![]() Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Понятие о теории активных соударений.
Для того чтобы произошла химическая реакция, необходимо, чтобы частицы столкнулись. Скорость реакции пропорциональна общему числу двойных столкновений в единицу времени в единице объема w=qzобщ, где q – коэффициент пропорциональности. В теории соударений используются следующие допущения: 1. Частицы бесструктурны – это шары с радиусом r; 2. В момент соударения молекулы ведут себя как упругие шары. Т.е. суммарная энергия молекул до и после соударения остается постоянной, но может перераспределяться между молекулами. 3. Реагируют только молекулы, которые обладают энергией активации. 4. Число двойных активных столкновений определяется соотношением:
где zобщ – общее число столкновений, zакт – число активных столкновений,
5. Процесс превращения исходных веществ в продукты происходит мгновенно в момент соударения активных молекул. 6. Скорость реакции А+В=С определяется выражением
где Р – стерический фактор. Он определяется опытным путем из соотношения опытной и теоретической скорости. Р< 1. Роль стерического фактора: Стерический фактор характеризует вероятность реакции между молекулами, энергия которых
Сравнивая два выражения для скорости реакции, получаем уравнение:
совпадающее с уравнением Аррениуса
откуда предэкспоненциальный множитель А=Рz0.
Общее число всех двойных соударений в секунду в единице объема равно:
z0
где: МА и МВ – молярные массы веществ А и В, dэф.- эффективный диаметр столкновений, равный в общем случае rA+rB; при межмолекулярном отталкивании dэф< rA+rB; при межмолекулярном притяжении dэф> rA+rB. По теории соударений можно рассчитать константу скорости реакции k, зная размеры и молекулярные массы частиц. Забиваем Сайты В ТОП КУВАЛДОЙ - Уникальные возможности от SeoHammer
Каждая ссылка анализируется по трем пакетам оценки: SEO, Трафик и SMM.
SeoHammer делает продвижение сайта прозрачным и простым занятием.
Ссылки, вечные ссылки, статьи, упоминания, пресс-релизы - используйте по максимуму потенциал SeoHammer для продвижения вашего сайта.
Что умеет делать SeoHammer
— Продвижение в один клик, интеллектуальный подбор запросов, покупка самых лучших ссылок с высокой степенью качества у лучших бирж ссылок. — Регулярная проверка качества ссылок по более чем 100 показателям и ежедневный пересчет показателей качества проекта. — Все известные форматы ссылок: арендные ссылки, вечные ссылки, публикации (упоминания, мнения, отзывы, статьи, пресс-релизы). — SeoHammer покажет, где рост или падение, а также запросы, на которые нужно обратить внимание. SeoHammer еще предоставляет технологию Буст, она ускоряет продвижение в десятки раз, а первые результаты появляются уже в течение первых 7 дней. Зарегистрироваться и Начать продвижение Недостатки теории активных соударений. 1) бесструктурность частиц – они рассматриваются как шары 2) элементарный акт рассматривается как мгновенный, в действительности это сложный процесс перераспределения связей, требующий определенного времени. Теория активных соударений объясняет много разнообразных факторов, но не объясняет влияния на скорость реакции растворителя, давления, добавок инертных газов, не позволяет сделать теоретическую оценку стерического фактора. Понятие о теории активированного комплекса (переходного состояния) Теория основывается на квантовых представлениях о строении молекул и химической связи. Она должна решить следующие задачи: 1) рассмотреть энергетику взаимодействия реагирующих частиц с целью определения энергии активации; 2) рассчитать константы скорости химической реакции при известной энергии активации. Рассмотрим бимолекулярную реакцию AB + C → BC + A. Считается, что частицы уже активированы, т.е. рассматриваем сам элементарный акт реакции, происходящий во времени. При сближении активированных молекул взаимодействие между ними начинается еще до столкновения – старая связь ослабевает, но еще не разрушена, при этом одновременно образуется новая связь. Таким образом, образуется трехатомный конгломерат (активированный комплекс), который находится в равновесии с исходными веществами и затем распадается на продукты. Активированный комплекс находится в равновесии с исходными веществами: или, в более общем виде: так что можно записать Путь или координата реакции – это взаимосвязанное изменение совокупности межъядерных расстояний при переходе от начальной конфигурации атомов к конечной, сопровождающееся минимальным изменением потенциальной энергии. Сечение поверхности потенциальной энергии вдоль пути реакции называется профилем пути реакции (рис. 4).
Рис. 4. Энергетический профиль вдоль координаты реакции
Из хода кривой видно, что в процессе элементарного акта химического превращения система должна преодолеть потенциальный барьер, равный энергии активации. Истинная энергия активации Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
Попробуйте сервис онлайн-записи VisitTime на основе вашего собственного Telegram-бота:— Разгрузит мастера, специалиста или компанию; — Позволит гибко управлять расписанием и загрузкой; — Разошлет оповещения о новых услугах или акциях; — Позволит принять оплату на карту/кошелек/счет; — Позволит записываться на групповые и персональные посещения; — Поможет получить от клиента отзывы о визите к вам; — Включает в себя сервис чаевых. Для новых пользователей первый месяц бесплатно. Зарегистрироваться в сервисе Для определения Расчет константы скорости элементарной реакции при заданной энергии активации основан на постулатах: 1. Распределение молекул по энергиям и скоростям подчиняется распределению Максвелла-Больцмана. Превращение активных комплексов в продукты реакции не нарушает этого распределения, т.е. доля активных частиц в ходе реакции не изменяется, и поэтому концентрацию активных комплексов можно вычислить из распределения Максвелла-Больцмана. 2. Реакция протекает адиабатически. Адиабатическое приближение состоит в том, что система взаимодействующих атомов делится на две подсистемы – медленную подсистему ядер и быструю подсистему электронов, которая успевает быстро, безынерционно перестроиться при изменении конфигурации ядер. Поэтому можно рассматривать только одну поверхность потенциальной энергии для ядер, которые и должны преодолеть энергетический барьер в ходе реакции. 3. Активированный комплекс находится в равновесии с исходными веществами
Скорость реакции определяется лимитирующей стадией – распадом активированного комплекса. Её можно определить либо по закону действующих масс
либо как число активных комплексов, прореагировавших в единицу времени где .
Активированный комплекс существует не при определенном значении межъядерных расстояний, а в каком-то интервале δ, следовательно, время жизни комплекса
где
Используя приведенные выражения для средней скорости движения активного комплекса и аппарат статистической термодинамики, получаем следующее выражение для константы скорости:
где h – постоянная Планка
В тех случаях, когда адиабатическое приближение не выполняется, и электронная подсистема преодолевает свой энергетический барьер, в выражение для kск вносят трансмиссионный множитель
Физический смысл трансмиссионного коэффициента состоит в том, что не всегда образованный активированный комплекс разваливается с образованием продуктов реакции, существует вероятность образования из него исходных веществ. При χ =1 эффективность развала АК в продукты составляет 100%.
При термодинамическом подходе константу равновесия выражают через разность термодинамических функций активированного комплекса и исходных веществ. Для бимолекулярной реакции в растворе константу равновесия выражают через функцию Гельмгольца образования активированного комплекса:
Для бимолекулярной реакции в газовой фазе в формулу добавляется множитель RT/p0, необходимый для перехода от
Энтропийный множитель иногда интерпретируют как стерический фактор Р из теории активных соударений. Серьезным недостатком теории переходного состояния является отсутствие экспериментальных данных о строении активированного комплекса, что затрудняет ее применение. Несмотря на это, благодаря сравнительной простоте математического аппарата она является наиболее широко используемой теорией кинетики элементарных химических реакций, позволяет правильно объяснить и полуколичественно предсказать много закономерностей для кинетики химических реакций.
|