химический каталог




Анорганикум Том 1

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

исходит за счет многократного обмена в прямом и обратном направлениях, и поэтому оно происходит значительно медленнее, чем происходит сама реакция обмена.

Для изучения очень быстрых химических реакций, а также для установления короткоживущих промежуточных продуктов применяется метод парамагнитного электронного резонанса. К. наиболее быстрым химическим реакциям, для которых константа скорости практически идентична числу столкновений (Ая»1012 с-1), относятся реакции переноса протона, а также различные реакции с электронными переходами. Совсем недавно для определения констант скорости с большим успехом применяют релаксационные методы. В самом общем виде сущность этих методов состоит в том, что на систему, находящуюся в состоянии термодинамического равновесия, оказывают кратковременное воздействие, выводящее ее из равновесия (например, воздействуют ультразвуком). Скорость установления нового равновесного состояния регистрир5ется, например, на осциллографе. Время, необходимое для перехода к новому состоянию, называют временем релаксации; оно количественно связано с константой скорости реакции. Для нарушения равновесия используют также кратковременное повышение температуры.

(54)

График зависимости Igk от 1/Г представляет собой прямую с коэффициентом наклона А; эта прямая пересекает ординату в точке В. Аррениу" и Вант-Гофф конкретизировали константы в уравнении (53):

1пА = 1пЛ—

k = k„e

(55)

где Е — энергия активации, R — универсальная газовая постоянная, а Ао — фактор частоты или фактор столкновений (разд. 11.2). Из уравнения (55) следует, что не каждое столкновение реагирующих частиц приводит к химическому превращению, а лишь те столкновения, энергия которых больше энергии активации Е. Уравнение Аррениуса (55) можно также записать в дифференциальной форме

dT

DIN FT Е /г«,

(56)

RT2

IN

Интегрирование в пределах температур от Т, до Т2 дает

~R~[~T, тт) (57)

С помощью уравнения можно рассчитать энергию активации, если найдены константы скорости при двух различных температурах.

11. КОНСТАНТА СКОРОСТИ РЕАКЦИИ

11.1. ЗАВИСИМОСТЬ КОНСТАНТЫ СКОРОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

Еще в прошлом столетии было установлено, что для многих реакций скорость увеличивается при повышении температуры-Вант-Гофф показал, что при повышении температуры на 10°С скорость реакции увеличивается примерно в 2—3 раза. Для температурной зависимости константы скорости было найден0 эмпирическое соотношение

11.2. ФИЗИЧЕСКИЙ СМЫСЛ ФАКТОРА СТОЛКНОВЕНИЙ

Первоначальное теоретическое истолкование уравнения Аррениуса (55) было дано на основе кинетической теории газов. Для того чтобы произошла реакция, должны быть выполнены следующие два условия:

молекулы должны столкнуться между собой;

в момент столкновения полученная энергия должна быть достаточна для образования активированного состояния.

Что такое активированное состояние, будет пояснено несколько позднее. Однако первое представление об активированном состоянии можно дать уже здесь, обратясь к рис. Б.8. Исходному состоянию молекулы соответствует энтальпия Hi, а конечному состоянию — энтальпия Я2 (Я]>Яа). В процессе реакции исходные вещества с уровня энергии Hi переходят в конечные с уровнем энергии Яг, при этом происходит изменение энтальпии ДЯ (разд. 20.1). Для того чтобы могла произойти реакция, необходимо, чтобы во время соударения взаимодействующие частицы получили энергию, достаточную для образования активированного комплекса; эта энергия как раз и есть энергия активации. Из рис. Б.8 также следует, что разность энергий активации реакций, протекающих в прямом и обратном направлениях, равна энтальпии реакции ДЯ=?—?'. Пусть (/ — число (активных) молекул, которые вступают в реакцию, Z число столкновений в 1 см3, k — константа скорости реакции. Тогда

k = Zq (58)

Активиревшыи комплекс

Haaime

Z я q можно рассчитать на основе кинетической тео-рии газов. Из простых соотношений (разд. 2.2) можно найти число столкновений 2 в газе, содержащем молекулы одного и того же вещества:АН

Продукт реакции

— н,

Рис. Б.8. Схема, показывающая взаимосвязь энергий активации прямой и обратной реакций и энтальпии суммарной реакции.

следующее выражение для

Z=]/JrarW (соударений • см-3 • с"1) (59)

где v — средняя скорость, и — эффективный диаметр столкновений; п — число молекул в 1 см3.

Кинетическая теория дает

ЕДУЮЩСС onj/omt,., средней скорости частицы:

= 0,921УЗЛ77М. Подставим это выражение в уравнение (59):

Z = 6,5.10W)/r (60)

Если газ состоит из различных молекул, вступающих в реакцию, то получается несколько иное выражение.

Отношение количества молекул, вступающих в реакцию, к общему числу молекул также можно получить по кинетически" теории газов. Из закона распределения по энергиям Максвелла (разд. 2.2) следует, что если при температуре Т в 1 см3 газ содержит я молекул, то число молекул я, обладающих энергией Е, определяется следующим соотношением:

<т= е-Е/ят (62)

С учетом уравнения (58) получим ний молекул в зоне реакции. На

страница 55
< 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
коцерт филиппв киркова
охотничьи сувениры подарки
рекламная конструкция на крышу автомобиля
абонентские гкафы

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
(08.12.2016)