12: Кінетика
- Page ID
- 22556
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
Хімічна кінетика - це вивчення швидкостей хімічних процесів і включає дослідження того, як різні експериментальні умови можуть впливати на швидкість хімічної реакції і давати інформацію про механізм реакції і перехідні стани, а також побудова математичних моделей, які можуть опишіть характеристики хімічної реакції.
- 12.0: Прелюдія до кінетики
- Вивчення хімічної кінетики стосується швидкості, з якою реакція дає продукти, і молекулярно-масштабних засобів, за допомогою яких відбувається реакція. У цьому розділі ми розглянемо фактори, що впливають на швидкість хімічних реакцій, механізми, за якими протікають реакції, а також кількісні методи, що використовуються для визначення та опису швидкості, з якою відбуваються реакції.
- 12.1: Швидкість хімічних реакцій
- Швидкість реакції може виражатися або в плані зменшення кількості реагенту, або збільшення кількості продукту за одиницю часу. Відносини між різними швидкісними виразами для даної реакції виводяться безпосередньо зі стехіометричних коефіцієнтів рівняння, що представляє реакцію.
- 12.2: Фактори, що впливають на швидкість реакції
- На швидкість хімічної реакції впливає кілька параметрів. Реакції, що включають дві фази, протікають швидше, коли спостерігається більша площа поверхні контакту. Якщо температура або концентрація реагентів підвищується, швидкість даної реакції, як правило, також збільшується. Каталізатор може збільшити швидкість реакції, надаючи альтернативний шлях, який призводить до зменшення енергії активації реакції.
- 12.3: Закони про ставки
- Закони швидкості дають математичний опис того, як зміни кількості речовини впливають на швидкість хімічної реакції. Закони швидкості визначаються експериментально і не можуть бути передбачені реакційною стехіометрією. Порядок реакції описує, наскільки зміна кількості кожної речовини впливає на загальну швидкість, а загальний порядок реакції - це сума порядків для кожної речовини, присутньої в реакції.
- 12.4: Закони про інтегровані ставки
- Диференціальні закони ставок можуть визначатися методом початкових ставок або іншими методами. Вимірюється значення початкових швидкостей реакції при різних концентраціях реагентів. З цих вимірів визначаємо порядок реакції в кожному реагенті. Інтегровані закони ставок визначаються шляхом інтеграції відповідних законів диференціальної ставки. Константи швидкості для цих законів швидкості визначаються з вимірювань концентрації в різний час під час реакції.
- 12.5: Теорія зіткнень
- Хімічні реакції вимагають зіткнень між видами реагентів. Ці зіткнення реагентів повинні мати належну орієнтацію та достатню енергію, щоб призвести до утворення продукту. Теорія зіткнень дає просте, але ефективне пояснення впливу багатьох експериментальних параметрів на швидкість реакції. Рівняння Арренія описує зв'язок між константою швидкості реакції та енергією її активації, температурою та залежністю від орієнтації зіткнення.
- 12.6: Механізми реакції
- Послідовність окремих етапів, або елементарних реакцій, за допомогою яких реагенти перетворюються в продукти в процесі реакції, називається механізмом реакції. Загальна швидкість реакції визначається швидкістю найповільнішого кроку, званого кроком визначення швидкості. Одномолекулярні елементарні реакції мають закони швидкості першого порядку, тоді як бімолекулярні елементарні реакції мають закони швидкості другого порядку.
- 12.7: Каталіз
- Каталізатори впливають на швидкість хімічної реакції, змінюючи її механізм, щоб забезпечити меншу енергію активації. Каталізатори можуть бути однорідними (в тій же фазі, що і реагенти) або гетерогенними (інша фаза, ніж реагенти).
- 12.E: Кінетика (вправи)
- Це домашні вправи для супроводу TextMap, створеного для «Хімії» OpenStax. Додаткові загальні банки питань хімії можна знайти для інших Textmaps і можуть бути доступні тут. На додаток до цих загальнодоступних питань, доступ до приватного банку проблем для використання в іспитах та домашніх завданнях доступний викладачам лише в індивідуальному порядку; будь ласка, зв'яжіться з Delmar Larsen для облікового запису з дозволом на доступ.
Мініатюра: частота молекулярних зіткнень. (Громадське надбання; Саді Карно через Вікіпедію)