Презентация на тему Химическая кинетика

наука, изучающая механизм и закономерности протекания химических процессов во

времени. Химическая кинетика рассматривает и устанавливает зависимость скорости химических реакций от концентрации реагентов и температуры, от условий проведения реакций.

или нескольких химических веществ, называемых исходными веществами, в одно

или несколько других химических веществ, называемых продуктами реакции.
В большинстве случаев химический процесс состоит из нескольких стадий, называемых элементарными стадиями.

химического процесса и представляет собой совокупность большого числа однотипных

элементарных актов непосредственного превращения одной или взаимодействия нескольких частиц.

протекать в реакционной системе и в сумме реализуют превращение

исходных веществ в конечные продукты, называется механизмом химической реакции.
Все элементарные стадии являются двусторонними (обратимыми), то есть состоят из двух взаимно противоположных элементарных реакций, которые одновременно протекают в прямом и обратном направлении.

равновесие сильно смещено в сторону образования продуктов реакции.
Например,

реакция
протекает по следующему механизму:

первая из которых обратимая, а вторая и третья стадии

– необратимые.
Одной из основных характеристик элементарных реакций является их молекулярность. Молекулярность – это минимальное число частиц, необходимых для реализации данной реакции .

молекулярность равна единице и такую элементарную стадию называют мономолекулярной.

Если в элементарном акте участвует две частицы, то молекулярность равна двум и такую элементарную стадию называют бимолекулярной, если участвуют три частицы, то молекулярность равна трем и реакция называется тримолекулярной.

состояние, называемое переходным состоянием или активированным комплексом. Превышение средней

энергии активированного комплекса над средней энергией исходных веществ или продуктов реакции при данной температуре называется энергией активации прямого или обратного процесса.

– эндотермическая реакция; б) – экзотермическая реакция.
Е1 –

энергия активации прямой реакции; Е2 - энергия активации обратной реакции; Н – тепловой эффект химической реакции, равный разности между средней энергией продуктов реакции и средней энергией исходных веществ. Н – тепловой эффект химической реакции, равный разности между средней энергией продуктов реакции и средней энергией исходных веществ.

является ее скорость.
Скорость химической реакции – это число элементарных

актов химического взаимодействия, совершающихся за единицу времени в единице реакционного пространства.
В химической кинетике используют понятия: скорость реакции по i– му веществу и скорость реакции.

то есть скорость изменения данного i- го вещества называется

изменение количества этого вещества (числа молекул или количества молей) в единицу времени t в единице реакционного пространства R:
где R –величина реакционного пространства, - изменение количества молей i-го .

и изменение количества вещества рассматривается в единице объема. Если

реакция гетерогенная и протекает на границе раздела фаз, то реакционным пространством является поверхность и изменение количества вещества относят к единице поверхности. Соответственно, скорость реакции выражают в моль/л с или в моль/м3 с и в моль/м2с.

(не обменивающейся с окружающей средой веществом) реакционным пространством является

объем (V) и тогда

выбора реагента. Поэтому вводится понятие скорости, не зависящей от

того, по какому из участников реакции она определяется.
Скорость химической реакции (v) – это изменение количества вещества (исходного или продукта) в единицу времени t в единице реакционного пространства, рассчитанного на единицу его стехиометрического коэффициента vi:

всегда положительна. Поэтому для исходных веществ стехиометрический коэффициент нужно

брать со знаком минус, а для продуктов реакции - со знаком плюс, так как количество исходного вещества в ходе реакции уменьшается.
Например, для гомогенной реакции

Скорость реакции запишется

место материальный обмен с окружающей средой, называются открытыми системами.

Наиболее простыми типами открытых систем являются реактор идеального смешения и реактор идеального вытеснения.
В реактор идеального смешения (рис.2 ) непрерывно с определенной объемной скоростью подается реакционная смесь. Одновременно реакционная смесь, содержащая продукты реакции, выводится из реактора. Как правило, скорость подачи реакционной смеси равна скорости вывода продуктов реакции из реактора. Принимается, что содержимое реактора перемешивается настолько хорошо, что условия во всем реакторе одинаковы и соответствуют условиям на выходе из реактора.

реактора идеального
смешения. вытеснения.

может происходить не только в результате химической реакции, но

и в результате массообмена. Тогда, изменение количества вещества в единицу времени в открытой системе, то есть производная , будет равна:

где

и

изменение количества

i-го вещества в результате массопереноса и в результате химической реакции

системе называется изменение количества этого вещества только в результате

химической реакции в единицу времени в единице объема реакционной смеси. Следовательно

где

где V - объем реакционной смеси.