ПЛАН
Классификация реакций по механизму
Классификация химических реакций
Скорость химической реакции
Скорость химической реакции
Графическое определение порядка реакции
Кинетическая кривая зависимости концентрации субстрата от начальной скорости ферментативной реакции
Кинетика ферментативной реакции
21.86M
Категория: ХимияХимия

Основы химической кинетики

1.

Основы химической
кинетики
и
1
Доцент кафедры химии
биохимии ЧГМА , к.б.н.,
Бондаревич Е.А.

2. ПЛАН

2
1. Классификация химических реакций
2. Скорость химической реакции
3. Закон действующих масс. Порядок реакции
и молекулярность
4. Влияние
температуры
на
скорость
химической реакции. Правило Вант-Гоффа
5. Энергия активации. Уравнение Аррениуса
6. Катализ
7. Ферменты

3.

ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА – (от греч. κίνησις –
движущий) - наука о скоростях и закономерностях
протекания химических процессов во времени.
Предметом изучения химической кинетики
являются:
1. Скорость хим. реакций (СХР);
2. Факторы, влияющие на СХР;
3. Пути и закономерности протекания химических
процессов во времени.

4. Классификация реакций по механизму

КЛАССИФИКАЦИЯ РЕАКЦИЙ ПО
МЕХАНИЗМУ
Простые реакции протекают в одну стадию в
соответствии со стехиометрическим уравнением. Такие
реакции довольно редки:
I2 → 2I
Сложные реакции – это совокупность нескольких
простых. Каждая стадия сложной реакции может быть
описана простой реакцией. Самая длительная стадия
называется лимитирующей.
4
1 стадия) HI + H2O2 HIО + H2O
2 стадия) HI + HIО I2 + H2O
суммарная реакция: 2HI + H2O2 I2 + 2H2O

5. Классификация химических реакций

КЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ
РЕАКЦИЙ
Гомогенные- реакции в которых
реагенты
находятся
в
одном
агрегатном состоянии;
Гетерогенные- реакции в которых
реагенты находятся в различных
агрегатных состояниях.
5

6. Скорость химической реакции

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКОЙ
РЕАКЦИИ
6
Под скоростью химической реакции
понимается число элементарных актов
взаимодействия реагентов в единицу
времени, сек., мин., час, в единице
объема – мл, литр, м3
- для
гомогенных реакций или на единице
поверхности.

7. Скорость химической реакции

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ
Для реакции А + В = С, можно судить о скорости реакции по
изменению концентрации [С] одного из веществ (по скорости
расходования и по скорости образования). Тогда:
Концентрация
С
[Скон Снач]
v
кон нач
c=f(t)
t1
7
t2
Единица измерения скорости
реакции - моль/л∙с
В ходе химических процессов
концентрации веществ меняются
непрерывно, поэтому важно знать
величину скорости реакции в данный
момент времени (т.е. истинную или
мгновенную скорость реакции).
c1
c2
где С – концентрация,
τ (тау) – время
Время
Vист tg
(по tg угла наклона касательной);
Vист
dc
dt

8.

8
Изменение концентрации исходных веществ и продуктов
реакции в зависимости от времени

9.

Факторы, влияющие на скорость
химических реакций:
природа реагирующих веществ;
концентрация реагирующих веществ;
температура;
катализатор;
9
Для гетерогенных реакций:
величина поверхности раздела;
скорость диффузии
реагентов в зону реакции и
продуктов реакции из этой зоны.

10.

Природа реагентов
Температура
S поверхности соприкосновения
10
Концентрация

11.

Закон действующих масс
1865 г Н.Н. Бекетов (Российская Империя) и 1867 г К.М. Гульдберг и
П. Вааге (Норвегия)
Скорость гомогенных реакций зависит от числа встреч молекул
реагирующих веществ в единицу времени в единице объема.
Число соударений тем больше, чем выше концентрация каждого
из исходных веществ.
аА + bB = продукты
m
n
v kc ( A)c ( B)
11
где с(А) и с(В) – молярные концентрации реагирующих
веществ; k – константа скорости реакции.
m и n - эмпирические коэффициенты, не обязательно
совпадающие со стехиометрическими коэффициентами a и
b. (m+n) – определяет полный (суммарный) порядок
кинетического уравнения химической реакции.

12.

Для простых (элементарных) реакций показатели
степени совпадает со стехиометрическими
коэффициентами:
Н+ + ОН- = Н2О
v k H
OH
12
Реакция второго порядка

13.

Порядок реакции для сложных реакций:
2 N2O5(г.) → 4 NO2(г.) + O2(г.)
v k N 2O5
1
реакция первого порядка
Гетерогенная реакция
S (тв.) + O2 (г.) → SO2 (г.)
v k O2
13
реакция первого порядка

14.

МОЛЕКУЛЯРНОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ
РЕАКЦИЙ
Молекулярность элементарной реакции - число
частиц,
которые,
согласно
экспериментально
установленному механизму реакции, участвуют в
элементарном акте химического взаимодействия.
МОНОМОЛЕКУЛЯРНАЯ
14
CaCO3 → CaO + CO2↑

15.

БИМОЛЕКУЛЯРНАЯ
15
Н+ + ОН- = Н2О

16.

ТРИМОЛЕКУЛЯРНЫЕ
16
О2 + NО + NО → 2NО2

17.

Константа скорости реакции
dC
( m n)
kC
d
Где С – концентрация,
промежуток времени τ.
через
определенный
17
English     Русский Правила