Экспериментальные методы исследования скоростей химических реакций.

ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА

Химическая кинетика дополняет термодинамику, экспериментально и теоретически, исследуя фактические скорости химических реакций, их зависимость от концентраций компонентов, участвующих в реакции, от температуры, давления и других физико-химических факторов.

Результаты исследования кинетики физико-химических реакций используются для расчета технологических процессов, а также для установления механизма химических реакций.

Совокупность элементарных стадий, приводящих к конечным продуктам, называют механизмом или химизмом реакции.

Задачи химической кинетики:

1. Разработка метода исследования кинетических зависимостей и их интерпретации с точки зрения возможного механизма реакции;

2. Решение вопроса о реакционной способности веществ (теории хим. кинетики).

3. Разработка основных вопросов теории переходного состояния.

Кинетика – наука о скорости химических реакций.

Реакции: гомогенные и гетерогенные.

Скорость химической реакции измеряется количеством вещества, вступающего в реакцию или образующегося в результате реакции в единицу времени в единице объем системы (для гомогенной реакции) или на единицу площади поверхности раздела фаз (для гетерогенной реакции).

В случае гомогенного процесса, протекающего при постоянном объеме, скорость гомогенной химической реакции измеряется изменением концентрации какого-либо из реагирующих веществ на единицу времени.

υ (гом.) = +(-) Δ С/Δ t [моль/л·с]

Знак «+» относится к изменению концентрации вещества, образующегося в результате реакции (Δ С > 0).

Знак «-» относится к изменению концентрации вещества, вступающего в реакцию (Δ С < 0).

Размерность скорости химической реакции равна: химическая масса = объем ^-1 * время ^-1.

В системе СИ: моль * м ^-3 * сек ^-1 (на практике вместо секунды используют минуту или час).

Скорость представляет первую производную от концентрации времени. Графически скорость изображается величиной тангенса угла наклона касательной, проведенной к кривой, показывающей зависимость концентрации прореагировавшего или образовавшегося вещества от времени.

Экспериментальные методы исследования скоростей химических реакций.

· Химические;

· Физико-химические;

· Физические.

В каждом опыте поддерживаются постоянными те условия, от которых может зависеть величина скорости.

Определение точных значений концентраций в различные моменты опыта является основным условием нахождения точных величин скоростей: химические (титрование), физико-химические и физические (изменение угла вращения р-ром плоскости поляризации); (интенсивность поглощения световой волны).

Эти методы не требуют взятия проб из реагирующих систем, благодаря чему создается возможность исследования скоростей реакций в системах, более полно изолированных от внешних воздействий, чем это возможно при химических методах.