Химическая кинетика – это раздел химии, изучающий скорость и механизмы протекания химических реакций.
Химическая кинетика решает две основные задачи:
1) определение механизма реакции;
2) количественное описание химической реакции.
Механизм реакции – это совокупность и последовательность элементарных стадий, через которые проходит химическая реакция от исходных веществ до конечных продуктов.
Обычное уравнение реакции содержит информацию только о составе и количестве исходных веществ и продуктов, но не отображает реальных процессов, происходящих в действительности, т. е. не описывает элементарных стадий.
Элементарные стадии – это промежуточные единичные процессы на протяжении химической реакции, которые включают столкновение реагирующих частиц, разрыв связей в исходных веществах, образование промежуточных продуктов и взаимодействие между ними, возникновение новых связей и получение конечных продуктов.
Выяснение механизма связано с классификацией реакций по молекулярности и по фазовому составу.
Молекулярность реакции – это характеристика, которая определяется числом молекул в элементарной стадии.
По молекулярности различают такие реакции:
Мономолекулярные, в которых элементарный акт представляет собой преобразование одной молекулы (рис. 7.1а), например:
I2 2I.
Бимолекулярные – это такие реакции, элементарный акт в которых происходит при одновременном взаимодействии
Рисунок 7.1 – Схема классификации реакций по молекулярности: а) мономолекулярные; б) бимолекулярные;
в) тримолекулярные
двух частиц (рис. 7.1б), например, взаимодействие между атомом водорода, имеющим неспареный электрон (на схеме обозначен точкой) с молекулой хлороводорода:
Н· + Cl2?HCl + Cl·. Тримолекулярные – в таких реакциях элементарный акт осуществляется при одновременном столкновении трех молекул (рис. 7.1в), например:
2NO + H2?N2O + H2.
Доказано, что одновременное столкновение больше трех молекул практически невозможно. Наличие в уравнении химической реакции больших коэффициентов (когда их сумма превышает 3) однозначно указывает на сложный механизм реакции, включающий определенное количество элементарных актов.
Для количественного описания химической реакции пользуются кинетическими уравнениями.
Кинетическое уравнение – это математическое выражение, которое описывает зависимость скорости реакции от концентрации веществ.
Ключевые слова и термины
Русский
Украинский
Английский
Французский
Арабский
кинетика
кінетика
kinetics
cin?tique
?????
механизм реакции
механізм реакції
chemical reaction passing
m?canisme de r?action
???? ???????????
молекулярность
молекулярність
molecularity
mol?cularit?
????????
элементарная стадия
елементарна стадія
elementary stage
stade ?l?mentaire
?????????????????
Контрольные вопросы
Что называется химической кинетикой?
Какие задачи решает химическая кинетика?
Что такое механизм реакции, элементарные стадии, молекулярность реакции?
На какие типы подразделяются химические реакции по молекулярности?
Что называется кинетическим уравнением?
Задание для самостоятельной работы
Что является предметом изучения химической кинетики:
а) тепловые эффекты реакции; б) внутренняя энергия системы в ходе реакции;
в) скорость и механизмы химических реакций; г) теплоты образования веществ?
Как называется последовательность и особенности протекания элементарных стадий, из которых складывается химическая реакция:
а) молекулярность; б) химическая кинетика;
в) кинетическое уравнение; г) механизм реакции?
Каким термином обозначается величина, которая определяется числом частиц исходных веществ, принимающих участие в элементарном акте взаимодействия:
а) порядок реакции; б) молекулярность;
в) стехиометрический коэффициент; г) индекс?
Как называется математическое выражение зависимости скорости реакции от концентраций реагирующих веществ:
а) кинетическое уравнение; б) порядок реакции;
в) закон стехиометрических коэффициентов; г) экспоненциальная зависимость?
2I.
Рисунок 7.1 – Схема классификации реакций по молекулярности: а) мономолекулярные; б) бимолекулярные;