Следовательно, согласно формуле (58) Р 1, и молекулярно-кинетическая теория в своей простейшей форме согласуется с теорией абсолютной скорости химической реакции. Для реакций между двумя двухатомными молекулами обычно имеет место равенство — 0,5 при комнатной тем- [c.509]

Даже если можно построить полную энергетическую поверхность, это еще далеко не означает, что можно рассчитать абсолютную скорость химической реакции. Как было показано ранее, в реакциях принимают в общем случае участие вещества с широким спектром энергий теплового возбуждения. Поэтому необходимо применить методы статистической механики для расчета соответствующих статистических сумм веществ, принимающих участие в реакции, и активированного комплекса, рассматривая последний как обычную молекулу, за исключением вопроса о колебательной частоте вдоль координаты реакции. Таким образом, в теории переходного состояния вначале рассчитывают полную поверхность потенциальной энергии и на основании этого определяют форму активированного комплекса. Затем используют полученные длины связей, валентные углы и силовые постоянные для расчета соответствующих статистических сумм. Полагают, что реагирующие вещества находятся в равновесии с активированным комплексом, который с фиксированной скоростью распадается на продукты реакции. [c.310]

В целом во второй половине XIX - начале XX века были заложены основы кинетики как раздела химии, изучающего скорости химических реакций в зависимости от условий и природы реагентов. В этот период были сформулированы два основных закона химической кинетики, получены формулы, описывающие кинетику простых реакций, обнаружены сложные реакции, введены такие важные в кинетике понятия, как константа скорости реакции, энергия активации, промежуточный продукт, сопряженные реакции. В первой половине XX века кинетика развивалась по нескольким направлениям. Во-первых, изучали простые газофазные реакции, разрабатывали их теорию (теория соударений, теория абсолютных скоростей реакций). Во-вторых, были открыты и изучены разнообразные цепные реакции, сначала в газовой фазе, затем в растворах. В-третьих, интенсивно исследовали разнообразные органические реакции в растворах. В-четвертых, широкое распространение получили корреляционные соотношения в кинетике. [c.20]

Зависимость от поля дает гораздо более надежный метод для оценки изменений работы выхода, так как он не связан с чрезмерно упрощенной картиной эмиссионного процесса. Здесь снова проявляется близкая аналогия с определением энергии активации в химических реакциях. Применяя теорию переходного состояния, можно вывести выражение для предэкспоненты в уравнении скорости. Затем экспериментально найденную скорость реакции можно использовать в качестве абсолютной для вычисления энергии активации. Более надежное и наиболее часто применяемое значение можно получить из температурной зависимости скорости. [c.171]

Для того, чтобы рассчитать константу скорости химической реакции, нужно экспериментально определить теплоту активации реакции и, для многих реакций, эмпирический множитель Р в уравнении (II, 11) —стерический коэффициент. Теория абсолютных скоростей реакций ставит перед собой задачу расчета энергии активации и предэкспоненциального множителя Р. Таким образом, конечной задачей теории абсолютных скоростей реакций является возможность вычисления скорости реакции, без определения каких-либо эмпирических кинетических величин. В основе теории абсолютных скоростей реакций лежит учение о переходном состоянии в момент реакции, поэтому эту теорию называют иногда теорией переходного состояния или теорией активированного комплекса. [c.47]

Из рассмотренной модели можно заключить, что скорость химической реакции при Е кт кТ мало отличается от равновесной скорости, рассчитанной, например, из теории абсолютных скоростей реакции. Расчет показывает [2], что это отклонение мало при "акт/Л > 10 (ошибка < 10%), а при Е, 1кТ оно соста- [c.127]

Использование отношения скоростей или их констант для молекул, изотопных по водороду, началось еще в тридцатых годах и уже в довоенный период принесло немало интересных качественных указаний на характер стадий, контролирующих различные процессы. Уже тогда сделалась ясной роль различий в нулевых энергиях внутримолекулярных колебаний для появления изотопных эффектов. В дальнейшем благодаря тесному слиянию теории изотопных кинетических эффектов со статистической теорией абсолютных скоростей химических реакций появилась возможность изучения природы и строения переходных комплексов реакций и других промежуточных форм. При этом оказалось, что для простых реакций теория изотопных кинетических эффектов часто имеет более количественный характер, чем теория активационных барьеров химических реакций. В то же время усовершенствование методов измерения кинетических изотопных эффектов и методов получения соединений азота, кислорода и углерода, сильно обогащенных соответствующими тяжелыми элементами, значительно расширило круг изученных соединений и [c.5]

Независимо от развития теории столкновений и теории абсолютных скоростей химических реакций, отмеченных вьппе, с начала XX века продолжаются попытки собрать в единой системе огромное количество разнообразных экспериментальных результатов. Результатом этих усилий является электронная теория органических соединений . Приблизительно с 1930 г. делаются попытки обобщить и дать количественное выражение этой теории на основе квантовой механики. Данная теория была [c.71]

Мы сделали это отступление в область теоретической кинетики по двум причинам. Во-первых, из сказанного выше следует, что применение теории абсолютных скоростей реакции для расчета констант скоростей и скоростей химических реакций, а следовательно, и химических равновесий, требует знания химического и стереохимического строения исходных молекул и правдоподобного предположения о строении активированного комплекса, а также наличия экспериментальных или расчетных данных об энергиях связей, частотах колебаний, электронных уровнях молекул и табулированных значений энергий связей для расчета энергии образования активированного комплекса., [c.153]

Многие исследователи применяют для расчета активационных параметров процесса диэлектрической поляризации уравнение теории абсолютных скоростей химических реакций (см. стр. 219) [c.251]

Вывод уравнения электронроводности дается, исходя из теории абсолютных скоростей химических реакций. [c.345]

Как отмечалось выше, процесс перескока дырок можно рассматривать как бимолекулярную реакцию.(2.VI). Согласно теории абсолютных скоростей химических реакций, скорости процессов по направлению приложенного электрического поля и противоположному направлению будут равны [c.345]

Давление влияет на термодинамический потенциал АФ перехода реагирующей системы из исходного в активированное состояние. Этот эффект, как правило, является главным в интегральном изменении скорости химического процесса с давлением. В теории абсолютных скоростей химических реакций [1] константа скорости простой реакции выражается уравнением [c.319]

Недостатки теории активных столкновений привели к поискам другого пути расчета скорости химической реакции на основании данных о свойствах реагирующих веществ. В результате был создан метод переходного состояния пли метод активного комплекса, развиваемый в теории абсолютных скоростсн реакций. [c.18]

Харкот и Эссон изучали также влияние температуры на скорость реакций. Путем экстраполяции экспериментальных данных они предсказали температуру, при которой, теоретически, скорости химических реакций будут равны нулю. Они назвали ее нулем гимического действия. Замечательно, что нуль химического действия очень близок к абсолютному нулю температур, выводимому из молекулярно-кинетической теории газов и законов термодинамики. [c.350]

Б настоящее время получила развитие теория абсолютных скоростей химических реакций объясняющая термодинамическую сущность фактора частоты и энергии активации, входящих в урав-lieioie Аррениуса. Практического применения выводы этой теории ijoita еще не получи.лп. [c.42]

Кинетика той же реакции была рассмотрена Вилером, Топлеем и Эйрингом [2] сточки зрения теории абсолютных скоростей химических реакций. Прежде всего, используя квантовомеханические методы, описанные в предыдущей главе, они вычислили энергию активации. Рассчитанное значение оказалось на 10 ккал выше экспериментального как уже говорилось, такие расчеты действительно приводят только к очень ориентировочным значениям. Однако этот расчет (см. гл. 4) проливает свет на вопрос, почему реакция водорода с иодом — элементарная, в то время как аналогичные реакции водорода с хлором или бромом являются цепными. [c.105]

Теория активированного комплекса исходит из высказанной Марцелином [356] еще в 1915 г. идеи о том, что химическая реакция осуществляется путем перехода по определенной (критической) поверхности в фазовом пространстве реагирующих молекул. Пельзер и Вигнер [357] первыми применили эту концепцию для количественного расчета констант скорости химических реакций. Введение в работах Эйринга [358] (теория активированного комплекса) и Эванса и Поляни [359] (теория переходного состояния) равновесной гипотезы, т. е. предположения о некотором равновесии систем, находящихся на критической поверхности между реагентами и продуктами, привело к упрощению этого подхода. Полученное приближение, известное под названием теории абсолютных скоростей реакций, с помощью соотношения [c.91]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология