химический каталог




Анорганикум Том 1

Автор Г.Блументаль, 3.Энгельс, И.Фиц, В.Хабердитцль и др.

ассмотрим обобщенное уравнение химической реакции

VAA + vBB s=t vcC -F vDD (1)

где vA, VB, VC и Vn — стехиометрические коэффициенты, А и В — исходные вещества, С и D — продукты реакции.

Термодинамика рассматривает эту реакцию в состоянии равновесия, т. е. при условии, что концентрации всех участвующих в ней веществ не меняются. Термодинамический подход позволяет определить константу равновесия реакции, равновесные концентрации всех реагирующих веществ, тепловой эффект, а также условия смещения равновесия в ту или другую сторону. Термодинамические соотношения ничего не скажут нам О механизме и скорости реакции, а также о возможных промежуточных стадиях реакции.

Химическая кинетика исследует протекание реакции во времени. С помощью химической кинетики можно выяснить закономерности, в соответствии с которыми устанавливается СОСТОЯние химического равновесия, а теоретический анализ зависимости скорости реакции от времени может дать полезную информацию о промежуточных стадиях реакции.

При этом важно отметить, что и в состоянии термодинамического равновесия молекулы веществ, участвующих в реакция, могут взаимодействовать между собой. Однако вследствие ТОГО, что скорости прямой и обратной реакций равны между собой, мы не замечаем изменения концентрации реагирующих НЕЩЕСТВ. Такое состояние называют динамическим равновеси-ем в химической системе. Для расчета константы равновесия нз термодинамических данных вполне достаточно знать обычНОЕ уравнение химической реакции со стехиометрическими ко-эФфицие

иентами, например

НЛИ

Нг+12 : Нг+Вгг ;

2HI

(2) (3)

148

Химическая кинетика и механизмы реакций

Предмет и метод

149

Напротив, из этих уравнений нельзя сделать никаких выводов о скорости этих реакций и их механизме. Учитывая, что эти реакции однотипны с точки зрения стехиометрических соотношений, можно было бы предположить, что они имеют аналогичные механизмы реакции и параметры ее скорости. Однако, как будет подробно показано (разд. 12.1), элементарная реакция образования HI согласуется с уравнением реакции (соударение молекул), в то же время образование НВг происходит в результате сложной цепной реакции, при которой сначала предполагается диссоциация молекулы Вг2, а затем реакции между атомами и молекулами:

Вг2 —> 2Вг (За)

Вг -(- Н2 -г—>- НВг + Н (36)

Н + Вгг :a=fc НВг + Вг (За)

Характер изменения скорости реакции образования НВг (разд. 12.4) соответствует такому сложному механизму реакции.

Термодинамика представляет собой более законченную и теоретически обоснованную дисциплину, чем химическая кинетика. Однако за последние годы был достигнут значительный прогресс в развитии последней, особенно в истолковании механизма элементарного акта химической реакции.

До настоящего времени нельзя сделать определенных выводов, например, о механизме наиболее часто применяемых в аналитической химии окислительно-восстановительных реакций Остановимся на реакции между перманганатом калия и перок-сидом водорода в щелочной среде:

2Мп04-+Н303+20Н- :s=fc 2MnCV- + 02 + 2 Н20 (4)

Согласно современным кинетическим данным, реакция протекает через следующие стадии:

HOO- + MnCV -—* [ООМпОзГ + ОН" (S)

[ООМпОз]- ? МпСу + 02 (6)

MnCV + НаО Мп04- + H3MnCV + 2 ОН" ? 2Мп042- + 2 Н20

При объяснении этой последовательности реакций след)ет вспомнить, что слабая кислота Н202 существует в щелочных растворах (при рН>12) в виде иона ООН-. В результате первой стадии реакции возникает пероксидный комплекс, распадающийся затем на Мп03 и 02 (вторая стадия). Мп03_ — весьма неустойчивая частица, еще не обнаруженная препаративными методами. Mn(V) имеет координационное число 4, поэтому по реакции (7) тотчас образуется Н2Мп04~, в свою очередь реагирующий реакция синпропорционирования) с М11О4- с образе ванием Mn042_. Еще более сложно протекает реакция при избытке Н202, когда образуется диоксид марганца (разд. 36.14.1); в кислой среде реакция идет еще дальше до Мп2+.

Аналогичные затруднения возникают при рассмотрении большинства неорганических окислительно-восстановительных реакций. Несмотря на это, оказывается возможным составить такие

стехиометрические уравнения, чтобы суммарная реакция представляла собой сложную последовательность нескольких стадий. На основе исследования механизма реакции можно сделать

вывод об истинной последовательности этих стадий (или их

параллельном протекании). В рассмотренном выше примере

можно было бы предположить, что образование 02 обусловлено двумя электронными переходами, например

ООН" + Мп04- >- Мп042- + Н02

(8)

НОа + MnCV + ОН- >- Мл042- + 02 + Н20

Однако исследования кинетики процесса показывают, что скорее всего реакция протекает в соответствии с уравнениями (5)-(7).

В большинстве случаев определение скорости реакции само по себе не позволяет сделать выводов о каком-либо конкретном механизме реакции. Здесь для выяснения механизма реакции может быть очень полезным применение стабильных или радиоактивных изотопов. В качестве примера рассмотрим

страница 48
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257

Скачать книгу "Анорганикум Том 1" (8.12Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
аренда монитора москва
Рекомендуем фирму Ренесанс - кованая лестница - всегда надежно, оперативно и качественно!
стул посетителей kf 1 купить
Всегда выгодно в KNSneva.ru - J0F25EA - 10 лет надежной работы в Санкт-Петербурге.

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)