 |
|
Порядок и молекулярность химических реакций
Показатели степени, в которых концентрации реагирующих веществ входят в кинетическое уравнение химической реакции называются порядком реакции по данному веществу. Общий порядок реакции равен сумме частных порядков реакции по реагирующим веществам.
n = nA + nB 
(1.7)
По величине порядка различают реакции нулевого, первого, второго и третьего порядков. Реакции более высоких порядков практически не встречаются.
На ряду с порядком химические реакции характеризуются молекулярностью.
Молекулярностью химической реакции называется минимальное число реагирующих частиц, необходимых для осуществления элементарного акта реакции. Так как молекулярность определяется только числом частиц
реагирующих веществ, то при этом не имеет значения число частиц, образующихся в результате протекания реакции. В зависимости от минимального числа реагирующих частиц различают:
1) мономолекулярные (одномолекулярные) реакции, в которых в результате одного элементарного акта претерпевает превращение только одна молекула
Н2 = 2Н (1.8)
2) бимолеекулярные ( двумолекулярные) реакции, в которых в результате элементарного акта претерпевают превращение две молекулы одного вещества
2Н = Н2 (1.9)
или две молекулы различных веществ
СО2 + Н2 = СО + Н2О (1.10)
3) трёхмолекулярные реакции, в которых претерпевают превращение три
молекулы
3О2 = 2О3 (1.11)
или
2О2 + NO = 2NO3 (1.12)
Согласно кинетической теории, условием взаимодействия является одновременное столкновение реагирующих частиц. Поскольку вероятность
одновременного столкновения четырёх молекул и более молекул ничтожно мала, то реакции более высокой молекулярности маловероятны. Даже трёхмолекулярные реакции встречаются крайне редко.
Молекулярность реакции является теоретическим понятием, которое характеризует механизм протекания реакции.
Таким образом, порядок реакции характеризует формальную зависимость
скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ, а молекулярность механизм её протекания. Если стехиометрическое уравнение
правильно отражает истинный механизм протекания реакции, то в этом случае молекулярность и порядок реакции совпадают. В общем случае такого совпадения не наблюдается. Поэтому стехиометрические коэффициенты в уравнении. Поэтому стехиометрические коэффициенты в уравнении химической реакции не всегда определяют её порядок.
 |
где –скорость реакции при температуре t2,
– скорость реакции при температуре t1,
– температурный коэффициент.
Задача:Определите, как изменится скорость некоторой реакции:
а) при повышении температуры от 10° до 50° С;
б) при понижении температуры от 10° – 0° С.
Температурный коэффициент реакции равен 3.
а) подставить данные задачи в формулу:
 | ||
 |
скорость реакции увеличится в 81 раз.
б)
Скорость реакции уменьшится в 3 раза.
vt2 t2-t1/10
----- = (γ)
vt1
где γ – температурный коэффициент скорости реакции, показывающий, во сколько раз возрастает скорость на каждые 10 градусов.
Время протекания реакции имеет обратную зависимость от температуры:
τ t1 t2-t1/10
----- = (γ)
τ t2
Задача:Как изменится скорость реакции, имеющей кинетическое уравнение
v= kC(A) 2C(B), если
А) концентрацию вещества А увеличить в 3 раза;
Б) концентрацию вещества А увеличить в 3 раза, а концентрацию В уменьшить в 3 раза?
o Решение. Подставим соответствующие данные в кинетическое уравнение, сравним скорости реакций.
 |
а)
скорость реакции увеличится в 9 раз.
б)
скорость реакции увеличится в 8 раз.
Для большинства химических реакций зависимость константы (скорости)
химической реакции от температуры выражается эмпирическим уравнением
Аррениуса:
(1.54)
где Е – энергия активации химической реакции.