Скорость элементарной реакции. Закон действующих масс. Уравнение Аррениуса.

Под скоростью элементарной химической реакции подразумевается число элементарных актов, совершающихся в единицу времени в единице реакционного объема или на единице реакционной поверхности (для гомогенных реакций изменение молярных концентраций реагирующих веществ).

Закон действующих масс- скорость элементарной химической реакции пропорциональная произведению концентраций реагирующих веществ в степенях равных стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции. (Гульдберг и Вааге)

Уравне́ние Арре́ниуса устанавливает зависимость константы скорости химической реакции от температуры .

Константа скорости элементарной реакции. Энергия активации.

Энергия активации- минимальная пороговая энергия, которой должны обладать встретившиеся частицы, для того чтобы произошла химическая реакция

Константа скорости- коэффициент пропорциональности в кинетическом уравнении химической реакции, выражающем зависимость скорости реакции от концентрации какого-либо из компонентов реакционной смеси.

Сложные реакции. Кинетический порядок реакции. Зависимость скорости реакции от температуры.

Сложные реакции- реакции, протекающие через ряд последовательных стадий, каждая из которых представляет собой моно-, би- или тримолекулярную элементарную реакцию.

КПР-сумма показателей степеней кинетического уравнения реакции (V=k*C_a^x*C^y_b)

Из уравнения Аррениуса. (+ Вант-Гофф установил, что при увеличении температуры на 10 скорость химической реакции возрастает примерно в 2-4 раза)

Формальная кинетика. Кинетические уравнения химической реакции.

Изменение концентрации реагирующих веществ во времени. Кинетика первого и второго порядка.

Цепной механизм химической реакции.

Исходные вещества превращаются в продукты реакции в результате протекания ряда регулярно повторяющихся элементарных реакций с участием свободных радикалов (атомы, имеющие неспаренные электроны) и атомов. При протекании элементарного акта свободные радикалы взаимодействуют с молекулами реагентов с образованием продуктов реакции и новых радикалов.

Зарождение цепи: в цепи появляется активная частица-радикал. Развитие цепи: происходит большое количество элементарных повторяющихся актов (разветвленная (более чем одна активная частица)и неразветвленная). Обрыв цепи: исчезновение активных частиц.

Фотохимические реакции.

Фотохимические реакции — химические реакции, которые инициируются воздействием электромагнитных волн, в частности — светом. Примерами фотохимических реакций являются фотосинтез в растениях, распад бромида серебра в светочувствительном слое фотопластинки, превращение молекул кислорода в озон в верхних слоях атмосферы. Основными требованиями для фотохимических реакций являются:

• энергия источника излучения должна соответствовать энергии электронного перехода между орбиталями;
• излучение должно быть способным достичь целевых функциональных групп и не быть заблокированным реактором и другими функциональными группами.

Гетерогенные реакции.

В гетерогенных химических реакциях процесс взаимодействия реагентов протекает на границе раздела фа з (твердое тело газ, твердое тело-жидкость) и включает в себя три стадии:

· Подвод реагирующих веществ к реакционной поверхности;

· Химическая реакция (простая или сложная);

· Отвод продуктов химической реакции от реакционной поверхности.

 

Горение и взрыв.

Быстропротекающие экзотермические реакции химического превращения веществ могут осуществляться в режимах горения или взрыва. При их протекании отдельные части системы имеют различную температуру и различный химический состав. Реакции, возникающие в какой-либо части системы, самоускоряются, достигают максимально возможной скорости и распространяются на всю систему.

При протекании взрывчатых превращений в системе можно выделить три области: область исходных веществ, область химической реакции, область продуктов реакции.

 

Горение- физико-химический процесс, при котором превращение вещества сопровождается интенсивным выделением энергии и тепло- и массообменном с окружающей средой (без взрывной волны)

Взрыв- выделение большого количества энергии в ограниченном объеме вещества за короткий промежуток времени с образованием взрывной волны.