химический каталог




Анорганикум Том 1

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

СЧ

Ч/ ХН /\ и Н

Активация молекул, т. е. подвод к ним энергии, необходимой Для осуществления химического превращения, здесь также °беспечивается за счет соударений с молекулами. Эта реакция П0ДЧиняется закономерностям мономолекулярной реакции прежде всего потому, что возбуждение реагирующих молекул происходит при столкновении с любыми молекулами, даже не уча156

Простые кинетические закономерности

157

ствующими в реакции, например с молекулами инертного газа. Поскольку такие соударения относятся к бимолекулярным процессам, реакции термического разложения часто называют псевдомономолекулярными; можно даже сказать, что, кроме радиоактивного распада, не существует реакций, протекающих строго по мономолекулярному механизму.

Для наглядности на рис. Б.З схематически изображены процесс возбуждения (активирования) молекулы, а также дальнейшие стадии реакции на примере дегидрирования циклопен-тена. Энергия активации в виде колебательной энергии распределяется на возбужденной молекуле А*; последняя может либо дезактивироваться при соударении с другой исходной молекулой А, либо при благоприятной локализации энергии перейти в В с отщеплением Н2.

Известные реакции, лишь формально протекающие пс уравнению реакции первого порядка, как это было показаис для омыления эфира в кислой среде [уравнение (19)]. Вооб Ще, если один из компонентов имеется в большом избытке J вследствие этого его концентрация почти не снижается в хоД( реакции, то, хотя эта реакция протекает со скоростью, опреде ляемой уравнением второго порядка, расчет кинетики такой ре акции можно проводить на основе уравнений скорости реакпи' первого порядка. Кроме того, различные каталитические реакции (как гомогенные, так и гетерогенные) идут в соответствии с закономерностями уравнения первого порядка [разд. 14.2, уравнение (122)]. Гетерогенная реакция, скорость которой определяется диффузией реагирующего вещества к границе раздела фаз, также описывается уравнением скорости реакции первого порядка (разд. 14.1).

Часто рассматривают также скорость образования продукта реакции во времени; тогда по аналогии с уравнением (18) можно записать

= (33)

где а — начальная концентрация исходного вещества, их— концентрация продукта реакции в момент времени t. Используя начальные условия (t = 0, х = 0), после разделения переменных и интегрирования получим

In—— = И (34)

а— х '

* = а(1 — e-ft() (35)

k можно определить графическим методом (рис. Б.2, а), построив график зависимости изменения концентрации от времени в координатах lg(a—х)—г; полученная прямая пересекает ось координат в точке lg а, а ее коэффициент наклона равен —fe/2,3. В соответствии с уравнением (33), размерность константы скорости реакции первого порядка с-1.

9.2. Реакции второго и более высокого порядков

Для многих химических реакций кинетические закономерности подчиняются уравнению скорости реакции второго порядка. К таким реакциям относятся образование HI и его разложение на исходные вещества. В качестве классического примера реакции второго порядка часто рассматривают омыление эфира в щелочной среде:

CHsCOOGjHs + ОН" ? СН,СОО- + С„Н6ОН (36)

Многие реакции, сопровождающиеся переносом электрона, также являются реакциями второго порядка, например

Fe«+ + #n,+ ?Fes + +Mna+ (37)

Се" + Fes+ ? Се3+ + Fe3+ (38)

В наиболее простой форме уравнение скорости реакции второго порядка получается в том случае, если концентрации исходОбработку кинетических данных по уравнению (41) удобнее всего проводить графически, построив график в координатах 1/с—t. Полученная прямая отсекает на оси ординат отрезок 1/с0; графически определяют и коэффициент k.

Время полупревращения tih можно найти, подставив с= = с0/2 в уравнение (41).

=F (42)

k имеет размерность (моль-л-1)-'-с-1.

При равенстве концентраций реагирующих веществ кинетические уравнения более высокого порядка, соответствующие соотношения между концентрацией Со и периодом полупревращения ii/j находят так же, как и уравнения скорости реакции второго порядка (39)—(42). Уравнение скорости реакции л-го порядка можно записать в следующем виде:

dC

aT = kc"

(43)

там"161"™ переменные и пРоинтетрировав уравнение (43), полу(л— 1) с«-1 = kiJrC

?-Ы

(44)

При начальных условиях 1 = й и с=с„ получим константу С = = 1/(л—1)е0"-'. Тогда

L_V

(л-1) [с« с„«-» )Уравнение (44) справедливо для всех п, кроме п=\. При подстановке д=1 в (44) получается неопределенность (кинетическое уравнение первого порядка рассмотрено ранее). Время по159

лупревращения реакции первого порядка можно выразить через уравнение (44), если подставить с = а>/2: , 2"-' — 1

— l)fca»-' 1 '

Известны также уравнения нулевого порядка (разд. 14.2). После подстановки п = 0 в уравнение (44) получим

с„-с = Й (46)

Очевидно, в этом случае количество образовавшегося вещества пропорционально времени; зависимость концентрации от времени представляет собой прямую, отсекающую на оси координат отрезок Со и имеющую тангенс угла наклона k. Такого типа к

страница 51
< 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
стеклоподъемники иж ода
кровать 90х190 купить
где купить наклейки о запрете курения воронеже
круглые кровати для новорожденных

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
(24.05.2017)