Кинетика химических реакций и химическое равновесие. Лекция №4

1.

Лекция №4 Кинетика химических реакций и
химическое равновесие
Химическая кинетика – учение о скоростях
химических реакций.
Скорость
(V)
количество
вещества,
прореагировавшего или
образовавшегося
в единицу времени. В качестве меры количества
вещества обычно используют его молярную
концентрацию (СМ).
V = ΔCМ/ Δ t
моль/(дм3•с)

2.

Скорость химической реакции зависит от природы
реагирующих веществ, их концентрации, температуры,
присутствия катализаторов.
Закон действующих масс (К.Гулльберг, П. Вааге,
1867): при постоянной температуре скорость
химической
реакции
пропорциональна
произведению
концентраций
реагирующих
веществ,
взятых
в
степенях,
равных
стехиометрическим коэффициентам в уравнении
химической реакции.
aA + bB = cC + dD
V = k [A]a · [B]b,
где k – константа скорости реакции; не
зависит от концентрации, но зависит от
природы реагентов и температуры

3.

Для гомогенной реакции:
2Н2(г) + О2(г) 2Н2О(г)
V = k[H2]2· [O2].
Для гетерогенной реакции:
4P(т) + 5O2 = 2Р2O5
V = k [О2]5 .
Для гетерогенной реакции А + В(ж, т)→ … взаимодействие
происходит лишь на поверхности конденсированного
вещества (ж, т), поэтому концентрация этого вещества в
выражение закона действующих масс не входит!!
V = k [A]

4.

Зависимость скорости реакции от температуры
Правилом Вант-Гоффа: скорость химической реакции
возрастает в 2 – 4 раза при повышении температуры
на 10о.
V2 V1
t 2 t1
10
V2 и V1 – скорости реакции при температурах t2 и t1;
- температурный коэффициент скорости реакции.

5.

Уравнение Аррениуса
k = А· exp(-Еа/RT),
где Еа – энергия активации (Дж/моль) – минимальная
энергия, необходимая для осуществления реакции
(характерная величина для каждой реакции),
R – универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/моль· град),
Т – абсолютная температура (К),
А – параметр, отражающий долю эффективных (приводящих к
реакции) столкновений молекул реагентов.

6.

Химическое равновесие
Химическим равновесием называется состояние системы
реагирующих веществ, при котором скорости прямой и
обратной реакции равны. В химических уравнениях
реакция, направленная слева направо, называется
прямой, а в противоположном направлении - обратной.