29. Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа. Активные молекулы. Энергия активации. Уравнение Аррениуса.

Зависимость скорости реакции от температуры была установлена голландским учёным Яковом Вант-Гоффом. Правило Вант-Гоффа:

- при повышении температуры на каждые 10 градусов по Цельсию скорость большинства хим реакции возрастает в 2-4 раза: , гамма – температурный коэффициент, он показывает во сколько раз возросла скорость хим реакции при увеличении темпер. на 10 градусов

Уравнение Аррениуса и энергия активации хим реакции

В химической реакции все молекулы различаются по энергии. При данной температуре энергия молекулы в системе распределена по закону, к-ый назыв распределение Максвелла-Больцмана: 1) Энергия активации не зависит от температуры, при её увеличении увеличивается доля активных молекул; 2) кол-во ктивных молекул (N_акт = N_общ * e^-E_акт^/RT)R- универсальная газовая постоянная.

Теория простых столкновений была заменена теорией активных столкновений (Сванте Аррениус) Основные положения теории:

1. В реакцию вступают не все молекулы, а только активные

2. Для вступления в хим реакцию молекулы должны иметь повышенный заряд энергии. Минимальная энергия необходимая молекулам для вступления в данную хим реакцию назыв энергией активации

3. Активными назыв молекулы, у которых кинетическая энергия больше или равна энергии активации

Энергия активации зависит от природы реагирующих в-в, от механизма реакции

Правило Вант-Гоффа выполняется только для реакций у которых энергия активации находится в пределах 84-170 кДж/моль. Но большинство хим реакций от 40 до 400 кДж/моль Для более широкого интервала температур было предложено уравнение Аррениуса:

, K- константа скорости, А- предэкспоненциальный множитель, не зависящий от температуры

Чем больше энергия активации, тем скорость реакции меньше. Экзотермические реакции имеют более высокую энергию активации.

30. Катализ и катализаторы. Гомогенный и гетерогенный катализ.

Катализатор – это в-во, к-ое изменяет скорость химической реакции, но к концу реакции остаётся химически неизменным и в прежнем кол-ве

Катализ – это изменение скорости хим реакции под действием катализатора.

Катализ бывает положительный (с увеличением скорости), отриц, автокатализ(здесь св-вами катализатора обладает один из продуктов реакции)

Механизм действия катализатора:

А+В=АВ(под действием катал.

1. Катализатор вступает в реакцию с одним из исходных в-в, образуя промежуточное соединение ( А+К=АК)

2. АК+В=АВ+К – промежуточное соединение взаимодействует со вторым исходным вещ-вом, образуя продукт реакции и катализатор

Катализ бывает гомогенным и гетерогенным

Гомогенный катализ – это катализ, при к-ом реагирующие в-ва и катализатор нах в одном агрег сост

Причины увеличения скорости хим реакции под действием катализатора:

1. в присутствии катализатора происходит уменьшение энергии активации, что приводит к увеличению активных молекул и увелич скорость хим реакции

2. катализатор увеличивает энтропии активации, т. е. увеличивает благоприятность ориентации молекул

Гетерогенный катализ – при к-ом реагирующие в-ва и катализатор нах в разных агрегатных состояниях

Отрицательный катализ( Здесь присутствуют ингибиторы – в-ва, уменьшающие ск хим р)