Влияние температуры.
Скорость реакции сильно зависит от температуры. Можно привести такой пример: реакция между водородом и кислородом (т.е. реакция окисления водорода 2Н2 + О2=2Н2О) при обычных условиях практически неосуществима. При температуре 318 0С она произойдет за 230 лет, но при температуре 700 0С происходит взрыв, т.к. скорость реакции очень высока, реакция осуществится за 0,007 сек.
Обобщая экспериментальные данные голландский ученый Вант–Гофф в 1879 году
· установил следующее правило: повышение температуры на каждые 10 градусов увеличивает скорость гомогенных реакций в 2–4 раза.
Число, показывающее во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 10 градусов, названо температурным коэффициентом скорости. Температурный коэффициент скорости (коэффициент Вант–Гоффа) обозначают буквой γ.
Vt2= Vt1* γ(t2–t1/10) уравнение Вант–Гоффа
где Vt2 и Vt1 –скорости реакции соответственно при температурах t2 и t1 (t2>t1); γ – температурный коэффициент.
γ=К(t+10)/Kt=V(t+10)/Vt=2–4
Kt1/Kt2= γt2–t1/10
Для реакции окисления водорода повышение температуры от 273 до 3730 при γ=2 скорость увеличивается в 1024 раза.
V373/V273= γ 373–273/10=2100/10=210=1024
Уравнение Вант–Гоффа является упрощенным выражением зависимости скорости реакции от температуры. С его помощью можно лишь примерно оценить влияние температуры на скорость реакции. Более точная зависимость скорости от температуры представлена соотношением шведского ученого Сванте Аррениуса (1889г)
Аррениус показал, что константа скорости реакции К имеет следующую зависимость от температуры
lnK= -(E/RT+C)
отсюда К=А*е-(E/RT). В этом выражении А – постоянный множитель, не зависящий от температуры и концентраци; е – основание натурального логарифма (равное 2,713); Т – абсолютная температура в Кельвинах (К); Е – энергия активации (кДж/моль), т.е. та энергия, которую нужно сообщить молекулам (частицам), находящимся в исходном состоянии, чтобы они могли вступить в реакцию; R – универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/моль*К).
По теории Аррениуса химическая реакция может происходить только при столкновении активных частиц. Активными считаются частицы, имеющие такое количество энергии, которое необходимо для осуществления реакции, т.е. для преодоления сил отталкивания, возникающих между электронными оболочками частиц, и их взаимодействия. Активные частицы, прежде чем превратиться в конечный продукт, при столкновении друг с другом образуют промежуточную группировку, называемую активированным комплексом. Активированный комплекс является очень неустойчивым переходным состоянием системы, в котором происходит перераспределение химических связей. В дальнейшем исходные химические связи окончательно разрушаются и образуются конечные связи, образуются продукты реакции.
Для реакции
А2+В2=2АВ
процесс взаимодействия графически можно изобразить так:
А В А … А А А
| + | | + |
А В В … В В В
начальное состоя- переходное состоя- конечное состояние
ние системы ние системы (акти- системы (продукты
(реагенты) вированный комплекс) реакции)
Смотрите также
Сурьма
Сурьма (лат. Stibium), Sb, химический элемент V группы периодической системы Менделеева; атомный
номер 51, атомная масса 121,75; металл серебристо-белого цвета с синеватым
оттенка в природе ...
Физико-химические свойства нефтей
...
Атмосфера
...