Реферат: Влияние температуры на скорость химических реакций
👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Скорость химической реакции зависит не только от концентрации, но и от температуры. Как показывает опыт, скорость большинства реакций увеличивается при повышении температуры в 2 ÷ 4 раза на каждые 10 градусов.
Приближенной характеристикой зависимости скорости реакции от температуры является коэффициент реакции γ – отношение константы скорости при температуре Т+10
к константе скорости при температуре Т
:
Это соотношение, называемое правилом Вант–Гоффа, может быть применено лишь для приблизительных, ориентировочных расчетов. Это правило не выполняется при высоких температурах, когда температурный коэффициент скорости (γ) перестает быть постоянным, приближаясь к единице. Однако для узкого интервала температур правило Вант–Гоффа часто бывает полезным.
Расчеты показывают, что увеличение скорости реакции при повышении температуры не может быть объяснимо лишь возрастанием числа столкновений. Это происходит потому, что не каждое столкновение частиц приводит к химической реакции. Лишь тогда, когда сталкивающиеся молекулы обладают определенной энергией, столкновение может быть эффективным и привести к химической реакции. Эти предположения были впервые высказаны А. Аррениусом. Согласно ученому, к реакции приводит столкновение лишь тех молекул, энергия которых больше определенной величины Е а
.
Таким образом, химическое взаимодействие осуществляется только между соударяющимися молекулами, которые достигли определенного энергетического уровня, характерного для данной реакции, ее энергетического барьера. Такие молекулы часто называют активными.
На основе взглядов Аррениуса была разработана теория активных соударений на базе молекулярно-кинетических представлений. Предложено считать активными столкновения, в которых суммарная энергия сталкивающихся возбужденных молекул А *
и В *
равна или больше Е а
. При столкновении молекулы сближаются до расстояния, которое называется эффективным диаметром столкновений d эфф
и при котором электроны и атомы одной молекулы попадают в поле действия электрических сил, возбуждаемых частицами другой молекулы. Только при таких условиях может произойти разрыв связей в исходных веществах и образование новых молекул. В первом приближении
Все молекулы, запас энергии которых не ниже энергетического барьера реакции, находятся в особом состоянии, которое принято называть переходным, или состоянием активированного комплекса. Можно предположить, что система в состоянии активированного комплекса характеризуется тем, что в ней уже нет исходных веществ, но нет еще и продуктов реакций; исходные вещества переходят в продукты реакции.
Покажем схематически переход от исходных веществ А и В к продуктам реакции С и Д через состояние активированного комплекса А….В (рис. 5.1)
Рисунок 5.1 – Изменение энергии в ходе экзотермической реакции
Примем средний уровень энергии молекул исходных веществ в системе равным Е 1
, а среднюю энергию переходного состояния – Е |
, то разность Е |
- Е 1
будет выражать энергию активации данной реакции – Е а
. Энергия системы в переходном состоянии максимальна, а это значит, что активный комплекс крайне неустойчив. По ходу реакции он превращается в продукты взаимодействия С и D. В рассматриваемом примере средний уровень энергии молекул продуктов реакции Е 2
ниже среднего уровня энергии молекул исходных веществ Е 1
. Это означает, что процесс протекает с выделением энергии (реакция экзотермическая).
Средний уровень энергии молекул продуктов реакции Е 2
может быть выше среднего уровня энергии молекул исходных веществ Е 1
(рис. 5.2).
Рисунок 5.2 – Изменение энергии в ходе эндотермической реакции
Процесс протекает с поглощением энергии (реакция эндотермическая). Разность Е 2
– Е 1
равна тепловому эффекту процесса ΔН
.
Зависимость константы скорости реакции от температуры Аррениусом была представлена в виде:
где А
– предэкспотенциальный множитель, не зависящий от температур;
E а
– энергия активации (кал/моль, Дж/моль).
В химической кинетике часто пользуются уравнением Аррениуса в логарифмической форме:
Из уравнений (5.4) (5.5) следует, что зависимость
линейна (рис. 5.3)
Линейная зависимость (
ln k-
1/ T)
позволяет определить энергию активации Е а
по тангенсу наклона прямой
и предэкспотенциальный множитель А по отрезку, отсекаемому прямой на оси ординат, когда 1/ Т
=0.
Дифференцируя уравнение 5.4 по температуре, получим:
Величина
, логарифм константы скорости, а следовательно, и сама константа с температурой возрастает.
Энергию активации можно также найти из уравнения (5.6), проинтегрировав его от Т 1
до Т 2
:
Из уравнения 5.7 можно определить величину энергии активации, если известны значения констант скорости при двух температурах: Т 1
и Т 2
.
5.2 Связь энергии активации с тепловым эффектом
вычитая из первого уравнения второе, получим:
Сравнив два последние уравнения, получим:
Из уравнения 5.8 следует, что разность между энергиями активации прямой и обратной реакции равна тепловому эффекту.
1. Правило Вант–Гоффа. Что такое температурный коэффициент реакции?
2. Изменение энергии активации в ходе экзотермической реакции.
3. Изменение энергии активации в ходе эндотермической реакции.
4. Дать определение энергии активации. Что такое активированный комплекс?
5. Уравнение Аррениуса. Как зависит константа химической реакции от температуры?
6. Вывести уравнения связи энергии активации с тепловым эффектом.
Название: Влияние температуры на скорость химических реакций
Раздел: Рефераты по химии
Тип: реферат
Добавлен 07:57:19 04 июня 2011 Похожие работы
Просмотров: 91
Комментариев: 14
Оценило: 2 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно Скачать
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.
Реферат: Влияние температуры на скорость химических реакций
Реферат: Феномен бюрократии: социальная и политическая сущность
Реферат: Missouri Constitution Essay Research Paper The Missouri
Реферат: Прогноз финансового результата деятельности, коммерческого банка
Реферат по теме Специфика научной деятельности
Реферат: Theories Of Leadership Essay Research Paper Tort
Реферат: Attitude Essay Research Paper Does Attitude Affect
Сочинение По Картине Александр Невский 4 Класс
Реферат: Сбор и транспортировка проб биологических материалов для бактериологического исследования
Реферат по теме Кейтеринг в России
Отчёт по практике: Бухгалтерский учет (материалы). Практика на АО "Белсвязь". Скачать бесплатно и без регистрации
Доклад по теме Научная критика в географии
Курсовая работа: Разработка системы управления затратами на предприятии "Электромашина"
Эссе На Тему Как Измерить Массу Тела
Реферат Психолого Педагогической Коррекции Отклонений При Дцп
Реферат: Пустыни атакуют планету
Контрольная работа: Украинская государственная политика в отношении Крыма. Скачать бесплатно и без регистрации
Задачи Оперативно Розыскной Деятельности Реферат
Осипов Владимир Николаевич
Каждый Несет Ответственность За Свою Планету Эссе
Курсовая Работа Евгений Онегин Фильм
Реферат: Основні положення теорії рішень
Курсовая работа: Финансовые результаты деятельности организации, оказывающей платные услуги, и пути их увеличения (на материалах КТСУП "Отель")
Контрольная работа: Христианская концепция происхождения морали