Քիմիական ռեակցիաների մեծ մասի արագությունը մեծանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ: Քանի որ ռեակտիվների կոնցենտրացիան գործնականում անկախ է ջերմաստիճանից, ըստ ռեակցիայի կինետիկ հավասարման, ջերմաստիճանի հիմնական ազդեցությունը ռեակցիայի արագության վրա տեղի է ունենում ռեակցիայի արագության հաստատունի փոփոխության միջոցով: Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ բախվող մասնիկների էներգիան մեծանում է, և հավանականությունը, որ բախման ժամանակ տեղի է ունենում քիմիական փոխակերպում։

Ռեակցիայի արագության կախվածությունը ջերմաստիճանից կարելի է բնութագրել ջերմաստիճանի գործակիցի արժեքով։

Սովորական ջերմաստիճաններում (273–373 Կ) շատ քիմիական ռեակցիաների արագության վրա ջերմաստիճանի ազդեցության վերաբերյալ փորձարարական տվյալները ցույց են տվել, որ ջերմաստիճանի բարձրացումը 10 աստիճանով մեծացնում է ռեակցիայի արագությունը 2–4 անգամ (ֆուրգ. Հոֆի կանոն):

Ըստ van't Hoff արագության հաստատուն ջերմաստիճանի գործակից(Van't Hoff գործակիցը)ջերմաստիճանի բարձրացմամբ ռեակցիայի արագության աճն է 10աստիճաններ։

(4.63)

որտեղ և են արագության հաստատունները ջերմաստիճաններում և ; ռեակցիայի արագության ջերմաստիճանի գործակիցն է։

Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է մինչև nտասնյակ աստիճաններ, արագության հաստատունների հարաբերակցությունը հավասար կլինի

որտեղ nկարող է լինել կամ ամբողջ կամ կոտորակային թիվ:

Վանտ Հոֆի կանոնը մոտավոր կանոն է։ Այն կիրառելի է նեղ ջերմաստիճանի միջակայքում, քանի որ ջերմաստիճանի գործակիցը փոխվում է ջերմաստիճանի հետ:

Ռեակցիայի արագության հաստատունի ավելի ճշգրիտ կախվածությունը ջերմաստիճանից արտահայտվում է կիսաէմպիրիկ Արհենիուսի հավասարմամբ.

որտեղ A-ն նախնական էքսպոնենցիալ գործոն է, որը կախված չէ ջերմաստիճանից, այլ որոշվում է միայն ռեակցիայի տեսակով. Էլ -ակտիվացման էներգիա քիմիական ռեակցիա. Ակտիվացման էներգիան կարող է ներկայացվել որպես որոշակի շեմային էներգիա, որը բնութագրում է էներգիայի արգելքի բարձրությունը ռեակցիայի ճանապարհին: Ակտիվացման էներգիանույնպես անկախ ջերմաստիճանից:

Այս կախվածությունը սահմանված է վերջ XIXմեջ Հոլանդացի գիտնական Արրենիուսը տարրական քիմիական ռեակցիաների համար.

Ուղղակի ակտիվացման էներգիա ( Ե 1) և հակառակը ( Ե 2) ռեակցիան կապված է Դ ռեակցիայի ջերմային ազդեցության հետ Հհարաբերակցությունը (տես նկ. 1):

Ե 1 – Ե 2=Դ Ն.

Եթե ​​ռեակցիան էնդոթերմիկ է և Դ Հ> 0, ապա Ե 1 > Ե 2 և առաջընթաց ռեակցիայի ակտիվացման էներգիան ավելի մեծ է, քան հակառակը: Եթե ​​ռեակցիան էկզոթերմիկ է, ապա Ե 1 < Е 2 .

Արրենիուսի հավասարումը (101) դիֆերենցիալ ձևով կարելի է գրել.

Հավասարումից հետևում է, որ որքան մեծ է ակտիվացման էներգիան E, այնքան ավելի արագ է բարձրանում ռեակցիայի արագությունը ջերմաստիճանի հետ։

Փոփոխականների տարանջատում կև Տև հաշվի առնելով Ե հաստատուն արժեք, (4.66) հավասարումը ինտեգրելուց հետո ստանում ենք.

Բրինձ. 5. Գրաֆիկ ln կ–1/Տ.

, (4.67)

որտեղ A-ն նախաէքսպոնենցիալ գործոն է, որն ունի արագության հաստատունի չափ: Եթե ​​այս հավասարումը վավեր է, ապա կոորդինատներով գրաֆիկի վրա փորձնական կետերը գտնվում են ուղիղ գծի վրա՝ a անկյան տակ աբսցիսայի առանցքի նկատմամբ, և թեքությունը () հավասար է, ինչը հնարավորություն է տալիս հաշվարկել ակտիվացման էներգիան: քիմիական ռեակցիա արագության հաստատունի կախվածությունից ջերմաստիճանից՝ համաձայն հավասարման.

Քիմիական ռեակցիայի ակտիվացման էներգիան կարելի է հաշվարկել երկու տարբեր ջերմաստիճաններում արագության հաստատունների արժեքներից՝ օգտագործելով հավասարումը.

. (4.68)

Արհենիուսի հավասարման տեսական ածանցումը կատարվում է տարրական ռեակցիաների համար։ Բայց փորձը ցույց է տալիս, որ բարդ ռեակցիաների ճնշող մեծամասնությունը նույնպես ենթարկվում է այս հավասարմանը: Այնուամենայնիվ, բարդ ռեակցիաների համար Արենիուսի հավասարման մեջ ակտիվացման էներգիան և նախնական էքսպոնենցիալ գործոնը որոշակի ֆիզիկական նշանակություն չունեն։

Արհենիուսի հավասարումը (4.67) թույլ է տալիս բավարար նկարագրություն տալ ռեակցիաների լայն շրջանակի նեղ ջերմաստիճանային միջակայքում:

Ռեակցիայի արագության կախվածությունը ջերմաստիճանից նկարագրելու համար օգտագործվում է նաև փոփոխված Արենիուսի հավասարումը

, (4.69)

որն արդեն ներառում է երեք պարամետր : ԲԱՅՑ, Եև n.

Հավասարումը (4.69) լայնորեն կիրառվում է լուծույթներում տեղի ունեցող ռեակցիաների համար։ Որոշ ռեակցիաների դեպքում ռեակցիայի արագության հաստատունի կախվածությունը ջերմաստիճանից տարբերվում է վերը նշված կախվածություններից։ Օրինակ, երրորդ կարգի ռեակցիաներում արագության հաստատունը նվազում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ: Շղթայական էկզոթերմիկ ռեակցիաներում ռեակցիայի արագության հաստատունը կտրուկ աճում է որոշակի սահմանից բարձր ջերմաստիճանում (ջերմային պայթյուն):

4.5.1. Խնդիրների լուծման օրինակներ

Օրինակ 1Որոշ ռեակցիաների արագության հաստատունը ջերմաստիճանի բարձրացման հետ փոխվել է հետևյալ կերպ. տ 1 = 20 ° C;

կ 1 \u003d 2,76 10 -4 ր. - մեկ; տ 2 \u003d 50 0 С; կ 2 = 137,4 10 -4 ր. -1 Որոշեք քիմիական ռեակցիայի արագության հաստատունի ջերմաստիճանի գործակիցը:

Լուծում. Van't Hoff կանոնը հնարավորություն է տալիս հարաբերությունից հաշվարկել արագության հաստատունի ջերմաստիճանի գործակիցը

է n= =2 ¸ 4, որտեղ n = = =3;

g 3 \u003d \u003d 49,78 գ \u003d 3,68

Օրինակ 2Օգտագործելով van't Hoff կանոնը, հաշվարկեք, թե ռեակցիան ինչ ջերմաստիճանում կավարտվի 15 րոպեում, եթե 20 0 C ջերմաստիճանում տեւել է 120 րոպե։ Ջերմաստիճանի գործակիցըռեակցիայի արագությունը 3 է:

Լուծում.Ակնհայտ է, որ որքան կարճ է արձագանքման ժամանակը ( տ), այնքան մեծ է ռեակցիայի արագության հաստատունը.

3n = 8, n ln3 = ln8, n== .

Ջերմաստիճանը, որում ռեակցիան կավարտվի 15 րոպեում, հետևյալն է.

20 + 1,9 × 10 \u003d 39 0 C:

Օրինակ 3Քացախ-էթիլ էսթերի սապոնացման ռեակցիայի արագության հաստատունը ալկալային լուծույթով 282,4 Կ ջերմաստիճանում հավասար է 2,37 լ 2 / մոլ 2 րոպե: , իսկ 287,40 Կ ջերմաստիճանում հավասար է 3,2 լ 2 / մոլ 2 ր. Գտե՛ք այն ջերմաստիճանը, որի դեպքում այս ռեակցիայի արագության հաստատունը 4 է:

Լուծում.

1. Իմանալով արագության հաստատունների արժեքները երկու ջերմաստիճանում, մենք կարող ենք գտնել ռեակցիայի ակտիվացման էներգիան.

= = 40,8 կՋ/մոլ:

2. Իմանալով ակտիվացման էներգիայի արժեքը՝ Արենիուսի հավասարումից

Հարցեր և առաջադրանքներ ինքնատիրապետման համար.

1. Ի՞նչ մեծություններ են կոչվում «Arrhenius» պարամետրեր:

2. Ո՞րն է փորձարարական տվյալների նվազագույն քանակությունը, որն անհրաժեշտ է քիմիական ռեակցիայի ակտիվացման էներգիան հաշվարկելու համար:

3. Ցույց տվեք, որ արագության հաստատունի ջերմաստիճանի գործակիցը կախված է ջերմաստիճանից:

4. Կա՞ն արդյոք շեղումներ Արենիուսի հավասարումից: Ինչպե՞ս կարելի է նկարագրել արագության հաստատունի կախվածությունը ջերմաստիճանից այս դեպքում:

Բարդ ռեակցիաների կինետիկա

Ռեակցիաները, որպես կանոն, չեն ընթանում բոլոր սկզբնական մասնիկների անմիջական փոխազդեցությամբ՝ դրանց անմիջական անցումով ռեակցիայի արտադրանքի, այլ բաղկացած են մի քանի տարրական փուլերից։ Սա առաջին հերթին վերաբերում է ռեակցիաներին, որոնցում, ըստ իրենց ստոյխիոմետրիկ հավասարման, մասնակցում են ավելի քան երեք մասնիկներ։ Այնուամենայնիվ, նույնիսկ երկու կամ մեկ մասնիկների ռեակցիաները հաճախ չեն ընթանում պարզ երկկամ մոնոմոլեկուլային մեխանիզմով, այլ ավելի բարդ ճանապարհով, այսինքն՝ մի շարք տարրական փուլերով։

Ռեակցիաները կոչվում են բարդ, եթե սկզբնական նյութերի սպառումը և ռեակցիայի արտադրանքի ձևավորումը տեղի են ունենում մի շարք տարրական փուլերի միջոցով, որոնք կարող են տեղի ունենալ միաժամանակ կամ հաջորդաբար: Միևնույն ժամանակ, որոշ փուլեր տեղի են ունենում այնպիսի նյութերի մասնակցությամբ, որոնք ոչ սկզբնական նյութեր են, ոչ էլ ռեակցիայի արտադրանք (միջանկյալ նյութեր):

Որպես բարդ ռեակցիայի օրինակ՝ կարող ենք դիտարկել էթիլենի քլորացման ռեակցիան երկքլորէթանի առաջացմամբ։ Ուղղակի փոխազդեցությունը պետք է անցնի չորս անդամից բաղկացած ակտիվացված համալիրի միջով, որը կապված է բարձր էներգիայի պատնեշի հաղթահարման հետ: Նման գործընթացի արագությունը ցածր է: Եթե ​​համակարգում այս կամ այն ​​կերպ ձևավորվում են ատոմներ (օրինակ՝ լույսի ազդեցության տակ), ապա գործընթացը կարող է ընթանալ շղթայական մեխանիզմի համաձայն։ Ատոմը հեշտությամբ միանում է կրկնակի կապին՝ ձևավորելով ազատ ռադիկալ - . Այս ազատ ռադիկալը կարող է հեշտությամբ անջատել ատոմը մոլեկուլից և ձևավորել վերջնական արտադրանք- , որի արդյունքում վերականգնվում է ազատ ատոմը։

Այս երկու փուլերի արդյունքում մեկ մոլեկուլ և մեկ մոլեկուլ վերածվում են արտադրանքի մոլեկուլի - , և վերածնված ատոմը փոխազդում է հաջորդ էթիլենի մոլեկուլի հետ։ Երկու փուլերն էլ ունեն ցածր ակտիվացման էներգիա, և այս կերպ ապահովում է արագ արձագանք: Հաշվի առնելով ազատ ատոմների և ազատ ռադիկալների վերահամակցման հնարավորությունը՝ գործընթացի ամբողջական սխեման կարելի է գրել այսպես.

Ամբողջ բազմազանությամբ, բարդ ռեակցիաները կարող են կրճատվել մի քանի տեսակի բարդ ռեակցիաների համակցության, մասնավորապես զուգահեռ, հաջորդական և շարքային զուգահեռ ռեակցիաներ:

Երկու փուլերը կոչվում են հաջորդականեթե մի փուլում ձևավորված մասնիկը մեկ այլ փուլի սկզբնական մասնիկն է։ Օրինակ, վերը նշված սխեմայում առաջին և երկրորդ փուլերը հաջորդական են.

.

Երկու փուլերը կոչվում են զուգահեռ, եթե երկուսի մեջ էլ նույն մասնիկները մասնակցում են որպես սկզբնական։ Օրինակ, ռեակցիայի սխեմայում չորրորդ և հինգերորդ փուլերը զուգահեռ են.

Երկու փուլերը կոչվում են շարք-զուգահեռ, եթե դրանք զուգահեռ են մեկի նկատմամբ և հաջորդական՝ այս փուլերին մասնակցող մասնիկների նկատմամբ։

Շարքային զուգահեռ քայլերի օրինակ են այս ռեակցիայի սխեմայի երկրորդ և չորրորդ քայլերը:

Դեպի բնութագրերըԱյն փաստը, որ ռեակցիան ընթանում է բարդ մեխանիզմի համաձայն, ներառում է հետևյալ նշանները.

Ռեակցիայի կարգի և ստոյխիոմետրիկ գործակիցների անհամապատասխանություն;

Արտադրանքի կազմի փոփոխություն՝ կախված ջերմաստիճանից, սկզբնական կոնցենտրացիաներից և այլ պայմաններից.

Գործընթացի արագացում կամ դանդաղում, երբ փոքր քանակությամբ նյութեր ավելացվում են ռեակցիայի խառնուրդին.

Անոթի նյութի և չափերի ազդեցությունը ռեակցիայի արագության վրա և այլն:

Բարդ ռեակցիաների կինետիկ վերլուծության մեջ կիրառվում է անկախության սկզբունքը. «Եթե համակարգում միաժամանակ տեղի են ունենում մի քանի պարզ ռեակցիաներ, ապա դրանցից յուրաքանչյուրի վրա կիրառվում է քիմիական կինետիկայի հիմնական պոստուլատը, կարծես այս ռեակցիան միակն է»: Այս սկզբունքը կարող է ձևակերպվել նաև հետևյալ կերպ. «Տարրական ռեակցիայի արագության հաստատունի արժեքը կախված չէ նրանից, թե արդյոք տվյալ համակարգում այլ տարրական ռեակցիաներ են ընթանում միաժամանակ»։

Անկախության սկզբունքը գործում է բարդ մեխանիզմով ընթացող ռեակցիաների մեծ մասի համար, բայց համընդհանուր չէ, քանի որ կան ռեակցիաներ, որոնցում պարզ ռեակցիաներազդել ուրիշների ընթացքի վրա (օրինակ՝ զուգակցված ռեակցիաները):

Բարդ քիմիական ռեակցիաների ուսումնասիրության մեջ կարևոր է սկզբունքը միկրոշրջելիությունկամ մանրամասն հաշվեկշիռ:

եթե բարդ գործընթացում հաստատվում է քիմիական հավասարակշռություն, ապա առաջ և հակառակ ռեակցիաների արագությունները պետք է հավասար լինեն տարրական փուլերից յուրաքանչյուրի համար։

Բարդ ռեակցիայի առաջացման ամենատարածված դեպքն այն է, երբ ռեակցիան ընթանում է մի քանի պարզ քայլերով, որոնք ընթանում են տարբեր արագությամբ: Տեմպերի տարբերությունը հանգեցնում է նրան, որ ռեակցիայի արտադրանքի ստացման կինետիկան կարող է որոշվել միայն մեկ ռեակցիայի օրենքներով։ Օրինակ՝ զուգահեռ ռեակցիաների դեպքում ամբողջ պրոցեսի արագությունը որոշվում է ամենաարագ փուլի արագությամբ, իսկ հաջորդական ռեակցիաների դեպքում՝ ամենադանդաղը։ Հետևաբար, հաստատունների զգալի տարբերությամբ զուգահեռ ռեակցիաների կինետիկան վերլուծելիս կարելի է անտեսել դանդաղ փուլի արագությունը, իսկ հաջորդական ռեակցիաները վերլուծելիս անհրաժեշտ չէ որոշել արագ ռեակցիայի արագությունը։

Հաջորդական ռեակցիաներում ամենադանդաղ ռեակցիան կոչվում է սահմանափակող. Սահմանափակող փուլն ունի արագության ամենափոքր հաստատունը:

Եթե ​​բարդ ռեակցիայի առանձին փուլերի արագության հաստատունների արժեքները մոտ են, ապա դա անհրաժեշտ է ամբողջական վերլուծությունամբողջ կինետիկ սխեման:

Փոխարժեքը որոշող փուլի հայեցակարգի ներդրումը շատ դեպքերում պարզեցնում է նման համակարգերի դիտարկման մաթեմատիկական կողմը և բացատրում է այն փաստը, որ երբեմն բարդ, բազմաստիճան ռեակցիաների կինետիկան լավ նկարագրվում է պարզ հավասարումներով, օրինակ՝ առաջինի. պատվեր.

Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ ռեակցիայի արագության աճը սովորաբար բնութագրվում է ռեակցիայի արագության ջերմաստիճանի գործակիցով, որը ցույց է տալիս, թե քանի անգամ է տվյալ ռեակցիայի արագությունը մեծանում համակարգի ջերմաստիճանի 10 ° C-ով բարձրացմամբ: Տարբեր ռեակցիաների ջերմաստիճանի գործակիցը տարբեր է: Սովորական ջերմաստիճանում ռեակցիաների մեծ մասի համար դրա արժեքը գտնվում է 2 ... 4-ի սահմաններում:

Ջերմաստիճանի գործակիցը որոշվում է այսպես կոչված «վանտ Հոֆ կանոնի» համաձայն, որը մաթեմատիկորեն արտահայտվում է հավասարմամբ.

v 2 /v 1 = գ ( Տ 2 – Տ 1)/10 ,

որտեղ v 1 և v 2 – ռեակցիայի արագությունը ջերմաստիճանում Տ 1 և Տ 2; g-ը ռեակցիայի ջերմաստիճանի գործակիցն է:

Այսպիսով, օրինակ, եթե g = 2, ապա համար Տ 2 - Տ 1 = 50 ° С v 2 /v 1 = 2 5 = 32, այսինքն. ռեակցիան արագացել է 32 անգամ, և այդ արագացումը որևէ կերպ կախված չէ բացարձակ արժեքներից Տ 1 և Տ 2, բայց միայն նրանց տարբերությամբ:

ակտիվացման էներգիա,քիմիական ռեակցիայի տարրական գործողության մեջ մտնող մասնիկների (մոլեկուլներ, ռադիկալներ, իոններ և այլն) միջին էներգիայի արժեքների տարբերությունը և արձագանքող համակարգի բոլոր մասնիկների միջին էներգիայի միջև: Տարբեր քիմիական ռեակցիաների համար Ե. և. տատանվում է լայնորեն՝ մի քանիից մինչև ~ 10 ժ./մոլ.Նույն քիմիական ռեակցիայի համար E. a-ի արժեքը. կախված է մոլեկուլների բաշխման ֆունկցիաների տեսակից՝ դրանց թարգմանական շարժման էներգիաների և ազատության ներքին աստիճանների առումով (էլեկտրոնային, թրթռումային, պտտվող): Որպես վիճակագրական արժեք E. a. պետք է տարբերվի շեմային էներգիայից կամ էներգետիկ արգելքից. նվազագույն էներգիան, որը պետք է ունենա մեկ զույգ բախվող մասնիկները տվյալ տարրական ռեակցիայի առաջացման համար:

Արրենիուսի հավասարումը, ջերմաստիճանի կախվածությունարագության հաստատուններ դեպիտարրական քիմ. ռեակցիաներ:

որտեղ A-ն նախնական էքսպոնենցիալ գործոն է (չափը նույնն է, ինչ k-ի չափը), Ե ա- ակտիվացման էներգիա, սովորաբար ընդունում է դրական: արժեքներ, T-abs. ջերմաստիճան, k-Boltzmann հաստատուն. Ընդունված է մեջբերել Ե ամեկ մոլեկուլի համար: և մասնիկների քանակի վրա Ն Ա\u003d 6.02 * 10 23 (Ավոգադրոյի հաստատուն) և արտահայտված կՋ / մոլով; այս դեպքերում Արհենիուսի հավասարման մեջ արժեքը կփոխարինել գազի հաստատունը Ռ. 1nk-ի գրաֆիկը 1-ի դիմաց /կՏ(Arrhenius հողամաս) - ուղիղ գիծ, ​​որի բացասական թեքությունը որոշվում է ակտիվացման էներգիայով Ե աև բնութագրում է դրական: ջերմաստիճանի կախվածություն դեպի.

Կատալիզատոր - Քիմիական նյութ, որն արագացնում է ռեակցիան, բայց չի մտնում ռեակցիայի արտադրանքի մեջ։ Կատալիզատորի քանակը, ի տարբերություն այլ ռեակտիվների, ռեակցիայից հետո չի փոխվում։ Կարևոր է հասկանալ, որ կատալիզատորը ներգրավված է ռեակցիայի մեջ: Ապահովելով ավելին արագ ճանապարհռեակցիայի համար կատալիզատորը փոխազդում է սկզբնական նյութի հետ, ստացված միջանկյալ միացությունը ենթարկվում է փոխակերպումների և վերջապես բաժանվում է արտադրանքի և կատալիզատորի։ Այնուհետև կատալիզատորը կրկին արձագանքում է սկզբնական նյութի հետ, և այս կատալիտիկ ցիկլը կրկնվում է բազմիցս (մինչև միլիոն անգամ) [ աղբյուրը?] կրկնվում է։

Կատալիզատորները դասակարգվում են միատարրև տարասեռ. Միատարր կատալիզատորը ռեակտիվների հետ նույն փուլում է, տարասեռը կազմում է անկախ փուլ, որը բաժանված է միջերեսով այն փուլից, որտեղ գտնվում են ռեակտիվները: Տիպիկ միատարր կատալիզատորներն են թթուները և հիմքերը: Որպես տարասեռ կատալիզատորներ օգտագործվում են մետաղները, դրանց օքսիդները և սուլֆիդները։

Նույն տեսակի ռեակցիաները կարող են ընթանալ ինչպես միատարր, այնպես էլ տարասեռ կատալիզատորներով: Այսպիսով, թթվային լուծույթների հետ մեկտեղ նրանք ունեն թթվային հատկություններպինդ Al 2 O 3 , TiO 2 , ThO 2 , ալյումինոսիլիկատներ, ցեոլիտներ։ Հիմնական հատկություններով տարասեռ կատալիզատորներ՝ CaO, BaO, MgO:

Տարասեռ կատալիզատորները, որպես կանոն, ունեն բարձր զարգացած մակերես, որի համար դրանք բաշխվում են իներտ կրիչի վրա (սիլիկագել, կավահող, ակտիվացված ածխածին և այլն)։

Յուրաքանչյուր տեսակի ռեակցիայի համար արդյունավետ են միայն որոշակի կատալիզատորներ: Բացի արդեն նշվածներից թթու-բազային, կան կատալիզատորներ ռեդոքս; դրանք բնութագրվում են անցումային մետաղի կամ դրա միացության առկայությամբ (Co +3, V 2 O 5 + MoO 3): Այս դեպքում կատալիզը կատարվում է անցումային մետաղի օքսիդացման վիճակը փոխելով։

Ցրված համակարգ- սրանք երկու կամ ավելի փուլերի (մարմինների) գոյացումներ են, որոնք ընդհանրապես կամ գործնականում չեն խառնվում և քիմիական ռեակցիա չեն ունենում միմյանց հետ: Նյութերից առաջինը ցրված փուլ) նուրբ բաշխված է երկրորդում ( ցրման միջավայր) Եթե ​​կան մի քանի փուլեր, դրանք կարող են ֆիզիկապես առանձնացվել միմյանցից (ցենտրիֆուգմամբ, տարանջատմամբ և այլն):

Սովորաբար ցրված համակարգերը կոլոիդային լուծույթներն են, լուծույթները։ Ցրված համակարգերը ներառում են նաև պինդ ցրված միջավայրի դեպքը, որտեղ գտնվում է ցրված փուլը:

Մեծ մասը ընդհանուր դասակարգումցրված համակարգերը հիմնված են տարբերության վրա ագրեգացման վիճակցրման միջավայր և ցրված փուլ: Երեք տեսակի ագրեգատային վիճակների համակցությունները հնարավորություն են տալիս տարբերակել դիսպերսացված համակարգերի ինը տեսակ։ Հակիրճության համար դրանք սովորաբար նշվում են կոտորակով, որի համարիչը ցույց է տալիս ցրված փուլը, իսկ հայտարարը ցույց է տալիս ցրման միջավայրը, օրինակ՝ «գազ հեղուկում» համակարգի համար ընդունված է G/L անվանումը։

կոլոիդային լուծույթներ. Կոլոիդային վիճակը բնորոշ է շատ նյութերի, եթե դրանց մասնիկները ունեն 1-ից 500 նմ չափսեր։ Հեշտ է դա ցույց տալ ընդհանուր մակերեսըայս մասնիկները հսկայական են: Եթե ​​ենթադրենք, որ մասնիկները ունեն 10 նմ տրամագծով գնդակի ձև, ապա դրանց ընդհանուր ծավալով. մասնիկներ 1 սմ 3 կունենան

մակերեսը մոտ 10 մ2։ Ինչպես նշվեց ավելի վաղ, մակերեսային շերտը բնութագրվում է մակերևութային էներգիայով և որոշակի մասնիկներ, այդ թվում՝ իոններ կլանելու ունակությամբ։

լուծումից։ Կոլոիդային մասնիկների բնորոշ հատկանիշը նրանց մակերեսի վրա լիցքի առկայությունն է՝ իոնների ընտրովի կլանման պատճառով։ Կոլոիդային մասնիկն ունի բարդ կառուցվածք։ Այն ներառում է միջուկը, ներծծված իոնները, հակադրիչները և լուծիչը: Կան լիոֆիլային (գիդ.

ռոֆիլային) կոլոիդներ, որոնցում լուծիչը փոխազդում է մասնիկների միջուկների հետ, իլնոֆոբ (հիդրոֆոբ) կոլոիդներ, որոնցում լուծիչը չի փոխազդում միջուկների հետ.

մասնիկներ. Լուծիչը մտնում է հիդրոֆոբ մասնիկների բաղադրության մեջ միայն որպես ներծծվող իոնների սոլվատ պատյան կամ լիոֆոբ և լիոֆիլ մասեր ունեցող կայունացուցիչների (մակերեսային ակտիվ նյութերի) առկայության դեպքում:

Ահա կոլոիդային մասնիկների մի քանի օրինակ.

Ինչպես. երևում է, որ միջուկը բաղկացած է մասնիկների էլեկտրականորեն չեզոք ագրեգատից՝ միջուկը կազմող տարրերի կլանված իոններով (այս օրինակներում՝ Ag +, HS-, Fe 3+ իոններ)։ Կոլոիդային մասնիկը, բացի միջուկից, ունի հակաիոններ և լուծիչ մոլեկուլներ։ Կլանված իոնները և հակաիոնները լուծիչով կազմում են ներծծվող շերտ: Մասնիկի ընդհանուր լիցքը հավասար է կլանված իոնների և հակաիոնների լիցքերի տարբերությանը։ Մասնիկների շուրջը իոնների ցրված շերտ է, որի լիցքը հավասար է կոլոիդային մասնիկի թվին։ Կոլոիդային մասնիկը և ցրված շերտերը կազմում են էլեկտրական չեզոք միցել

Միցելներ(լատ. միկա- մասնիկ, հատիկ) - կոլոիդ համակարգերի մասնիկներ, կազմված են տվյալ միջավայրում չլուծվող շատ փոքր միջուկից, որը շրջապատված է կլանված իոնների և լուծիչ մոլեկուլների կայունացնող թաղանթով: Օրինակ, մկնդեղի սուլֆիդային միցելն ունի հետևյալ կառուցվածքը.

((Որպես 2 S 3) m nHS - (n-x)H +) x- xH +

Միջին չափըմիցելներ 10 -5-ից մինչև 10 -7 սմ:

Կոագուլյացիա- կոլոիդային լուծույթի բաժանումը երկու փուլի՝ լուծիչի և դոնդողանման զանգվածի, կամ լուծույթի խտացում՝ լուծվող նյութի մասնիկների կոշտացման հետևանքով.

Պեպտիզացիան կոլոիդային նստվածքի կամ գելի անցման գործընթացն է կոլոիդային լուծույթի հեղուկի կամ դրան ավելացված նյութերի ազդեցության տակ, որոնք լավ ներծծվում են նստվածքի կամ գելի կողմից, այս դեպքում կոչվում են պեպտիզերներ (օրինակ՝ ճարպերի պեպտիզացիա լեղու գործողություն):
Պեպտիզացիա - գելերի մասնիկների (ժելե) կամ չամրացված նստվածքների ագրեգատների տարանջատում որոշակի նյութերի ազդեցության տակ՝ պեպտիզատորներ կոլոիդային լուծույթների կոագուլյացիայից հետո։ Պեպտիզացիայի արդյունքում նստվածքը (կամ գելը) անցնում է կասեցված վիճակի։

ԼՈՒԾՈՒՄՆԵՐ,երկու կամ ավելի բաղադրիչներից բաղկացած միաֆազ համակարգեր. Ըստ ագրեգացման վիճակի՝ լուծույթները կարող են լինել պինդ, հեղուկ կամ գազային։

Լուծելիություն, նյութի կարողությունը մեկ այլ նյութի (կամ նյութերի) հետ բաղադրիչների ցրված բաշխմամբ համասեռ խառնուրդներ առաջացնելու (տես Լուծումներ)։ Սովորաբար լուծիչը համարվում է այն նյութը, որն առկա է իր մաքուր տեսքով նույն ագրեգացման վիճակում, ինչ ստացված լուծույթը: Եթե ​​մինչև տարրալուծումը երկու նյութերն էլ ագրեգացման նույն վիճակում են եղել, ապա լուծիչը համարվում է խառնուրդի մեջ զգալիորեն ավելի մեծ քանակությամբ առկա նյութ:

Լուծելիությունը որոշվում է լուծիչի և լուծվող նյութի մոլեկուլների ֆիզիկական և քիմիական մերձեցմամբ, էներգիաների հարաբերությամբ՝ լուծույթի միատարր և աննման բաղադրիչների փոխազդեցությամբ։ Որպես կանոն, դրանք լավ լուծելի են միմյանց մեջ, նման են ֆիզիկական։ եւ քիմ. նյութի հատկությունները («նման լուծվում է նմանի մեջ» էմպիրիկ կանոնը): Մասնավորապես, պարունակող նյութեր բևեռային մոլեկուլներ, և նյութերի հետ իոնային տեսակըմիացումներ լավ սոլ. բևեռային լուծիչներում (ջուր, էթանոլ, հեղուկ ամոնիակ), իսկ ոչ բևեռային նյութերը լավ լուծ. ոչ բևեռային լուծիչներում (բենզոլ, ածխածնի դիսուլֆիդ):

Տրված նյութի լուծելիությունը կախված է ջերմաստիճանից և ճնշումից, համապատասխանում է փոփոխվող հավասարակշռության ընդհանուր սկզբունքին (տես Լե Շատելյե-Բրաունի սկզբունքը)։ Հագեցած լուծույթի կոնցենտրացիան տրված պայմաններում թվայինորեն որոշում է տվյալ լուծիչում նյութի R. և կոչվում է նաև. լուծելիություն. Գերհագեցած լուծույթները պարունակում են ավելի մեծ քանակությամբ լուծված նյութ, քան համապատասխանում է դրա լուծելիությանը, գերհագեցած լուծույթների առկայությունը պայմանավորված է կինետիկով։ բյուրեղացման դժվարությունները (տես Նոր փուլի ծագումը): Վատ լուծվող նյութերի լուծելիությունը բնութագրելու համար օգտագործվում է ՊՏ գործունեության արդյունքը (իրենց հատկություններով իդեալին մոտ լուծույթների համար՝ PR-ի լուծելիության արդյունքը)։

Քիմիական ռեակցիաների արագությունը մեծանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ: Ջերմաստիճանի հետ ռեակցիայի արագության աճը կարելի է գնահատել՝ օգտագործելով Վան Հոֆ կանոնը: Ըստ կանոնի՝ ջերմաստիճանի բարձրացումը 10 աստիճանով մեծացնում է ռեակցիայի արագության հաստատունը 2-4 անգամ.

Այս կանոնը չի կատարվում բարձր ջերմաստիճանի դեպքում, երբ արագության հաստատունը գրեթե չի փոխվում ջերմաստիճանի հետ:

Վանտ Հոֆի կանոնը թույլ է տալիս արագ որոշել դեղամիջոցի պիտանելիության ժամկետը: Ջերմաստիճանի բարձրացումը մեծացնում է դեղամիջոցի տարրալուծման արագությունը: Սա կրճատում է դեղամիջոցի պիտանելիության ժամկետը որոշելու ժամանակը:

Մեթոդը բաղկացած է նրանից, որ դեղը պահվում է բարձր T ջերմաստիճանում որոշակի ժամանակ tT, քայքայված դեղամիջոցի քանակությունը գտնում և վերահաշվարկվում է մինչև 298K պահպանման ստանդարտ ջերմաստիճան: Դեղամիջոցի տարրալուծման գործընթացը դիտարկելով որպես առաջին կարգի ռեակցիա, արագությունն արտահայտվում է ընտրված ջերմաստիճանում T և ​​T = 298K.

Հաշվի առնելով, որ քայքայված դեղամիջոցի զանգվածը նույնն է ստանդարտ և իրական պահպանման պայմանների համար, տարրալուծման արագությունները կարող են արտահայտվել հետևյալ հավասարումներով.

Ենթադրելով T=298+10n, որտեղ n = 1,2,3…,

Ստացեք դեղամիջոցի պահպանման ժամկետի վերջնական արտահայտությունը ստանդարտ պայմաններ 298K:

Ակտիվ բախումների տեսություն. Ակտիվացման էներգիա. Արրենիուսի հավասարումը. Ռեակցիայի արագության և ակտիվացման էներգիայի կապը:

Ակտիվ բախումների տեսությունը ձեւակերպել է Ս.Արհենիուսը 1889 թ. Այս տեսությունը հիմնված է այն գաղափարի վրա, որ քիմիական ռեակցիա առաջանալու համար անհրաժեշտ է ելակետային նյութերի մոլեկուլների բախում, իսկ բախումների քանակը որոշվում է ինտենսիվությամբ։ ջերմային շարժումմոլեկուլներ, այսինքն. ջերմաստիճանից կախված: Բայց մոլեկուլների յուրաքանչյուր բախում չէ, որ հանգեցնում է քիմիական փոխակերպման. միայն ակտիվ բախումն է հանգեցնում դրան:

Ակտիվ բախումները բախումներ են, որոնք տեղի են ունենում, օրինակ, մեծ քանակությամբ էներգիա ունեցող A և B մոլեկուլների միջև: Էներգիայի նվազագույն քանակությունը, որը պետք է ունենան սկզբնական նյութերի մոլեկուլները, որպեսզի դրանց բախումն ակտիվ լինի, կոչվում է ռեակցիայի էներգետիկ արգելք։

Ակտիվացման էներգիան ավելորդ էներգիան է, որը կարող է փոխանցվել կամ փոխանցվել նյութի մեկ մոլին:

Ակտիվացման էներգիան էապես ազդում է ռեակցիայի արագության հաստատունի արժեքի և դրա կախվածության վրա ջերմաստիճանից. որքան մեծ է Ea-ն, այնքան ցածր է արագության հաստատունը և այնքան ավելի էական է ազդում դրա վրա ջերմաստիճանի փոփոխությունը:

Ռեակցիայի արագության հաստատունը կապված է ակտիվացման էներգիայի հետ Arrhenius-ի հավասարման միջոցով նկարագրված բարդ հարաբերություններով.

k=Ae–Ea/RT, որտեղ A-ն նախնական էքսպոնենցիալ գործոնն է. Ea-ն ակտիվացման էներգիան է, R-ը գազի համընդհանուր հաստատունն է, որը հավասար է 8,31 ջ/մոլի; T-ը բացարձակ ջերմաստիճանն է.

e-ն բնական լոգարիթմների հիմքն է։

Այնուամենայնիվ, դիտարկվող ռեակցիայի արագության հաստատունները, ընդհանուր առմամբ, շատ ավելի փոքր են, քան հաշվարկվածները՝ օգտագործելով Arrhenius-ի հավասարումը: Հետևաբար, ռեակցիայի արագության հաստատունի հավասարումը փոփոխվում է հետևյալ կերպ.

(մինուս ամբողջ կոտորակի առաջ)

Բազմապատկիչը հանգեցնում է նրան, որ արագության հաստատունի ջերմաստիճանի կախվածությունը տարբերվում է Արենիուսի հավասարումից: Քանի որ Արենիուսի ակտիվացման էներգիան հաշվարկվում է որպես ռեակցիայի արագության լոգարիթմական կախվածության թեքություն փոխադարձ ջերմաստիճանից, ապա նույնն անելով հավասարման հետ. , ստանում ենք.

Տարասեռ ռեակցիաների առանձնահատկությունները. Տարասեռ ռեակցիաների արագությունը և այն որոշող գործոնները: Տարասեռ գործընթացների կինետիկ և դիֆուզիոն շրջաններ: Դեղագործությանը հետաքրքրող տարասեռ ռեակցիաների օրինակներ.

ՀԵԵՐՈԳԵՆ ՌԵԱԿՑԻԱՆԵՐ, քիմ. ռեակցիաներ, որոնք ներառում են քայքայվող նյութեր. փուլերը և միասին կազմում են տարասեռ համակարգ: Տիպիկ տարասեռ ռեակցիաներ՝ ջերմային: աղերի քայքայումը՝ գազային և պինդ արգասիքների առաջացման համար (օրինակ՝ CaCO3 -> CaO + CO2), մետաղների օքսիդների վերացումը ջրածնով կամ ածխածնով (օրինակ՝ PbO + C -> Pb + CO), մետաղների տարրալուծում թթուներում (օրինակ՝ Zn + + H2SO4): -> ZnSO4 + H2), փոխազդեցություն: պինդ ռեակտիվներ (A12O3 + NiO -> NiAl2O4): Հատուկ դասում առանձնանում են կատալիզատորի մակերեսի վրա տեղի ունեցող տարասեռ կատալիտիկ ռեակցիաները. Այս դեպքում ռեակտիվները և արտադրանքները կարող են տարբեր փուլերում չլինել: Ուղղությունը, N2 + + 3H2 -> 2NH3 ռեակցիայի մեջ, որը տեղի է ունենում երկաթի կատալիզատորի մակերեսին, ռեակտիվները և ռեակցիայի արտադրանքը գտնվում են գազային փուլում և կազմում են միատարր համակարգ:

Տարասեռ ռեակցիաների առանձնահատկությունները պայմանավորված են դրանցում խտացված փուլերի մասնակցությամբ։ Սա դժվարացնում է ռեակտիվների և արտադրանքի խառնումը և տեղափոխումը. հնարավոր է ռեագենտի մոլեկուլների ակտիվացում միջերեսի վրա: Ցանկացած տարասեռ ռեակցիայի կինետիկան սահմանվում է որպես բուն քիմիական նյութի արագություն: փոխակերպումներ և փոխանցման գործընթացներ (դիֆուզիոն), որոնք անհրաժեշտ են ռեակտիվների սպառումը լրացնելու և ռեակցիայի գոտուց ռեակցիայի արտադրանքները հեռացնելու համար: Դիֆուզիոն խոչընդոտների բացակայության դեպքում տարասեռ ռեակցիայի արագությունը համաչափ է ռեակցիայի գոտու չափին. սա ռեակցիայի հատուկ արագության անվանումն է, որը հաշվարկվում է ռեակցիայի միավորի մակերեսի (կամ ծավալի) համար: գոտիներ, ժամանակի ընթացքում չի փոխվում; պարզ (մեկ քայլ) ռեակցիաների համար դա կարող է լինել որոշվում է օրենքի գործող զանգվածների հիման վրա։ Այս օրենքը չի բավարարվում, եթե նյութերի դիֆուզիան ավելի դանդաղ է ընթանում, քան քիմիական: շրջան; այս դեպքում տարասեռ ռեակցիայի դիտվող արագությունը նկարագրվում է դիֆուզիոն կինետիկայի հավասարումներով։

Տարասեռ ռեակցիայի արագությունը այն նյութի քանակն է, որը մտնում է ռեակցիա կամ ձևավորվում է ռեակցիայի ընթացքում մեկ միավոր ժամանակի վրա՝ փուլային մակերեսի մեկ միավորի համար:

Քիմիական ռեակցիայի արագության վրա ազդող գործոններ.

Ռեակտիվների բնույթը

Ռեակտիվների կոնցենտրացիան,

Ջերմաստիճանը,

Կատալիզատորի առկայությունը.

Vheterog = Δp(S Δt), որտեղ Vheterog-ը տարասեռ համակարգում ռեակցիայի արագությունն է. n-ը ռեակցիայի արդյունքում առաջացող ցանկացած նյութի մոլերի թիվն է. V-ը համակարգի ծավալն է; t - ժամանակ; S-ն այն փուլի մակերեսն է, որի վրա ընթանում է ռեակցիան. Δ - աճող նշան (Δp = p2 - p1; Δt = t2 - t1):

Խնդիր 336.
150°C-ում որոշ ռեակցիաներ ավարտվում են 16 րոպեում: Հաշվի առնելով ռեակցիայի արագության ջերմաստիճանի գործակիցը, որը հավասար է 2,5-ի, հաշվարկեք, թե որքան ժամանակ կավարտվի այս ռեակցիան, եթե այն իրականացվի. ա) 20-ում. 0 °С; բ) 80°C ջերմաստիճանում:
Լուծում:
Վան Հոֆի կանոնի համաձայն՝ արագության կախվածությունը ջերմաստիճանից արտահայտվում է հավասարմամբ.

v t և k t - ռեակցիայի արագությունը և արագության հաստատունը t ° C ջերմաստիճանում; v (t + 10) և k (t + 10) նույն արժեքները ջերմաստիճանում (t + 10 0 C); - ռեակցիայի արագության ջերմաստիճանի գործակիցը, որի արժեքը ռեակցիաների մեծ մասի համար գտնվում է 2-4 միջակայքում:

ա) Հաշվի առնելով, որ տվյալ ջերմաստիճանում քիմիական ռեակցիայի արագությունը հակադարձ համեմատական ​​է դրա ընթացքի տևողությանը, մենք խնդրի պայմանում տրված տվյալները փոխարինում ենք բանաձևով, որը քանակապես արտահայտում է վանտ Հոֆի կանոնը, մենք ստանում ենք. :

բ) Քանի որ այս ռեակցիան ընթանում է ջերմաստիճանի նվազմամբ, ապա տվյալ ջերմաստիճանում այս ռեակցիայի արագությունը ուղիղ համեմատական ​​է իր ընթացքի տևողությանը, մենք խնդրի պայմանում տրված տվյալները փոխարինում ենք բանաձևով, որը քանակապես արտահայտում է Van't Hoff կանոնը, մենք ստանում ենք.

Պատասխանելա) 200 0 С t2 = 9,8 վրկ. բ) 80 0 С t3 = 162 ժ 1 րոպե 16 վրկ.

Խնդիր 337.
Արդյո՞ք ռեակցիայի արագության հաստատունի արժեքը կփոխվի՝ ա) մի կատալիզատորը մյուսով փոխարինելիս. բ) երբ փոխվում են ռեակտիվների կոնցենտրացիաները.
Լուծում:
Ռեակցիայի արագության հաստատունը մի արժեք է, որը կախված է ռեակտիվների բնույթից, ջերմաստիճանից և կատալիզատորների առկայությունից և կախված չէ ռեակտիվների կոնցենտրացիայից: Այն կարող է հավասար լինել ռեակցիայի արագությանը այն դեպքում, երբ ռեակտիվների կոնցենտրացիաները հավասար են միասնության (1 մոլ/լ)։

ա) Երբ մի կատալիզատորը փոխարինվում է մյուսով, տվյալ քիմիական ռեակցիայի արագությունը կփոխվի կամ կաճի: Եթե ​​օգտագործվում է կատալիզատոր, ապա քիմիական ռեակցիայի արագությունը կաճի, ապա, համապատասխանաբար, կաճի նաև ռեակցիայի արագության հաստատունի արժեքը: Ռեակցիայի արագության հաստատունի արժեքի փոփոխություն տեղի կունենա նաև, երբ մի կատալիզատորը փոխարինվի մյուսով, ինչը կավելացնի կամ կնվազի այս ռեակցիայի արագությունը սկզբնական կատալիզատորի համեմատ:

բ) Երբ ռեակտիվների կոնցենտրացիան փոխվում է, ռեակցիայի արագության արժեքները կփոխվեն, և ռեակցիայի արագության հաստատունի արժեքը չի փոխվի:

Խնդիր 338.
Արդյո՞ք ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը կախված է դրա ակտիվացման էներգիայից: Պատասխանը հիմնավորե՛ք.
Լուծում:
Ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը կախված է միայն համակարգի սկզբնական և վերջնական վիճակից և կախված չէ գործընթացի միջանկյալ փուլերից։ Ակտիվացման էներգիան այն ավելորդ էներգիան է, որը պետք է ունենան նյութերի մոլեկուլները, որպեսզի դրանց բախումը հանգեցնի նոր նյութի առաջացմանը: Ակտիվացման էներգիան կարող է փոխվել ջերմաստիճանը բարձրացնելով կամ իջեցնելով, համապատասխանաբար այն իջեցնելով կամ ավելացնելով: Կատալիզատորները նվազեցնում են ակտիվացման էներգիան, իսկ ինհիբիտորները՝ այն:

Այսպիսով, ակտիվացման էներգիայի փոփոխությունը հանգեցնում է ռեակցիայի արագության փոփոխության, բայց ոչ ռեակցիայի ջերմության փոփոխության։ Ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը հաստատուն արժեք է և կախված չէ տվյալ ռեակցիայի ակտիվացման էներգիայի փոփոխությունից: Օրինակ, ազոտից և ջրածնից ամոնիակի առաջացման ռեակցիան հետևյալն է.

Այս ռեակցիան էկզոթերմիկ է, > 0): Ռեակցիան ընթանում է արձագանքող մասնիկների մոլերի քանակի և մոլերի քանակի նվազմամբ գազային նյութեր, որը համակարգը բերում է ավելի քիչ կայուն վիճակից ավելի կայուն վիճակի, էնտրոպիան նվազում է,< 0. Данная реакция в обычных условиях не протекает (она возможна только при достаточно низких температурах). В присутствии катализатора энергия активации уменьшается, и скорость реакции возрастает. Но, как до применения катализатора, так и в присутствии его тепловой эффект реакции не изменяется, реакция имеет вид:

Խնդիր 339.
Ո՞ր ռեակցիայի դեպքում՝ ուղիղ թե հակադարձ, ակտիվացման էներգիան ավելի մեծ է, եթե ուղիղ ռեակցիան ընթանում է ջերմության արտազատմամբ։
Լուծում:
Ուղղակի և հակադարձ ռեակցիաների ակտիվացման էներգիաների տարբերությունը հավասար է ջերմային ազդեցությանը. H \u003d E a (pr.) - E a (arr.) . Այս ռեակցիան ընթանում է ջերմության արտազատմամբ, այսինքն. էկզոթերմիկ է,< 0 Исходя из этого, энергия активации прямой реакции имеет меньшее значение, чем энергия активации обратной реакции:
E a (օրինակ)< Е а(обр.) .

Պատասխան. E a (օրինակ)< Е а(обр.) .

Խնդիր 340.
Քանի՞ անգամ կաճի 298 Կ-ում ընթացող ռեակցիայի արագությունը, եթե նրա ակտիվացման էներգիան կրճատվի 4 կՋ/մոլով:
Լուծում:
Ակտիվացման էներգիայի նվազումը Ea-ով, իսկ ռեակցիայի արագության հաստատունները՝ ակտիվացման էներգիայի նվազումից առաջ և հետո, համապատասխանաբար նշանակենք k և k-ով: Օգտագործելով Արենիուսի հավասարումը, ստանում ենք.

E a-ն ակտիվացման էներգիան է, k-ն և k»-ը ռեակցիայի արագության հաստատուններն են, T-ը K-ի ջերմաստիճանն է (298):
Խնդրի տվյալները փոխարինելով վերջին հավասարման մեջ և ակտիվացման էներգիան արտահայտելով ջոուլներով՝ հաշվարկում ենք ռեակցիայի արագության աճը.

Պատասխանել: 5 անգամ:

Քիմիական ռեակցիայի արագությունը կախված է ջերմաստիճանից, և երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է, ռեակցիայի արագությունը մեծանում է։ Հոլանդացի գիտնական Վան Հոֆը ցույց է տվել, որ երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է 10 աստիճանով, ռեակցիաների մեծ մասի արագությունը մեծանում է 2-4 անգամ;

VT 2 = VT 1 *y (T2-T1) / 10

Որտեղ VT 2 և VT 1 արձագանքման արագություններն են T 2 և T 1 ջերմաստիճաններում; y-ը ռեակցիայի արագության ջերմաստիճանի գործակիցն է, որը ցույց է տալիս, թե քանի անգամ է ավելացել ռեակցիայի արագությունը 10K-ով ջերմաստիճանի բարձրացման հետ:

Ռեակտիվ նյութի 1 մոլ/լ կոնցենտրացիայի դեպքում ռեակցիայի արագությունը թվայինորեն հավասար է k արագության հաստատունին։ Այնուհետև հավասարումը ցույց է տալիս, որ արագության հաստատունը կախված է ջերմաստիճանից այնպես, ինչպես գործընթացի արագությունը:

3. Գրե՛ք ջրածնի հալոգենրիդի արտազատմամբ վերացման (վերացման) ռեակցիայի տարբերակը.

C 2 H 5 Cl \u003d C 2 H 4 + HCl

Տոմս թիվ 4

1. Ինչ է « ատոմային զանգված», « մոլեկուլային զանգված», «նյութի խալ» և ի՞նչ է ընդունվում որպես ատոմային զանգվածի միավոր (a.m.u.):

ԱՏՈՄԱԿԱՆ ԶԱՆԳՎԱԾ - ատոմի զանգվածը ատոմային զանգվածի միավորներով (a.m.u.): մեկ միավորի համար ա. ե.մ., ընդունված է ածխածին-12 իզոտոպի զանգվածի 1/12-ը։

a.u.m. \u003d 1/12 մ 12 6 C \u003d 1,66 * 10 -24

ՄՈԼԵԿՈՒԼԱՅԻՆ ՔԱՇԻՆ - միացության մոլային զանգվածը՝ 1/12 մոլային զանգվածածխածին-12 ատոմ.

MOL - նյութի քանակությունը, որը պարունակում է նույն թվով մասնիկներ կամ կառուցվածքային միավորներ (ատոմներ, իոններ, մոլեկուլներ, ռադիկալներ, էլեկտրոններ, համարժեքներ և այլն), ինչ 12 ա. e.m. իզոտոպ ածխածին-12.

Կատալիզատորի առկայության դեպքում ռեակցիայի արագության բարձրացման բանաձևը.

Դուք կարող եք փոխել Ea-ի արժեքը (ակտիվացման էներգիա) օգտագործելով կատալիզատորներ: Նյութերը, որոնք մասնակցում են, բայց չեն սպառվում ռեակցիայի գործընթացում, կոչվում են կատալիզատորներ։ Այս երեւույթն ինքնին կոչվում է կատալիզ։ Կատալիզատորի առկայության դեպքում ռեակցիայի արագության աճը որոշվում է բանաձևով

Կախված նրանից, թե կատալիզատորը ռեակտիվների հետ նույն փուլում է, թե անկախ փուլ է կազմում, խոսվում է համասեռ կամ տարասեռ կատալիզի մասին։ Նրանց համար կատալիտիկ գործողության մեխանիզմը նույնը չէ, սակայն երկու դեպքում էլ ռեակցիան արագանում է Ea-ի նվազման պատճառով։ Կան մի շարք հատուկ կատալիզատորներ՝ ինհիբիտորներ, որոնք նվազեցնում են ռեակցիայի արագությունը։

որտեղ են կատալիտիկ պրոցեսի պարամետրերը, V, k, Ea- ոչ կատալիտիկ պրոցես:

Գրի՛ր ածխածնի այրման ռեակցիաները անօրգանական նյութերթթվածնի մեջ՝ նշելով օքսիդացնող և վերականգնող նյութը, ինչպես նաև ածխածնի օքսիդացման վիճակը ռեակցիայից առաջ և հետո։

C - նվազեցնող նյութ, օքսիդացման գործընթաց

O - օքսիդացնող նյութ, նվազեցման գործընթաց

Տոմս թիվ 5

1. Ի՞նչ է տարրի «էլեկտրբացասականությունը», «վալենտությունը», «օքսիդացման վիճակը» և որո՞նք են դրանք որոշելու հիմնական կանոնները։

ՕՔՍԻԴԱՑՄԱՆ ՎԻՃԱԿ - տարրի ատոմի պայմանական լիցք, որը ստացվում է այն ենթադրությամբ, որ միացությունը բաղկացած է իոններից։ Այն կարող է լինել դրական, բացասական, զրո, կոտորակային և նշվում է արաբական թվով «+» կամ «-» նշանով տարրի խորհրդանիշի վերին աջ ցուցիչի տեսքով՝ C 1-, O 2-, H +: , Mg 2+, N 3-, N 5+, Cr 6+:

Միացության (իոնում) տարրի օքսիդացման վիճակը (ս. օ.) որոշելու համար կիրառվում են հետևյալ կանոնները.

1 Վ պարզ նյութեր(H2, S8, P4) s. մասին. հավասար է զրոյի:

2 Constant p. մասին. ունեն ալկալային (E+) և հողալկալիական (E2+) տարրեր, ինչպես նաև ֆտոր P-։

3 Միացությունների մեծ մասում ջրածինը ունի s. մասին. H + (H2O, CH4, HC1), հիդրիդներում - H- (-NaH, CaH2); Հետ. մասին. թթվածինը, որպես կանոն, հավասար է -2 (O2-), պերօքսիդներում (-O-O-)՝ 1 (O-):

4 Ոչ մետաղների երկուական միացություններում բացասական պ. մասին. նշանակված է աջ կողմում գտնվող տարրին):

5 Հանրահաշվական գումար էջ. մասին. մոլեկուլը զրո է, իոնը՝ նրա լիցքը։

Ատոմի՝ որոշակի քանակությամբ այլ ատոմներ կցելու կամ փոխարինելու ունակությունը կոչվում է ՎԱԼԵՆՍ։ Վալենտության չափանիշը տարրին կցված ջրածնի կամ թթվածնի ատոմների թիվն է, պայմանով, որ ջրածինը մեկ է, իսկ թթվածինը երկվալենտ: