 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
Вплив температури на швидкість реакцій. Енергія активації
|
|
Як зазначалося, умовою елементарного акта взаємодії є зіткнення реагуючих часток. Однак не кожне зіткнення може привести до хімічної взаємодії. Насправді, хімічна взаємодія передбачає перерозподіл електронної густини, утворення нових хімічних зв’язків і перегрупування атомів. Таким чином, крім зіткнення енергія реагуючих часток повинна бути більша за енергію відштовхування (енергетичний бар’єр) між їх електронними оболонками.
Внаслідок перерозподілу енергії частина молекул в системі завжди має певний надлишок енергії порівняно із середньою енергією молекул. Тому вони можуть подолати енергетичний бар’єр і вступити в хімічну взаємодію. Такі реакційноздатні молекули называють активними молекулами.
Різниця між середньою енергією системи і енергією, необхідною для перебігу реакції, називається е нергією активації реакции.
Вона необхідна для подолання енергетичного бар’єра.
Наявність енергетичного бар’єра приводить до того, що багато реакцій, перебіг яких повністю можливий, самочинно не починається. Наприклад, вугілля, деревина, нафта, здатні окиснюватися і горіти на повітрі, за звичайних умов не спалахують. Це пов’язано з великою енергвєю активації відповідних реакцій окиснення. Підвищення температури збільшує кількість активних молекул, і тому все більше молекул кисню, вугілля, деревини в нафти набувають необхідний запас енергії для початку реакції. За певної температури швидкість реакції досягає певної величини, і починається реакція горіння.
Перш ніж почнуть утворюватись нові хімічні зв'язки, мають бути ослаблені або розірвані зв'язки між атомами у вихідних молекулах. Для цього потрібно затратити енергію. Так, у реакції водню з йодом
Н2 + І2 = 2НІ
під час зіткнення молекул починають подовжуватись зв'язки Н—Н та І—І. Вони послаблюються і тільки після цього починають утворюватись нові зв'язки Н—І. У результаті виникає угруповання
яке називають активованим комплексом, або перехідним станом.
Після утворення перехідного стану відбувається процес подальшої побудови нових зв'язків і остаточного розриву вихідних зв'язків. Процес хімічного перетворення можна відобразити такою схемою:
Зміну енергії реагуючих часток під час хімічного перетворення можна відобразити на енергетичній діаграмі, абсцисою якої є координата реакції, пов'язана з між'ядерними відстанями
Таким чином, під час хімічного процесу перехід системи вихідних речовин із енергетичного стану Евих в енергетичний стан Епр здійснюється через енергетичний бар’єр, який дорівнює енергії активації системы Е0. При цьому тепловий ефект реакції
DН = Епр – Евих.
Для ендотермічної реакції енергія продуктів реакції більша, ніж енергія вихідних речовин, для екзотермічної, навпаки, енергія продуктів менша за енергію вихідних речовин (див. рис.). Однак в обох випадках між вихідними речовинами і продуктами реакції утворюється активований комплекс, що має підвищену енергію.
Дата публикования: 2015-09-17; Прочитано: 435 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!
