Химическая кинетика равновесие

 

Химической кинетикой называется учение о скорости и механизмах химических реакций, закономерностях их развития во времени.

При постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, возведенных в некоторых степенях:

 

А+В+2D = F+L

 

= k∙C_A∙C_B ∙ C_D ², (3.1)

 

где k −; коэффициент пропорциональности, называемый константой скорости данной реакции.

Первая попытка учесть влияние температуры на скорость химических реакций сделана Вант-Гоффом, сформулировавшим следующее эмпирическое правило.

При повышении температуры на каждые 10 градусов константа скорости элементарной химической реакции увеличивается в 2 − 4 раза.

Величина, показывающая, во сколько раз увеличивается скорость или константа скорости при повышении температуры на 10 градусов, есть температурный коэффициент скорости реакции γ;. Математически правило Вант-Гоффа можно записать следующим образом:

 

, (3.2)

 

где g − температурный коэффициент скорости химической реакции;

k₁, k₂ – константы скорости реакции при соответствующих температурах;

t₁, t₂ – температуры реакций.

Более точно зависимость скорости реакции от температуры описывает уравнение Аррениуса:

, (3.3)

 

где A − стерический фактор, который определяет вероятность активного столкновения;

E_a – энергия активации;

R – универсальная газовая постоянная;

T – температура реакции.

Величина E_a характеризует природу реагирующих веществ и определяется экспериментально из зависимости k = f(T). Записав уравнение (3.3) в логарифмическом виде и решая его для констант при двух температурах, находим E_a:

 

,

. (3.4)

В соответствии с законом действующих масс состояние равновесной химической системы характеризуется константой равновесия, представляющей собой отношение констант скоростей прямой (k₁) и обратной (k₂) реакций [4].

 

, (3.5)

где а = ν_а, b = ν_b, c = ν_c, d = ν_d.