Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Реакции можно поделить на простые – идут в одну стадию и сложные – многостадийные. Рассмотрим простые реакции.
Скорость химической реакции по закону действия масс пропорциональна концентрации реагирующего вещества в данный момент времени. Так, для реакции типа скорость реакции может быть выражена следующим кинетическим уравнением:
v = - d CА / d t = kCA, (14.3)
где CА – концентрация вещества А в данный момент; k – коэффициент пропорциональности, который носит название константы скорости химической реакции.
При взаимодействии двух веществ или более, т.е. для реакции типа
а А + b В с С
математическое выражение скорости будет
v = k (CA)γ a (CВ) γ b (14.4)
Показатель степени (γ x) называется порядком реакции по данному реагенту, а сумма ∑γ x – общим порядком, или просто порядком реакции.
В простых случаях показатели степени совпадают со стехиометрическими коэффициентами:
γ a = а, γ b = b и т. д..
Но при сложном механизме реакций эти величины могут различаться. Тем не менее, почти всегда будем предполагать, что порядок реакции по реагенту совпадает с соответствующими стехиометрическими коэффициентами. В таблице 14.1 в общем виде представлены реакции разных порядков и соответствующие уравнения скорости.
Таблица 14.1.
Реакции 1-го порядка | ||
Реакции 2-го порядка | ||
Реакции 3-го порядка |
Есть ещё одно близкое понятие – молекулярность реакции: количество одновременно реагирующих молекул. Во многих случаях, как видно из таблицы, молекулярность совпадает с порядком реакции. В реакциях 2-го порядка реагируют две (разные или одинаковые) молекулы, а в реакциях 3-го порядка – три молекулы. Заметим: тримолекулярные реакции очень редки, так как в таких реакциях должно происходить одновременное столкновение трёх молекул, вероятность чего весьма невелика. Понятно, что не бывает четырёхмолекулярных реакций. Если же в уравнении реакции фигурируют 4 или больше молекул реагентов, это означает, что на самом деле здесь – не простая, а сложная реакция, идущая в несколько стадий. И на каждой стадии обычно реагируют не больше двух молекул, т.е. и молекулярность, и порядок равны двум.
Но порядок реакции и её молекулярность иногда не совпадают. Это бывает, когда реагент фигурирует в уравнении реакции, но его концентрация не влияет на скорость реакции. Вот два примера.
Катализируемая реакция:
А катализатор В (14.5)
Если вещество А – в избытке, то скорость определяется лишь количеством катализатора, т. е. От концентрации вещества А не зависит:
v = k (14.6)
В данном случае имеет место реакция нулевого порядка, так как ∑γ x = 0.
Реакция, где один из реагентов – в большом избытке. Так, например, обстоит дело в реакциях гидролиза:
А + Н2О = Р1 + Р2 (14.7, а)
Формально эту реакцию можно записать и как реакцию второго порядка:
v = k САСН2О (14.7, б)
но концентрация воды – это фактически постоянная величина, которую можно ввести в константу скорости:
v = k’ СА, где k’ = k СН2О (14.7, в,г)
Тогда получается, что данная бимолекулярная реакция имеет первый порядок.
Дата публикования: 2015-01-14; Прочитано: 436 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!