Формальная кинетика и зависимость скорости от концентрации
Кинетические уравнения для реакций нулевого, первого, второго и третьего порядков. Зависимость скорости реакции от концентрации реагента в первой степени. Кинетический закон в дифференциальной и интегральной форме. Единица измерения константы скорости.
| Рубрика | Химия |
| Вид | доклад |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.09.2013 |
| Размер файла | 23,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Для химической реакции в общем виде:
аА + вВ + сС + … Р (1)
где А, В, С - реагирующие вещества; а, в, с - коэффициенты в уравнении;
Р - продукт,
в соответствии с законом действия масс основное кинетическое уравнение имеет вид:
= k[А]a[B]b[C]c, (2)
где k - коэффициент пропорциональности, называемый константой скорости реакции.
Из уравнения (1) следует, что скорость данной реакции тем больше, чем больше концентрация реагирующих веществ. А вот k не зависит от концентрации. k численно равна скорости реакции при концентрации каждого реагента 1 моль/л. Константа скорости определяется : 1) природой реагирующих веществ; 2)температурой реакционной среды; 3)природой реакционной среды, например природой растворителя, в котором протекает реакция. Обычно в формальной кинетики чаще оперируют не значениями скоростей реакций, а значениями констант скоростей.
Ясно, что скорость реакции должна быть больше в том, случае, если больше значение k. Однако, k для разных реакций может иметь разную размерность. Поэтому по значениям k разных реакций, отличающихся размерностью константы скорости, нельзя судит о том, какая реакция быстрее.
В отношении кинетики химические реакции разделяют по признаку порядка реакции. Порядок реакции - это эмпирическая величина, равная сумме показателей степеней, с которыми концентрации реагентов входят в выражение для скорости реакции.
Для реакции в общем виде (1) порядок n = a + b + c.
Для реакции первого порядка, описываемой уравнением: А Р кинетический закон имеет вид: = k[А],. При этом, т.к. размерности скорости - моль/лсек, концентрации - моль/л, то размерность константы скорости такой реакции (реакции 1-ого порядка) - сек1.
Для реакций второго порядка: 2А Р или А + В P
имеем кинетический закон: = k[А]2 или = k[А][B],
тогда размерность константы скорости: л/мольсек.
Реакции первого порядка: А Р. Если скорость реакции зависит от концентрации только одного реагента в первой степени, то выражение для скорости принимает вид
(1)
Уравнение (1) можно записать в другом виде, приняв, что а - это начальное количество реагента A, x - его количество, прореагировавшее за время . Тогда (а - x) равно количеству реагента A, оставшемуся через время , и уравнение реакции примет вид
(2)
Разделив переменные и проинтегрировав, получим -ln(a - x) = kt + const отсюда при t = 0, x = 0 и const = -ln a
График зависимости ln(a-x) от времени t является прямой с тангенсом угла наклона tg, равным k. Выражение (2) называется дифференциальным кинетическим уравнением реакции 1-ого порядка, а выражение (3) - интегральным.
Реакции второго порядка. Скорость реакции второго порядка может зависеть от концентрации одного реагента во второй степени: 2А Р, (4),
либо концентрации реагентов А и В в первой степени: А + В Р (5).
Кинетические уравнения, отвечающие этим двум реакциям приведены ниже.
(4)
Кинетический закон в дифференциальной форме в интегральной форме
(5)
Соответствующие уравнения можно получить и для реакций иных порядков. Ниже в таблице приведены простые кинетические уравнения для реакций нулевого, первого, второго и третьего порядков:
|
По-рядок |
Кинетический закон в дифференциальной форме |
Кинетический закон в интегральной форме |
Единица измерения константы скорости |
Время полу превращения пропо ционально |
|
|
0 |
dx/dt = k |
kt = x |
моль/лсек |
a 1 |
|
|
1 |
dx/dt = k(a-x) |
kt =ln a/(a-x) |
сек1 |
a 0= 1 |
|
|
2 |
dx/dt = k(a-x) 2 |
л /моль сек |
a1 |
||
|
2 |
л /моль сек |
||||
|
3 |
dx/dt = k(a-x) 3 |
л2 /моль2 сек |
a2 |
По дифференциальным уравнениям скорость можно измерить по тангенсу угла наклона касательной, что приводит к определенным ошибкам. Интегральные уравнения позволяют осуществлять более точные определения констант скоростей по угловому коэффициенту прямой соответствующей зависимости, скажем, правой части уравнений (смотри таблицу) от времени.
кинетическое уравнение концентрация реагент
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Роль скорости химических реакций, образования и расходования компонентов. Кинетика химических реакций. Зависимость скорости реакции от концентрации исходных веществ. Скорость расходования исходных веществ и образования продуктов. Закон действующих масс.
реферат [275,9 K], добавлен 26.10.2008Зависимость скорости PGH-синтазной реакции от концентрации гемина, кинетическое уравнение процесса. Константа Михаэлиса и величина предельной скорости реакции. Зависимость начальных скоростей реакции от концентраций субстрата при наличии ингибитора.
курсовая работа [851,2 K], добавлен 13.11.2012Характеристика химического равновесия. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ, температуры, величины поверхности реагирующих веществ. Влияние концентрации реагирующих веществ и температуры на состояние равновесия.
лабораторная работа [282,5 K], добавлен 08.10.2013Электрическая проводимость, равновесие в растворах электролитов. Электродвижущие силы, электродные потенциалы. Основы формальной кинетики. Зависимость скорости реакции от температуры. Фотохимические и сложные реакции, формы кинетического уравнения.
методичка [224,3 K], добавлен 30.03.2011Кинетика набухания полимера в органическом растворителе в приборе Догадкина. Зависимость степени набухания от времени. Диффузия макромолекул в раствор. Уменьшение энтальпии для изобарно-изотермического процесса. Определение константы скорости набухания.
лабораторная работа [279,0 K], добавлен 01.12.2011Основные понятия химической кинетики. Сущность закона действующих масс. Зависимость скорости химической реакции от концентрации веществ и температуры. Энергия активации, теория активных (эффективных) столкновений. Приближенное правило Вант-Гоффа.
контрольная работа [41,1 K], добавлен 13.02.2015Рассмотрение превращения энергии (выделение, поглощение), тепловых эффектов, скорости протекания химических гомогенных и гетерогенных реакций. Определение зависимости скорости взаимодействия веществ (молекул, ионов) от их концентрации и температуры.
реферат [26,7 K], добавлен 27.02.2010Влияние температуры на скорость химических процессов. Второй закон термодинамики, самопроизвольные процессы, свободная и связанная энергия. Зависимость скорости химической реакции от концентрации веществ. Пищевые пены: понятия, виды, состав и строение.
контрольная работа [298,6 K], добавлен 16.05.2011Причины, стадии и виды коагуляции. Уравнение порога коагуляции. Правила, скорость и степень коагуляции. Коагуляция смесями электролитов. Явление "неправильные ряды". Зависимость скорости коагуляции от концентрации электролита и фактор устойчивости.
учебное пособие [379,1 K], добавлен 22.01.2009Принципы независимости скоростей элементарных реакций в системе и детального равновесия. Последовательные односторонние реакции. Метод квазистационарных концентраций Боденштейна и мономолекулярные реакции. Аррениусовская зависимость в газах и жидкостях.
реферат [85,7 K], добавлен 29.01.2009Зависимость химической реакции от концентрации реагирующих веществ при постоянной температуре. Скорость химических реакций в гетерогенных системах. Влияние концентрации исходных веществ и продуктов реакции на химическое равновесие в гомогенной системе.
контрольная работа [43,3 K], добавлен 04.04.2009Виды фотохимических процессов, протекающих при фотовозбуждении молекул. Различие кинетики фотохимических и темновых реакций. Полные и локальные скорости фотохимических реакций. Кинетика флуоресценции, фосфоресценции и интеркомбинационной конверсии.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 13.10.2011Зависимость высоты слоя и расхода воздуха от скорости газа. Графическое определение критической скорости газа, определение веса слоя. Теоретическая величина скорости начала взвешивания частиц и сравнение ее со значением, полученным экспериментально.
лабораторная работа [436,3 K], добавлен 18.12.2013Ознакомление с понятием и предметом химической кинетики. Рассмотрение условий химической реакции. Определение скорости реакции как изменения концентрации реагирующих веществ в единицу времени. Изучение общего влияния природы веществ и температуры.
презентация [923,5 K], добавлен 25.10.2014Химическая кинетика-наука о скоростях, механизмах химических превращений, о явлениях, сопровождающих эти превращения, о факторах, влияющих на них. Скорость, константа скорости, порядок и молекулярность химической реакции. Закон химической кинетики.
реферат [94,9 K], добавлен 26.10.2008Кинетический анализ гипотез. Состояние комплексов в растворе. Стехиометрический анализ механизмов. Теория маршрутов реакций и их определение. Соотношения констант скорости и режимы протекания процесса. Приближения квазистационарности и квазиравновесия.
реферат [114,1 K], добавлен 28.01.2009Тепловой эффект реакции при стандартных условиях. Зависимость скорости химической реакции от температуры. Температурный коэффициент. Осмос, осмотическое давление, осмотический коэффициент. Отличительные признаки дисперсных систем от истинных растворов.
контрольная работа [49,7 K], добавлен 25.07.2008Изменение скорости химической реакции при воздействии различных веществ. Изучение зависимости константы скорости автокаталитической реакции окисления щавелевой кислоты перманганатом калия от температуры. Определение энергии активации химической реакции.
курсовая работа [270,9 K], добавлен 28.04.2015Связи между активностями компонентов в растворе. Уравнение Дюгема-Маргулиса. Методы определения активности и порядка химической реакции. Необратимые реакции первого, второго и третьего порядков. Уравнение стандартного состояния для растворённого вещества.
лекция [425,7 K], добавлен 28.02.2009Кинетические методы анализа. Методы измерения скорости реакции. Термодинамический вывод диаграммы состояния. Термодинамический вывод диаграммы состояния системы с простой эвтектикой.
курсовая работа [53,2 K], добавлен 04.01.2004
