химический каталог




Курс общей химии

Автор Э.И.Мингулина, Г. Н.Масленникова, Н.В.Коровин, Э.Л.Филиппов

действительной; первая будет во много раз больше последней.

Аррениус высказал гипотезу о том, что химическое взаимодействие осуществляется только между теми соударяющимися молекулами, которые достигли определенного энергетического уровня, характерного для данной реакции, ее энергетического барьера. Если считать такие молекулы активными, то эффективные столкновения происходят только между активными молекулами.

Все молекулы в системе, запас энергии которых не ниже энергетического барьера реакции, находятся в особом состоянии, которое принято называть переходным'или состоянием активированного комплекса. Можно предположить, что система в состоянии активированного комплекса характеризуется тем, что в ней уже нет исходных веществ, но нет еще и продуктов реакции; исходные вещества переходят в продукты реакции. Схематически переход от исходных веществ А и В к продуктам реакции С

и D через состояние активированного комплекса А...В представлен на рис. V.5*.

Если принять средний уровень энергии молекул исходных веществ в системе равным ?ь а среднюю энергию переходного состояния — Е', то разность Е' — Е\ будет выражать энергию активации данной реакции Еа. Энергия системы (рис. V.5) в переходном состоянии максимальна, а это значит, что активированный комплекс крайне неустойчив. По ходу реакции он превращается в продукты взаимодействия С и D. В рассматриваемом примере средний уровень энергии молекул продуктов реакции ?2 ниже среднего уровня энергии молекул исходных веществ Ei. Это означает, что процесс протекает с выделением энергии (реакция экзотермическая).

Средний уровень энергии молекул продуктов реакции ?2 может быть выше среднего уровня энергии молекул исходных веществ Е\ (рис. V.6). Процесс протекает с поглощением энергии из окружающей среды (реакция эндотермическая). Разность Еч — Е\ равна тепловому эффекту процесса ЛЯ.

Энергия активации Еа— один из основных параметров, который характеризует скорость химического взаимодействия. Энергия активации процесса зависит от природы реагирующих веществ. Чем больше энергия активации, тем меньше (при прочих равных условиях) скорость реакции. Энергия активации необходима в основном для ослабления химических связей в исходных веществах и для преодоления отталкивания между электронами, которое возникает при сближении молекул и атомов

взаимодействующих веществ и мешает их столкновению.

Обычно реакции между веществами с прочными ковалент-ными связями характеризуются большими значениями Еа и идут медленно. Это относится ко многим взаимодействиям между

органическими веществами и к таким взаимодействиям, как Н2 + '/202= Н20 или N2 + 3H2=2NH3, скорость которых при стандартных условиях практически равна нулю. Малыми значениями Еа и очень большими скоростями характеризуются ионные взаимодействия в растворах электролитов (например, Ва2+ + SOl~ = BaS04 или Ag+ + Cl~ = AgCl). Это связано с тем, что разноименно заряженные ионы притягиваются друг к другу и не требуется затрачивать энергию на преодоление сил отталкивания взаимодействующих частиц.

Энергия активации Еа химической реакции легко рассчитывается по уравнению Аррениуса (V.22), если известны значения констант скоростей при разных температурах kT] и kr,:

(V.23)

Координата реакции — любой параметр процесса, который изменяется в

ходе реакции.

Энергии активации некоторых химических реакций приведены ниже:

Еа =

?а = Еа =

54,4 кДж/моль, 165,5 кДж/моль, 180,5 кДж/моль, 186,4 кДж/моль, 218,0 кДж/моль, 334,7 кДж/моль,

Обычно реакции, для которых ?а>150 кДж/моль, при комнатной температуре не протекают. Большая энергия активации является тем «кинетическим препятствием», из-за которого на холоду не идут многие химические взаимодействия, вполне вероятные с точки зрения химической, термодинамики(ДС < О, см. гл. IV). Как следует из уравнения (V.23), величина Еа равна тангенсу угла наклона прямой, представленной на рис. V.3. Чем больше энергия активации, тем заметнее влияние изменения температуры на константу скорости реакции k, а следовательно, и на ее скорость.

При высоких температурах реакции могут протекать с очень высокими скоростями. Например, при 10 ООО К и выше высокая степень превращения исходных веществ в продукты реакции достигается за Ю-5 — 10_3 с. Область химии, изучающая химические реакции в низкотемпературной плазме, называется плазмохимией. Плазмохимические реакции находят применение в промышленности, например, для восстановления оксидов и хлоридов некоторых элементов, получения тугоплавких материалов, тонкодисперсных порошков, ацетилена, этилена и др.

Предэкспоненциальный множитель Л в уравнении (V.21) равен константе скорости химической реакции при Еа — 0 и его можно рассматривать как экстраполяционное значение kmax, когда все молекулы реакционноспособны, т. е. все их соударения эффективны:

* = Am.x*-|?''t*r)

(V.24)

Из выражения (V.24) следует, что множитель e~Ea/{RT) равен -отношению фактической скорости реакции при заданной температуре и единичных концентрациях исходных веществ к к

страница 57
< 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

Скачать книгу "Курс общей химии" (2.81Mb)


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

 

 

Реклама
холодильник утечка фреона
чугунная посуда из франции
Стеллажи и библиотеки Открытые купить
ручка для шкафа купить

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)