Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Как сдать ЕГЭ по химии?

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 68 RSS
←   Февраль 2011   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
07.02.2011
16:00:01
16:11:45
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://mihail-barmin2010.narod.ru/
Открыта: 20-05-2010
Адрес автора: job.education.khimia4ege-owner@subscribe.ru

Автор
mik2005

Статистика

68 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Как сдать ЕГЭ по химии? Лекция 7 (продолжение)


Зависимост ь скорости химических реакций
от тем пературы
Впервые Вант-Гофф экспериментально показал, что нагре-
вание на 10С дает увеличение скорости химических реакций в
2-4 раза, т.е.
,
где γ - коэффициент Вант-Гоффа, равен 2 -4
Показатель степени – число температурных скачков по 10
Кинетическая энергия равна
Ek = mV2/2 = 3/2 KT
где К - постоянная Больцмана, Т - абсолютная температура
при нагреве на 10.
mV1
2/2 = 3/2 KT1 = 3/2 K ∙ 273
mV2
2/2 = 3/2 KT2 = 3/2 K ∙ 283
V2
2/V1
2 = 283/273 = 1,04; V2 /V1 = 1,02
Таким образом, при увеличении температуры на 10 скорость
химических реакций увеличивается на 2 %, а не на 200-400, как
это следует из уравнения Вант-Гоффа.
Ответ на этот вопрос был впервые дан Аррениусом. Он предпо-
ложил, что не все соударения приводят к образованию продуктов
реакций, а существуют так называемые активные соударения.
Как показано на рис., на оси ординат количество молекул,
обладающих определенной энергией столкновения, на оси абс-
цисс – энергия соударения. При температуре Т, активными яв-
ляются такие молекулы, для которых энергия соударения много
больше энергии Eа, получившей название энергии активации.
Для температуры Т2 эта зависимость аналогична. В этом слу-
чае резко возрастает количество активных молекул, что в ко-
86 87
нечном итоге к приводит к увеличению скоростей химических
реакций, Аррениус на основании теоретических и эксперимен-
тальных данных показал, что постоянная скорости химических
реакций зависит от температуры и определяется по уравнению:
где – А – фактор соударений, характеризующий частоту
активных соударений; е – основание натурального логариф-
ма = 2 .71, Еа – энергия активации, R – газовая постоянная,
T – абсолютная температура.
На основании этого уравнения с высокой степенью точнос-
ти можно определить константу k, а следовательно и саму V.
Однако, не для всех случаев соблюдается совпадение теорети-
ческих значений константы скорости химическиx реакций с
экспериментальным определением.
где Р – стерический фактор, Р 1
В этом уравнений Р - стерический фактор учитывает объем
заместителей в реагирующих молекулах. Чем больше замести-
тель, тем меньше становится вероятность атаки реакционного
центра, тем больше наблюдается расхождений между расчет-
ными и экспериментальными значениями скоростей. Стери-
ческии фактор «Р» определяется экспериментально.
Понятие об активированном ком плексе
(о перехо дном состоянии )
При взаимодействии реагентов возможны образования раз-
личных промежуточных продуктов реакции, причем скорость
этих реакций может существенно отличаться. Кроме того, из
промежуточных продуктов реакции при столкновении, могут
проходить процессы, параллельные основной реакции. Таким
образом, все совокупности данных о строении исходных реа-
гентов, промежуточных продуктов реакции и конечных во вре-
мени характеризует механизм химической реакции. При изуче-
нии механизма химических реакций используются различные
экспериментальные и теоретические методы.
В настоящее время наибольшие успехи были получены с
помощью теории абсолютных скоростей реакций и теории ак-
тивированного комплекса. Теория абсолютных скоростей ре-
акции основывается на классической теории взаимодействия
двух частиц. В теории активированного комплекса предпола-
гается образование на промежуточной стадии так называемого
переходного состояния или активизированного комплекса.
H2 + J2 < = > 2HJ
τ = 10-8 с
При столкновении двух частиц А и В при образовании акти-
вированного комплекса, возможно перекрывание электронных
оболочек, что приводит к ослаблению старых химических связей
и образованию новых химических связей. Образовавшееся таким
образом переходное состояние является термодинамическим не-
устойчивым и возможно разрушение его с образование как ис-
ходных реагентов, так и продуктов реакции (см. график). Следует
отметить, что не каждое активное столкновение можно привести
к образованию активированного комплекса, а только такие со-
ударения, при которых осуществляется максимальное перекры-
вание электронных оболочек взаимодействующих атомов.
Таким образом, для проведения химического процесса, т.е.
для образования активированного состояния, следует затра-
тить необходимое количество энергии, которое получило назва-
ние энергии активации – Ea, которая представляет собой разни-
цу между энергиями образования активированного комплекса
и исходных реагентов. Взаимодействие возможно только тогда,
когда энергия активных частиц больше или равняется Ea. Од-
нако, известны в химии реакции, сопровождающие образова-
ние конечных продуктов без образования переходного состоя-
ния (туннельный эффект).
Зависимост ь скорости химических реакций
от катали затора
Катализатором (К) называется химическое вещество, изме-
няющее скорость химических реакций. Катализатор, умень-
88 89
шающий скорость химических реакций, называется ингиби-
тором (И).
Различают гомогенный и гетерогенный катализ. В случае
гетерогенного катализатора взаимодействие происходит на по-
верхности катализатора, гомогенного – активность вещества
определяется в реакционном объеме.
При взаимодействии реагентов в присутствии катализатора,
образуется новое переходное состояние, включающее в свою
структуру катализатор, В этом случае при повышении скорости
химической реакции происходит уменьшение энергии актива-
ции (Е), а при применении ингибитора (Е) - увеличивается, по
сравнению с (Е) исходных реагентов без применения катализа-
тора. То есть катализатор в переходном состоянии с исходными
реагентами образует систему новых химических связей.
Катализаторы обладают избирательным или селективным
свойством, что для одних и тех же исходных реагентов приво-
дит к образованию различных продуктов реакции:
C2H5OH T = 300C
Al2O3
H2O + C2H4
C2H5OH T = 300C
Al2O3
H2O + CH3 — C
O
H
В настоящее время не существует единой теории катализа,
поэтому в основном в химии при подборе катализатора исполь-
зуются экспериментальные методы. Одним из недостатков это-
го метода является отравление катализатора. При выборе того
или иного катализатора необходимо избавляться от каталити-
ческих ядов.
ЛЕКЦИЯ 8.
ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ
План:
1. Реакции обратимые и необратимые.
2. Правило Бертолле.
3. Принцип Ле-Шателье.
В
В избранное