Химическая кинетика.

Зависимость скорости химической реакции от кон­центрации реагирующих веществ устанавливает закон действия масс. Частная формулировка этого закона была дана Н. Н. Бекетовым в 1865 г., который изучал влияние давления газообразного водорода на; скорость вытесне­ния им металлов из раствора солей.

В общем виде данный закон был сформулирован Гульдбергом и Вааге в 1867 г.: скорость химической реакции прямо пропорциональ­на произведению молярных концентраций реагирующих веществ, взятых в степени, равной стехиометрическому коэффициенту соответствующего вещества в уравнении реакции.

Нельзя не отметить труды Ле Шателье. Влияние изменения внешних условий на химическое равновесие системы характеризуется следующим принципом смещения химического равновесия, называемым принципом Ле Шателье (1884 г.): если на систему, находящуюся в химическом равновесии, производить внешнее воздействие (изменение концентрации, 'давления, темпера­туры), то внутри системы возникают самопроизвольные процессы, стремящиеся ослабить это воздействие.

Химическое сродство веществ непосредственно изме­рить нельзя. В середине XIX в. М. Бертло и Ю. Томсен в качестве меры химического сродства предложили счи­тать тепловой эффект реакции. По их мнению, чем боль­ше теплоты выделяется при реакции, тем больше способ­ность веществ к взаимодействию, т. е. химическое срод­ство. Однако русский ученый А. Л. Потылицын и гол­ландский физико-химик Я. Вант-Гофф показали, что это утверждение неверно, противоречит самопроизвольному протеканию многочисленных эндотермических процессов и справедливо только при абсолютном нуле. Применив второе начало термодинамики к химическим"" процессам, Вант-Гофф пришел к выводу, что реакции идут само­произвольно не в сторону выделения теплоты, а в нап­равлении уменьшения свободной энергии системы.

Известно, что при повышении тем­пературы кинетическая энергия молекул возрастает. Вместе с этим должно возрастать число столкновений и скорость реакции. По подсчетам при повышении темпе­ратуры на 10° в интервале температур 300—310° К число столкновений должно возрасти примерно на 2%. Ско­рость же химического процесса фактически возрастает в 2—4 раза (правило Вант-Гоффа), т. е. на 100—200%.

Несоответствие между числом столкновений молекул и наблюдаемой скоростью, а также высокий температур­ный коэффициент скорости химической реакции объясни­ла теория активации (С. Аррениус, 1889 г.). Согласно этой теории не всякое столкновение молекул приводит к акту химической реакции. Реакция происходит лишь при столкновении так называемых активных молекул, т. е. молекул, обладающих повышенным запасом энергии по сравнению с другими молекулами тех же ве­ществ.

Систематическое исследование влияния природы рас­творителей на скорость химических реакций в растворах было проведено русским химиком Н. А. Меншуткиным. В 1890 г., изучая реакцию соединения триэтиламина с йодистым этилом с образованием тетраэтилиодистого аммония в среде различных растворителей (С2Н5)3N + С2Н51= (С2Н5)4N1, II. А. Меншуткин установил, что скорость этой реакции в бензиловом спирте в 770 раз больше, чем в гексане. В углеводородах реакция идет значительно медленнее, чем в спиртах и кетонах. Ученый объяснил это неодинаковым "взаимодействием молекул растворенного вещества с молекулами растворителя.

Copyright © 2024 - All Rights Reserved - www.chemicalnow.ru