|
Элементарная химическая реакцияЭлементарная химическая реакция протекает в одну стадию при непосредственном взаимодействии молекул исходных веществ друг с другом. Она представляет собой совокупность элементарных химических актов, каждый из которых есть процесс превращения одной или нескольких находящихся в контакте частиц исходных веществ в частицы продуктов. Элементарный химический акт происходит за отрезки времени t ~10-13–10-15с. Рассмотрим химическую реакцию, элементарным актом которой является взаимодействие молекул A2 и B2 с образованием двух молекул АВ: A2 + B2 ® 2 АВ. Условием осуществления этого элементарного химического акта является, во-первых, встреча (столкновение) молекул A2 и B2. Под встречей подразумевается сближение этих молекул на расстояние, позволяющее эффективно взаимодействовать их электронным оболочкам. То есть, взаимодействующие молекулы должны одновременно оказаться в некотором элементарном объеме пространства – месте встречи. Во-вторых, наличие у молекул A2 и B2 достаточной энергии для образования ими нестабильной промежуточной частицы, в состав которой будут входить два атома А и два атома В, объединенные общей системой химических связей, которая в дальнейшем распадется на две молекулы АВ. Область пространства, в которой происходят элементарные акты химической реакции, называется реакционным пространством. Для гомогенных реакций, в которых реагирующие вещества (А2 и B2) находятся в одной фазе (взаимодействие газов или смешивающихся жидкостей), элементарные акты взаимодействия возможны в любой точке объема, занимаемого реагентами. В этом случае объем и является реакционным пространством (V). В случае гетерогенных реакций реагирующие вещества находятся в разных фазах (например, взаимодействие твердых веществ с газами или жидкостями). Элементарные акты химического взаимодействия протекают на границе раздела фаз, которая и является реакционным пространством – реакционная поверхность (S). Число частиц, участвующих в элементарном химическом акте, называется молекулярностью реакции. Соответственно различают реакции: мономолекулярные, например С2H6®2СH3•, бимолекулярные, например 2NO2® N2O4, H• + O2 ® OH• + O•, тримолекулярные, например 2NO + O2 ® 2NO2. Тримолекулярные реакции встречаются крайне редко, а реакции более высокой молекулярности не протекают. Это связано с пренебрежимо малой вероятностью встречи четырех и более частиц. Скорость химической реакции Под скоростью элементарной химической реакции подразумевается число элементарных актов (r), совершающихся в единицу времени в единице реакционного объема (для гомогенных реакций Пусть протекает гомогенная реакция, элементарный акт которой описывается уравнением n A A + n B B ® n D D. Из уравнения реакции вытекает, что в элементарном акте расходуется n A молекул вещества A и n В молекул вещества В с образованием n D молекул вещества D. Скорость реакции может быть определена как
где D ni – число частиц i -го вещества, взаимодействующих за интервал времени D t в объеме V, n i – стехиометрические коэффициенты. Отметим, что для простой реакции стехиометрические коэффициенты совпадают с числом частиц каждого вещества, участвующих в элементарном акте. Знак "минус" указывает на то, что вещество расходуется, а знак "плюс" – что оно накапливается в ходе реакции. Обычно указывается изменение количества i -го вещества в единицу времени (скорость накопления или расходования). Если учесть, что за время реакции D t = t 2 –t 1 изменение числа частиц реагентов в единице объема (
Мгновенная (истинная) скорость реакции определяется при D t ®0:
В смесях газов число частиц компонентов в единице объема пропорционально их парциальному давлению (pi): D ni =Dn i×NА,D pi×V =Dn i×RT Dn i – изменение числа молей i -го газа; V – объем газовой смеси. Таким образом, для гомогенных реакций между газами скорость химической реакции можно выразить через изменение парциального давления i -го газа:
Соответственно при D t ®0 ![]() ![]() Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право... ![]() ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования... ![]() Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом... ![]() Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|