3 дәріс. Химиялық реакциялардың жылдамдығы
жүктеу/скачать 61.2 Kb.
|
1 2
лекция 3|
3 дәріс. Химиялық реакциялардың жылдамдығы Дәрістің мақсаты: химиялық реакциялардың жылдамдығының концентрациядан тәуелділігі, реакциялардың молекулалағын зерттеу, гетерогендік реакциялардың айырмашылығы. Химиялық кинетика — химияның химиялық процестерінің жылдамдығын және жүру заңдылықтарын қарастыратын бір саласы. Химиялық реакциялар әрекеттесуші заттардың түріне қарай гомогенді және гетерогенді болып екіге бөлінеді. Гомогенді реакциялардың жылдамдығы әрекеттесуші заттардың табиғатына, қойыртпалығына, температураға, қысымға, катализатордың қатысуына, ал гетерогенді реакциялардың жылдамдығы осы айтылғандардан басқа фазаның жүктелген жеке бөліктерінің күйіне, жылу және масса алмасу жағдайларына және т.б. тәуелді. Химиялық реакцияның жылдамдығы дегеніміз – әрекеттесуші заттардың біреуінің концентрациясының уақыт бірлігінде өзгеруі. , , моль/мин, . Химиялық реакция барысында реакцияға кіретін заттар концентрациясы азайып, реакция өнімділігінің концентрациясы жоғарылайды. , моль/мл∙мин., , моль/см2∙мин. Реакцияның жылдамдығы көптеген факторларға байланысты: әрекеттесуші заттардың концентрациясына, температураға, катализаторға: 1) Концентрацияның әсері. А + В = АВ. Әрекеттесуші заттар А, В, өнім – АВ. Химиялық реакция жылдамдықтарының концентрацияға байланысты артуының мәнін химиялық кинетиканың негізгі заңы (әрекеттесуші массалар заңын 1868 ж. Гульдберг және Вааге ашқан) түсіндіріп береді: тұрақты температурадағы химиялық реакцияның жылдамдығы әрекеттесуші заттардың концентрацияларының көбейтіндісіне тура пропорционал болады. aA + bВ = сС + dD, , . k – жылдамдық константасы, олар әрекеттесуші заттар табиғатына, температураға тәуелді, бірақ концентрациаға тәуелді емес. Егер [А] = [В] = 1, онда υ = k жылдамдық константасына тең болады. 2) Жылдамдыққа температураның әсері. Әрекеттесуші массалар заңы кез-келген температураға сәйкес, бірақ тұрақты жылдамдықта температураның әсерінен өседі. Жылдамдыққа температураның әсерін Вант-Гофф ережесі сипаттайды: реакция температурасын әр бір 10ºС көтергенде, реакция жылдамдығы 2 немесе 4 есе артады. . γ – температуралық коэффициент; – t1, t2 температурасындағы реакция жылдамдықтары. 3) Реакция жылдамдығының катализатор қатысына тәуелділігі. Химиялық реакция жылдамдығын катализатор өзгертеді, ол тура және кері реакция жылдамдығына бірдей әсер етеді. Катализатордың қатысуының нәтижесінде активті молекулалар саны артады да, жылдамдық жоғарылайды. Катализатор реакция жылдамдығын арттырса, оң катализ деп, ал төмендетсе теріс катализ деп аталады. Валенттілігі қаныққан молекулалар арасындағы химиялық реакциялар өте қиын жүреді, өйткені молекуладағы атомдар арасындағы байланысты үзу үшін энергия жұмсау керек. Молекулалық реакциялар мономолекулалық, екімолекулалық және үшмолекулалық деп ажыратылады. Ол бір мезгілде өзара әрекеттесуге қатысатын молекулалар санын көрсетеді: - мономолекулалық реакциясы I2(г) = 2I, ; - екімолекулалық реакциясы H2 + I2 = 2HI, ; - үшмолекулалық реакциясы О2 + 2NO=2NO2, . Химиялық реакция жылдамдығына температураның әсерін активтендіру теориясының көмегімен жақсы түсіндіруге болады. Бұл теория бойынша, химиялық реакцияға тек белгілі бір энергиясы бар активті молекулалар кіріседі. Активсіз молекулаларды активті күйге айналдыру үшін қосымша энергия жұмсалады. Бұл процесті активтендіру деп атайды. Температура жоғарылағанда активті молекулалар саны лезде өсіп, реакция жылдамдығы артады. Әрекетесетін заттар молекулаларын активтендіру үшін жұмсалатын энергияны активтендіру энергиясы деп атайды. Химиялық реакция жылдамдығы активтендіру энергиясына толық бағынады. Активтендіру энергиясы неғұрлым төмен болса, реакцияның жылдамдығы да жоғары болады. Егер активтендіру энергиясы жоғары болса, реакция жылдамдығы баяу жүреді. Реакцияның жылдамдық тұрақтысының активтендіру энергиясы мен температурадан тәуелділігі Аррениус теңдеуімен өрнектеледі: , мұндағы k0 – пропорционалдылық коэффициенті; жүктеу/скачать 61.2 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2