Лекция 4 Химиялық реакция жылдамдығына температураның әсері

Активтену энергиясы

Бөлшектердің өзара әрекеттесуі олардың соқтығысуы кезінде болатындығы анық; алайда, молекулалардың соқтығысу саны өте көп және егер әрбір соқтығысу бөлшектердің химиялық өзара әрекеттесуіне әкеп соқса, барлық реакциялар бірден жүре бастайды. С.Аррениус молекулалардың соқтығысуы тиімді болады (яғни реакцияға әкеледі), тек соқтығысатын молекулаларда белгілі бір энергия - активация энергиясы болған жағдайда ғана болады деп тұжырымдады.

Активтену энергиясы - бұл молекулалардың химиялық өзара әрекеттесуіне әкелуі үшін болуы керек минималды энергия.

Активтену энергиясы

• Реакцияның пайда болуының бірінші шарты - реакцияға түсетін молекулалардың соқтығысуы;

• әрбір соқтығысу реакцияға әкелмейді;

• электрондық қабаттардың бұзылуына тек кинетикалық энергиясы ЕК жеткілікті молекулалар ғана реакцияға түсе алады

• бұл энергия автивтену энергиясы Еа кДж/моль.

Екінші жорамал:

• активті моекуланың түзілуі қайтымды процесс, сондықтан оған массалар әрекеттесу заңы қолданылады, демек активті бµлшектердің концентрациясы термодинамикалық тепе - теңдікте болатындықтан оны тепе - теңдік константасы КС арқылы өрнектеуге болады:
• АА* және

Ұшінші жорамал

• активті молекулалардың концентрациясы аз болатындықтан бастапқы молекулалардың бастапқы концентрациясына әсер етпейді, демек немесе КС шамасы үшін Вант - Гоффтың изохора теңдеуін
• деп жазуға болады: мұндағы Uа - активті молекулалар түзілу процесінің жылулығы.

Төртінші жорамал: активті молекулалардың реакция өніміне айналу жылдамдығы температураға тәуелсіз, мұнда температура активті молекулалардың түзілу жылдамдығына ғана әсер етеді.

• Реакцияның жылдамдық константасының температураға тәуелділігін сипаттайтын өрнектің термодинамикалық теңдеуін және активтену энергиясының мәні - Аррениус теңдеуін қарастырайық. Вант-Гоффтың изобаралық теңдеуі бойынша,
• (II.31)
• Тепе-теңдік константасы тура және кері реакцияның жылдамдық константаларының қатынасы болғандықтан, өрнекті (II.31) келесідей етіп жазуға болады: (II.32)
• ΔHº реакциясының энтальпиясының өзгеруін E1 және E2 шамаларының айырмашылығы ретінде көрсете отырып, келесі теңдеу аламыз :
• (II.33)
• (II.34)