11: Хімічна кінетика I
- Page ID
- 20926
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
Хімічна кінетика - це вивчення того, як швидко протікають хімічні реакції від реагентів до продуктів. Це важлива тема, тому що хоча термодинаміка розповість нам про напрямок спонтанних змін, вона мовчить про те, як швидко будуть відбуватися процеси. Але крім того, сила вивчення швидкості реакції полягає в тому, що вона дає нам уявлення про фактичні шляхи хімічних процесів, щоб перейти від реагентів до продуктів.
- 11.1: Швидкість реакції
- Швидкість хімічної реакції (або швидкість реакції) може бути визначена часом, необхідним для зміни концентрації. Але є проблема в тому, що це дозволяє зробити визначення на основі змін концентрації або для реагентів або продуктів. Плюс, через стехіометричних побоювань, норми, при яких концентрації, як правило, різні!
- 11.2: Вимірювання швидкості реакції
- Існує кілька методів, які можуть бути використані для вимірювання швидкості хімічних реакцій. Поширеним методом є використання спектрофотометрії для моніторингу концентрації виду, який буде поглинати світло. Якщо це можливо, краще виміряти зовнішній вигляд продукту, а не зникнення реагенту через низьку фонову перешкоду вимірювання.
- 11.3: Закони про ставки
- Закон швидкості - це будь-яка математична залежність, яка пов'язує концентрацію реагенту або продукту в хімічній реакції з часом. Закони швидкості можуть бути виражені або в похідній (або співвідношенні, для скінченних часових інтервалів) або інтегрованій формі.
- 11.4: Закон про ставку 0-го порядку
- Якщо реакція слідує закону швидкості нульового порядку, вона може бути виражена в терміні часової швидкості зміни [А]. Рішення диференціального рівняння говорить про те, що графік концентрації як функція часу дасть пряму лінію.
- 11.5: Закон про ставку 1-го порядку
- Якщо реакція слідує закону швидкості першого порядку, вона може бути виражена в терміні часової швидкості зміни [А]. Рішення диференціального рівняння дозволяє припустити, що графік концентрації журналу як функція часу дасть пряму лінію.
- 11.6: Закони про ставку 2-го порядку
- Якщо реакція слідує закону швидкості другого порядку, то вона може бути виражена в терміні часової швидкості зміни [А]. Рішення диференціального рівняння передбачає, що графік 1/концентрація як функція часу дасть пряму лінію.
- 11.7: Метод початкових ставок
- Метод початкових ставок є широко використовуваним методом для виведення законів ставок. Як випливає з назви, метод передбачає вимірювання початкової швидкості реакції. Вимірювання повторюється для декількох наборів початкових умов концентрації, щоб побачити, як змінюється швидкість реакції. Це може бути досягнуто шляхом визначення часу, необхідного для вичерпання певної кількості реагенту (бажано такого, від якого швидкість реакції не залежить!)
- 11.8: Метод напіврозпаду
- Інший метод визначення порядку реакції полягає в дослідженні поведінки періоду напіврозпаду в міру прогресування реакції. Період напіврозпаду можна визначити як час, необхідний для концентрації реагенту, щоб впасти до половини його початкового значення. Метод напіврозпаду передбачав вимірювання залежності періоду напіврозпаду від концентрації.
- 11.9: Залежність від температури
- В цілому підвищення температури збільшує швидкості хімічних реакцій. Легко зрозуміти, чому, так як більшість хімічних реакцій залежать від молекулярних зіткнень. І як ми обговорювали в главі 2, частота, з якою стикаються молекули, збільшується з підвищеною температурою. Але також збільшується кінетична енергія молекул, що повинно збільшити ймовірність того, що подія зіткнення призведе до реакції. Емпірична модель була запропонована Арренієм для обліку цього явища.
- 11.10: Теорія зіткнень
- Теорія зіткнень була вперше введена в 1910-х роках Максом Траутцем (Траутц, 1916) та Вільямом Льюїсом (Льюїс, 1918), щоб спробувати врахувати величини констант швидкості з точки зору частоти молекулярних зіткнень, енергії зіткнення та відносних орієнтацій молекул, що беруть участь у зіткненні .
- 11.E: Хімічна кінетика I (вправи)
- Вправи для глави 11 «Хімічна кінетика I» у Фізичній хімії Флемінга TextMap.
- 11.S: Хімічна кінетика I (резюме)
- Короткий зміст глави 11 «Хімічна кінетика I» в Fleming Фізична хімія TextMap.