Основні проблеми хімічної кінетики

Зміст

Вступ

Питання 1. Теорія активного комплексу (перехідного стану)

Питання 2. Реакції, що протікають в адсорбційній області

Задача 3

Задача 4

Задача 5

Задача 6

Висновок

Список літератури

Контрольна робота з дисципліни "Кінетика і каталіз у ТНР".

Хімічна кінетика, що є розділом фізичної хімії, містить у собі, як окремий випадок, каталіз. Усі проблеми каталізу (включаючи і питання вибору каталізаторів) зводяться до основних проблем хімічної кінетики, тобто до встановлення елементарних хімічних процесів, з яких складається весь процес у цілому, і встановлення закону, по якому протікає процес у часі. Через велику практичну важливість каталітичних процесів, стало прийнятим виділяти цей розділ з хімічної кінетики.

Знання механізму процесу дозволяє описати швидкість хімічної реакції відповідним математичним рівнянням, на основі якого можна зробити кореляцію дослідних даних і їхню екстраполяцію за межі експериментально вивченого інтервалу робочих умов.

Теорія активного комплексу або теорія перехідного стану розроблена Е. Вінгером, М. Поляні, Г. Ейрінгом і М. Евансом у 30-х роках 20-го століття. Ця теорія дозволяє розрахувати швидкість, не застосовуючі експериментальні дані визначення стеричного множника Р. Вона встановлює зв'язок між швидкістю хімічної реакції і структурою реагуючих речовин. Відповідно до неї швидкість реакції визначається не тільки зіткненням, а і наступним за ним процесом перегрупування атомів у молекулах. Цей стан характеризується ослабленими старими зв'язками і з'явившимися новими, ще не “зміцнілими" зв'язками. Він називається перехідним станом або активним комплексом.

Наприклад, для реакції H₂ +I₂ = 2HI утворення перехідного комплексу можна схематично зобразити у вигляді:

H        I            H…I*                  H – I

+

H        I            H…I                    H – I                          (1)

Час "життя" активованого комплексу визначається значенням:

, (2)

де К_В - постійна Больцмана;

h_п - постійна Планка;

Т - абсолютна температура.

Чисельне значення часу "життя" складає приблизно 10^-13секунд. Незважаючи на це, активований комплекс вважають молекулою і тому в даній теорії зроблене допущення, що активний комплекс знаходиться в рівновазі з вихідними речовинами, що трохи суперечливо, але проте результати дає достовірні.

Відповідно до цієї теорії швидкість реакції розраховують по формулі:

, (3)

де  - константа швидкості стадії активування, наприклад,