Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Топ:
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
История развития методов оптимизации: теорема Куна-Таккера, метод Лагранжа, роль выпуклости в оптимизации...
Выпускная квалификационная работа: Основная часть ВКР, как правило, состоит из двух-трех глав, каждая из которых, в свою очередь...
Интересное:
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Дисциплины:
2017-09-30 | 1195 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Скорость химической реакции определяется вероятностью столкновений молекул, т.е. зависит от концентрации реагирующих веществ. Русский ученый Н.Н. Бекетов (1865 г.) и норвежские ученые К. Гульдберг и П. Вааге (1867 г.) вывели закон действия масс. Закон действия масс является основным законом химической кинетики.
Закон действия масс: скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, возведенных в степени их стехиометрических коэффициентов, при постоянной температуре.
Например, для реакции 2Н2(г) + О2(г) ⇄ 2Н2О(п) скорость прямой химической реакции (v пр) зависит от концентрации водорода () и кислорода () и выражается соотношением
v пр. = ;
Скорость обратной реакции (v обр.) в соответствии с законом действия масс можно выразить следующим образом:
v обр. = ,
где Кпр . и Кобр . – коэффициенты пропорциональности, они же являются константами скорости реакции.
Константа скорости реакции не зависит от концентрации, а зависит от природы реагирующих веществ и температуры.
Для гомогенных систем все концентрации взаимодействующих веществ входят в математическое выражение закона действующих масс, как это видно из приведенного примера.
Для гетерогенных систем, например, взаимодействие металла с кислородом 2Zn(т ) + О2(г) = 2ZnО(т) в уравнение закона действия масс вводится только концентрация кислорода
v пр= .
Концентрация металла при данной температуре остается практически постоянной и поэтому может быть введена в величину константы скорости реакции. Если реакция между твердым телом и жидкостью осуществляется в основном в жидкой фазе, тогда в выражение закона действия масс вводится только концентрация вещества, находившегося с начала процесса в жидкой фазе. Концентрация растворяющегося вещества остается при данной температуре постоянной и может быть введена в константу. Например, для реакции
|
Zn(т) + 2 НСl(ж) = ZnСl2(ж) + Н2(г) прямая реакция v пр = Кпр. · С 2НСl, обратная v обр= Кобр. · .
Химическое равновесие
Итак, химические реакции могут проходить как в прямом, так и в обратном направлении. Такие реакции называются обратимыми. В том случае, когда состав системы с течением времени не изменяется, состояние такой химической системы называют химическим равновесием. В этом состоянии противоположно направленные реакции имеют одинаковые скорости. Следовательно, химическое равновесие является динамическим (подвижным).
Следовательно, при равенстве скоростей прямой и обратной реакции (v пр = v обр) наступает химическое равновесие. Например, для реакции
Н2 +Сl2 ⇆ 2Н Сl v пр = Кпр. · v обр. = Кобр . ×
В состоянии равновесия v пр = v обр. При равенстве левых частей уравнения приравниваются и правые части Кпр × × = Кобр = К обр ×
Количественно химическое равновесие характеризуется константой равновесия (Кр .) Выражение для константы химического равновесия является выражениями закона действия масс одновременно для прямой и обратной реакции. Константа равновесия есть отношение констант скоростей реакции при данной температуре.
Для реакции 2Н2 + О2 = 2Н2О при равновесии . Если разделить каждую часть равенства на произведение , то получим
.
Это отношение носит название константы равновесия и обозначается Кр, Константу равновесия можно определить как отношение констант скоростей прямой и обратной реакций или какотношение произведения концентрации продуктов реакции в степени их стехиометрических коэффициентов на произведение концентрации исходных веществ в степени их стехиометрических коэффициентов .
Константа равновесия зависит от природы веществ и температуры, но не зависит от концентрации.
|
Однако состояние химического равновесия, в котором находится любая система, сохраняется до тех пор, пока не изменяются внешние условия. В этом случае прямая и обратная реакции меняются не одинаково, и система уже не будет находиться в состоянии равновесия, происходит смещение химического равновесия. Закономерности, которые отмечаются при смещении химического равновесия, качественно описываются принципом Ле Шателье (1884 г.).
Принцип Ле Шателье: при всяком внешнем воздействии на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, в ней протекают процессы, приводящие к уменьшению этого воздействия.
Поэтому при увеличении концентрации одного из веществ, составляющих систему, происходит стремление к усиленному расходу именно этого вещества и равновесие уменьшается в сторону снижения концентрации. Например, при повышении концентрации кислорода или водорода равновесие реакции 2Н2(г) + О2(г) ⇆ 2Н2О(п) сместится в сторону образования воды.
При изменении давления происходит изменение объема в процессе химической реакции. Следовательно, при увеличении давления равновесие смещается в направлении реакции, идущей с уменьшением числа молекул, и, наоборот, понижение давления вызывает смещения равновесия в сторону реакции с увеличением числа молекул. Например, в реакции 2Н2 + О2 ⇄ 2Н2О увеличение давления ведет к смещению равновесия в сторону образования воды.
При повышении температуры ускоряются прямая и обратная реакции, но в большей мере ускоряются эндотермические, поэтому равновесие смещается в направлении эндотермического процесса. Например, реакция 2Н2 + О2 = 2Н2О в прямом направлении протекает с выделением тепла (D Н < О, Q > О), а в обратном направлении – с поглощением тепла (D Н > О, Q <О). При увеличении температуры равновесие может сместиться в сторону образования водорода и кислорода при разложении воды, т.е. в сторону эндотермической реакции.
Реактивы и оборудование
В работе используют:
§ 0,2 М; 0,3 М; 0,5 М; 1,0 М растворы тиосульфата натрия (Nа2S2О3);
§ раствор, содержащий 1мас.ч. серной кислоты (Н2SО4): 200 мас.ч. Н2О;
§ 0,005М; 1,0 М растворы хлорида железа (FеСl3);
§ 0,005М; 1,0 М растворы роданида аммония (NН4 СNS);
§ Хлорид аммония или натрия (кристаллический);
§ Фотоэлектроколориметр типа КФК-3.
|
Экспериментальная часть
|
|
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!