Реферат: Влияние температуры на скорость химической реакции - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Влияние температуры на скорость химической реакции

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 39 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Влияние температуры на скорость Правило Вант-Гоффа: при повышении Т на скорость хим. реакции увеличивается в 2-4 раза. Математически это правило можно зап исать: , , - температурный коэффициент хим. реакции. Правило Вант-Го ффа является приближённым и его обычно используют для приблизительно о ценки скорости при изменении температуры. Более точным является уравне ние Аррениуса, по которому: . Они мо гут быть вычислены по значению констант скорости при 2-х различных Т. При : (1). При : (2). Вычитая из (1) (2) получаем . Отсюда можно выразить А. Зная А, по уравнению (1) или (2) вычисляют В. Ур авнение Аррениуса может быть получено т/д-им выводом из уравнения изобар ы (изохоры) хим. реакции. Опуская индексы, характеризующие условия протек ания реакции, это уравнение записывается: , , где и - констан ты скорости прямой и обратной реакции. Учитывая эти уравнения можно запи сать: . Представим тепловой эффект реакции Q как разность 2-х энергети ческих величин: . Тогда последнее уравнение можно записать в виде: . С точностью до некоторой постоянной величины можно зап исать: , . Опыт показывае т что . Отбрасывая индексы, последнее уравнение записывается: (1), где К – констант а скорости хим. реакции. Энергетическая величина Е в этом уравнение назы вается энергией активации. Полученное уравнение описывает зависимость К хим. реакции от температуры. Разделив переменные и проинтегрировав, по лучим: , (2). Уравнение (2) по форме походит на уравнение Аррениуса, инт егрируя (2) получим: , (3). Уравнение используют либо для вычисления энергии актив ации по известным константам скорости при двух температурах, либо для вы числения константы скорости реакции при неизменной температуре, если и звестна энергия активации. Для большинства хим. реакций энергия активац ии определяется в пределах . Физический смысл энергии активации раскрывается в теории химич еской кинетики, её можно определить как некоторый избыток энергии по сра внению со средним значением для денных условий, которыми должны обладат ь молекулы чтобы вступить в хим. реакцию. Уравнение (2) чаще представляют в виде: . При этом называют предэкспоненциальным множителем. Связь энергии активации с тепловым э ффектом можно проиллюстрировать с помощью представлению о энергетичес ком барьере, который разделяет начальное и конечное состояние системы. I и II – уровни энергии вещ-в исходных и продуктов реакции. - энергия активации прямой реакции. - энергия активации обратной реакции. Избыток энергии реагирующих молекул, назва нный энергией активации, необходим для преодоления отталкивания элект ронных облаков взаимодействующих молекул при их столкновении, и для раз рыва старых связей молекул. Уравнение Аррениуса справедливо в области н евысоких температур; при достаточно высоких температурах константа ск орости перестаёт зависеть от температуры. Теория активных столкновений Для начала реакции необходимо столкновение реагирующи х молекул. Но не каждое из столкновений заканчивается хим. взаимодействи ем. И хим. реакция всегда протекает со значительно меньшей скоростью, чем это соответствует теоретически возможному числу встреч молекул. Напри мер: при скорост ь реакции составила бы примерно , если учесть что каждое из столкновений приводит к хим. превра щениям. Практически в этих условиях эта реакция протекает со скоростью п римерно , т е в раз медле ннее. Кроме того из молекулярно-кинетической теории газов следует, что ч исло соударений примерно равно корню квадратному из Т, в то время как ско рость реакции растет с Т по показанному закону. Известно, что в некоторых случаях реагенты могут находиться в соприкосновении без взаимодействи я между ними. Все эти факты объясняет теория активных столкновений Аррен иуса. В основе теории лежит представление о том. Что хим. взаимодействие о существляется лишь при столкновении активных молекул, т е молекул облад ающих избытком энергии (энергии активации). Такой хим. процесс по этой тео рии представляется схемой: Нормальные молекулы Активные молекулы Продукт реакции. Скорость 1 процесса больше скорости 2, и в системе всегда сохраняется равновесие между нормальными и активными м олекулами. Следует, что для сообщения молекулам энергии активации, её ну жно подводить извне. Известно, что в системах, состоящих из очень большог о числа частиц, энергия распределена между ними не равномерно. Превышающ ая средняя энергия сообщается некоторой частью молекул, в следствие пер ераспределения при столкновении. Среди молекул при определённой температуре встречаются активных молекул. По Больцману , - число мо лекул, которые имеют избыток энергии. В следствие этого скорость реакции должна быть примерно равна непосредственно концентрации С. , . Тогда скорость хим. реакции можно записать: , - коэффициент пропорциональности. Сравнивая эти выражен ия с выражением для скорости этой реакции по закону действия масс. , . Величина Е складывается из величин и , взятых в определённом соотношении. Коэффициент в теории активных соударений принимают равным: , где - число ст олкновений между реагирующими молекулами, - стерический фактор. . Теория переходного состояния В основе теории лежит закон действия масс и необх-сть активных столкнове ний, но сам процесс столкновения рассматривается более детально с точки зрения структурных и энерг-х уменьшений. Рассмотрим процесс вида: А+MN=AM+N При достаточном сближении атома А с молекулой MN,начинает ослаблять связ ь M-N и одновременно начинается формирование связи А-M, в результате образу ется активный комплекс/переходное состояние A-M-N, в котором за счет взаимн ого влияния частиц и ослабления валентных связей. Атом М в равной степени принадлежит атомам А и N, в дальнейшем наиболее вер оятным течением процесса является разрыв связи M-N и образование молекул ы А-М: А+MN=A-M-N=A-M+N (1) Мерой относительной устойчивости реакции веществ: А+MN и пер.состояние A-M-N я вляется константой равновесия К*. От обычной константы она отличается ве личиной и размерностью. Само первое состояние: A-M-N также нельзя отождеств лять с промежуточными хим. соединениями. Время его существования ничтож но, оно короче времени соударения, его структура составляет максимум пот енциальной энергосистемы. Образование активированного комплекса в реа кции требует определенной энергии активации, распад же его происходит с амопроизвольно, т.е. при своем движении по пути реакции реагентная систе ма проходит через энергетический барьер. Скорость реакции 1 равно числу активных комплексов, проходящих в единицу времени через энергетически й барьер в направлении хода реакции. Она определяется как произведение т ак называемой линейной концентрации С* активного комплекса вдоль пути р еакции. Средняя скорость движения этого комплекса по данному пути W=КС1С2= ч С*V. - С1 и С2 концентрация веществ: А и МN Из последнего выражения => что константа скорости: K=(ч(C*)V)/(C1*C2) (2) C*/(C1C2)=К* (3) К=(К*) чV (4) V и ч вычисляются по урав нениям молекулярно-кинетической теории газов и квантовой теории. К* опре деляется методами статистической термодинамики на основании спектрос копии данных. К= ч((RT)/(NAh))e-ДF*/RT (5) ДF*=ДU*-TДS* (6) K= ч((RT)/(NAh))e-ДU*/RTeДS*/ R ДF* - изменение энергии Гельм-Гольца в про цессе активации NA – число Авогадро h – постоянная Пианка ДU* - изменение внутренний энергии при ак тивации ДS* - изменение энтропии при активации Изменение внутренней энергии при активации: ДU=E K=ч((RT)/(NAh))e-E/RT * eДS*/R Сравним полученное выражение с уравнением для конста нты скорости в теории активных столкновений: K=PZ0e-E/RT В результате сравнения получим: PZ0=ч((RT)/(NA*h))*eДS*/R Отсюда следует, что стерический фактор Р действительно является вероятной характеристикой, так как определяется изменением э нтропии в процессе образования активного комплекса. Возможность вычис лять ДS* и стерического фактора Р придаю т особую ценность теории первого состояния. Кинетика гетерогенных р-ий Гетерогенными называются процессы, происходящие между веществами, нах одящимися в различных соприкасающихся фазах. К ним относятся как хим так и физ процессы. Суммарная скорость гетерогенного процесса определяетс я скоростями его отдельных стадий. Если скорость одной из последующих ст адий значительно меньше других, то суммарная скорость окажется скорост ью этой самой медленной стадии. Если наиболее медленным звеном процесса являются стадии: -1 или3, то кинетика суммарного процесса будет диффузионной; -2, то скорость процесса будет определяться скоростью хим.реакции, тогда г оворят, что процесс идет в кинетической области. При сравненных скоростях диффузии и хим.превращения говорят о промежут очной области протекания гетерогенной реакции. В случае, если гетерогенный процесс состоит из ряда одновременно протек ающих параллельных процессов, то определяющим является самый быстрый п роцесс. Например: горение твердого и гл.топлива; восстановление твердых оксидов газами или углеродом; распределение веществ между фазами; крист аллические гл.среди хим.процессов особо нужно отметить реакции, протека ющие на поверхности KAT. Отличительной особенностью гетерогенных процесс ов является их сложность и многостадийность. Особенности гетерогенных процессов Если гетерогенный процесс находится в кинетической области, то его тече ние подчиняется зак-м протекания х.р. на поверхности раздела фаз. Особенн ости таких процессов: - любой порядок процесса - резкая зависимость скорости процесса от температуры г=3 - зависимость скорости процесса от величины поверхно сти раздела фаз - отсутствие влияния на скорость процесса изм-ия гидродинамических и аэр один. Условий его проведения. Первые три особенности, хотя и в меньшей степени, наблюдаются также и тог да, когда процесс находится в переходной области. 4 особенность служит ос новным экспер-ым признаком того, что процесс протекает в кинетической об ласти. Для процессов, протекающих в диф. области отметим следующее: 1) процесс всегда первого порядка, так как скорость диффу зии определяется 1 законом Фика: m-масса переносимого вещества,S-площадь поверхности, ф- время, D- коэффициент диффузии 2) слабая зависимость скорости от температуры: в=1.2( в газах) в=1,5/2( в твердых телах) B-постоянна я величина; Е-значение активации диффузии 3) слабая зависимость скорости процесса от величины по верхности раздела фаз; 4) резкое влияние на скорость процесса аэродинамических и гидродинамиче ских условий его проведения. Изменение условия проведения процесса может перевести его из одной обл асти в другую. Повышение температуры при постоянстве других факторов сп особствует переходу процесса в диффузионную область. Катализ Катализом называется явление увеличения скорости или в озбуждения хим. р-ии происходящей под действием некоторых веществ. Вещес тва, в присутствии которых наблюдается указанное явление называются ка тализаторами. Катализаторы, участвуя в р-ии, по её завершении вновь реген ерируются, оставаясь неизменными. Различают гомогенный, когда катализа тор и реагирующие вещества находятся в одной фазе, гетерогенный, когда к атализатор и реагенты в разных фазах, кроме этого выделяют ферментативн ый катализ, когда катализатором являются ферменты. Микрогетерогенный к атализ, когда катализатор присутствует в каллойдном состоянии, размер ч астиц см. особенности: 1) катализатор изменяет скорость лишь таких р-ии, ко торые т/д возможны при данных условиях . Прежде чем подбирать катализатор для той или иной р-ии ну жно убедиться в её т/д возможности. 2) Катализатор непосредственно участвует в р-ях, образо вывая промежуточные соединения, изменяя тем самым число и вид элементар ных стадий процесса. Схематично можно представить так. Пусть для р-ии А+В=С +D катализатор является вещество К, тогда в присутствии катализатора схе ма может быть такой А+К
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Челябинские моряки столь суровы, что в качестве спасательного используют бронежилет.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru