Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
В замкнутой системе, в которой объем не меняется, отношение количества вещества к объему системы представляет собой молярную концентрацию.
Скорость гомогенной реакции равна изменению концентрации какого-либо из веществ, вступающих в реакцию, или образующихся в результате ее, в единицу времени.
Зависимости концентраций исходных веществ или продуктов реакции от времени называются кинетическими кривыми.
Пусть за промежуток времени от t 1 до t 2 молярная концентрация некоторого реагирующего исходного вещества уменьшилась от С 1 до С 2 (рис. 1).
Рис. 1. Средняя и истинная скорости реакции для исходного вещества
Скорость реакции в данный промежуток времени будет равна
.
В ходе реакции количества исходных веществ во времени убывают, количества продуктов реакции увеличиваются. Скорость является положительной величиной, поэтому перед отношением в правой части уравнения ставят знак «минус», если ее определяют по расходу исходного вещества, и знак «плюс», если ее определяют по увеличению концентрации продукта реакции.
В общем случае
. | (2.1) |
Отношение изменения концентрации одного из реагирующих веществ к промежутку времени выражает среднюю скорость реакции.
В ходе реакции изменяются концентрации реагирующих веществ и соответственно скорость реакции. Средняя скорость реакции тем ближе к истинной скорости, чем меньше промежуток времени D t. За бесконечно малый промежуток времени dt концентрация изменится на бесконечно малое значение dC.
Скорость реакции в данный момент времени или, мгновенная (истинная) скорость реакции, представляет собой первую производную концентрации реагирующего вещества по времени
. | (2.2) |
Производные концентрации по времени, входящие в выражение для мгновенной скорости реакции, находятся как тангенсы углов наклона касательных к кинетическим кривым в точках, соответствующих различным моментам времени от начала химической реакции (рис.2).
Из определения скорости и анализа уравнения (2.1) следует, что скорость реакции имеет единицу измерения [моль∙л-1·с-1] (иногда [моль∙м-3·с-1], [моль·л-1·ч-1] и т.п.).
Рис. 2. Кинетические кривые:
1 - для исходного вещества; ; 2 – для продукта реакции;
При описании кинетического процесса необходимо указывать вещество, по отношению к которому была измерена скорость («скорость по веществу»). Рассмотрим в качестве примера следующую реакцию:
N2 + 3H2 = 2NH3.
Из уравнения реакции видно, что если за какой-то период времени D t в реакцию вступит n молей N2, то за это же время прореагирует 3 n молей Н2 и образуется 2 n молей NH3. Следовательно, скорости реакции по каждому из веществ различны, однако, разделив эти скорости на стехиометрический коэффициент, соответствующий этому веществу в уравнении реакции, получим одну и ту же величину - просто «скорость реакции»
.
Дата публикования: 2014-11-02; Прочитано: 381 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!