Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


СКОРОСТЬ РЕАКЦИИ

СКОРОСТЬ РЕАКЦИИ, скорость хим. превращения исходных в-в в продукты р-ции. В случае гомог. элементарной р-ции vAA + vBB : vVV + vZZ, где VA, VB, vV и VZ-сте-хиометрич. коэф. реагентов А и В и продуктов V и Z соотв., в замкнутом постоянном объеме V реагент А исчезает со скоростью uА = — d[А]/dt(t-время), а продукт Z появляется со скоростью uZ = d[Z]/dt. Скорость реакции определяется выражением:

4072-20.jpg

т. е. не зависит от того, по какому реагенту или продукту ее измеряют. Если в ходе р-ции изменяется объем V системы, v измеряют по изменению концентрации одного из в-в:

4072-21.jpg

При постоянном объеме за протеканием р-ции можно следить, измеряя число молей nА прореагировавшего в-ва и определяя глубину протекания р-ции Dx = DnА/vА; в этом случае

4072-22.jpg

Для сложной р-ции (т.е. состоящей из ряда отдельно не наблюдаемых элементарных стадий) описание скорости реакции исходит из непосредственно определяемых хим. анализом или к.-л. другим способом изменений кол-в в-в. Наиб. просто скорость реакции, протекающей стационарно, определяют в проточном безградиентном реакторе, в к-ром концентрации в-в и т-ра одинаковы по всему реакц. пространству (напр., благодаря перемешиванию или рециркуляции). В указанных условиях скорость реакции по в-ву Вm (m-номер в-ва) определяется выражением uBm = nBm/tV, где nBm-число молей в-ва Вm, образовавшегося за время г в реакц. объеме V, если р-ция гомогенна, или на пов-сти площадью f, если она гетерогенна (если Вm- исходное в-во, nBm < 0). В общем случае скорость реакции uBm различна в разных участках пространства и изменяется со временем, для ее определения пользуются соотношением:

4072-23.jpg

Скорости образования (расходования) всех в-в, участвующих в р-ции, взаимосвязаны. Если р-ция описывается одним хим. ур-нием 4072-24.jpg к-рое представляет собой выражение закона сохранения в-ва (М-общее число реагентов и продуктов), скорость реакции по каждому в-ву uBm пропорциональна его стехиометрич. коэф. vm (положительному для исходных в-в):

uBm=vmu

Одинаковое для всех участвующих в р-ции в-в отношение uBm/vm=u есть, по определению, скорость реакции.

Если стехиометрия р-ции описывается неск. хим. ур-ниями, к-рые линейно независимы, т.е. любое др. хим. ур-ние является их линейной комбинацией, эти ур-ния полностью задают стехиометрию р-ции, их можно считать базисными. Число Q базисных ур-ний связано с числом М всех в-в в системе и числом с независимых компонентов, изменения масс к-рых выражают все возможные изменения в составе системы (см. Многокомпонентные системы) соотношением:

Q = М - с.

Природой р-ции однозначно определено только число Q базисных ур-ний, выбор их м. б. сделан по-разному (Q следует отличать от числа P базисных маршрутов сложной р-ции-понятия, относящегося к механизму, а не к стехиометрии р-ции; всегда P4072-25.jpgQ). Пусть р-ция описывается Q базисными хим. ур-ниями где4072-26.jpg-стехиометрич. коэффициент в-ва Вm в 4072-27.jpg ур-нии номер q (положит., отрицат. или равный нулю).

Скорость реакции может быть охарактеризована скоростями образования т. наз. ключевых в-в B1, B2, ..., BQ, для к-рых определитель, составленный из соответствующих стехиометрич. коэф., отличен от нуля:

4072-28.jpg

Скорости образования всех в-в, участвующих в р-ции,-линейные ф-ции стехиометрич. коэффициентов 4072-29.jpg:

4072-30.jpg

Зная uq, посредством этой системы ур-ний получаем скорости образования остальных (М — Q)в-в. Величины u(q) естественно считать скорость реакции по соответствующим хим. ур-ниям. Но следует при этом учитывать, что они имеют определенное значение лишь применительно ко всей данной совокупности базисных хим. ур-ний р-ции.

Для практич. целей скорости образования в-в при гетерог. катализе обычно относят не к единице пов-сти катализатора, а к массе или к объему слоя каталитич. зерен.

Приведенные определения отвечают общепринятому в хим. кинетике пониманию скорости реакции как интенсивной величины. Иногда, по преимуществу в литературе по хим. термодинамике, используют предложенное де Донде определение скорости реакции, согласно к-рому она служит экстенсивной величиной. Для р-ции, описываемой одним хим. ур-нием, скорость реакции

4072-31.jpg

Экстенсивную величину V* удобнее называть производительностью (реактора, зерна катализатора, в зависимости от рассматриваемой зоны р-ции). Тогда скорость реакции v -плотность производительности или, в случае гетерог. р-ции, поверхностная плотность производительности. М. И. Темкин.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн