ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТАНТЫ СКОРОСТИ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ
Скорость химической реакции определяется как изменение концентрации одного из реагирующих веществ или продуктов реакции в единицу времени. Среднюю скорость реакции в промежутке времени от t1 до t2 рассчитывают следующим образом:
, (1)
где с1 и с2 – концентрация вещества в моменты времени t1 и t2 соответственно.
Знак плюс берется при расчете скорости по продукту реакции, так как в ходе реакции концентрация продукта возрастает, с2> с1, Dс>0.
Знак минус берется при расчете скорости по одному из исходных реагентов, концентрация его при протекании реакции убывает, с2< с1, Dс<0.
Мгновенная скорость, т.е. скорость реакции в данный момент времени и соответственно при данной концентрации с, есть
(2)
Значение концентрации в выражении для скорости берется в моль/м3 либо в моль/дм3 (моль/л), время – в секундах, минутах, часах, следовательно скорость химической реакции измеряется в моль/(л×с), моль/(л×мин) и т.п.
Скорость химической реакции зависит от природы и концентрации реагирующих веществ, температуры, присутствия катализатора, площади соприкосновения (для гетерогенных реакций). Для всякой химической реакции зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ выражается законом действующих масс:
, (3)
где С i– концентрация i-го реагента. Показатель степени при концентрации называется порядком реакции по i -му веществу. Сумма показателей степеней при концентрациях всех веществ в законе действующих масс называется порядком реакции (его также называют общим или суммарным). Для простых реакций показатель степени совпадает со стехиометрическим коэффициентом в уравнении реакции. Коэффициент пропорциональности k в законе действующих масс называется константой скорости. Константа скорости химической реакции является характеристикой каждой конкретной реакции, зависит от температуры и не зависит от концентраций.
|
|
|
Уравнения, связывающие скорость химической реакции с концентрациями, а также выражающие зависимость концентраций от времени, называются кинетическими уравнениями (см. таблицу).
Для определения численного значения константы скорости необходимо тем или иным методом определить концентрацию реагирующего вещества в различные моменты времени и подставить эти значения в выражение для константы скорости (см. таблицу). Константу скорости можно также найти графически.
Важнейшей кинетической характеристикой является период полураспада (t1/2) – время, в течение которого превращению подвергается половина взятого вещества. В приведенных в таблице уравнениях: С0 – начальная концентрация вещества, С – концентрация этого вещества в момент времени t.
|
|
|
Таблица 5.1
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 177; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!