化学动力学

化学的分支,处理反应速率及其机制的研究,被称为化学动力学。

化学反应速率

浓度的变化在单位时间内反应物或产物称为反应速率。它可以表现在以下方面:

减少的速度在任何一个反应物的浓度。
或任何一个的浓度的增加率的产品。

让我们假设一个假设的反应系统的体积保持不变。

' R→P '

在这个反应,反应物的摩尔R生产一摩尔产品p .如果[R]₁和[P]₁在时间t R和P的浓度₁和[R]₁和[P]₁他们的浓度在时间t₁然后,

“Δt = t_2-t_1”
“三角洲[R] = [R] _2 - [R] _1”
Δ[P] = [R] _2 - [P] _1”

的消失率R =(浓度减少R)÷(时间)

' =(Δ[R]) /(Δt)”………(1)

的出现率P =浓度增加(P)÷(时间)

' = +(Δ[P]) /(Δt)”………。(2)

方程(1)和(2)给平均反应速率(r_av)。

自Δ[R]是负的数量乘以1使反应速率的一个积极的数量。

单位的反应速率

反应速率的单位集中时间¹。所以,如果在摩尔浓度是L¹和时间在第二个,然后反应速率的单位将摩尔L¹年代¹。但是,在气体反应,当气体的浓度表示的分压,速度的单位将自动取款机¹。

让我们考虑以下反应:

“Hg + Cl_2→Hg \ Cl_2 '

在这个反应中,反应物和生成物的化学计量系数相同。在这种情况下,反应速率给出如下:

' r = -(δ(Hg)) /(Δt) ' ' = -(Δ[Cl_2]) /(Δt) ' ' =(Δ[Hg \ Cl_2]) /(Δt) '

让我们考虑以下反应:

2你好→H_2 + I_2 '

在这个反应中,反应物或生成物的化学计量系数并不等于1。在这种情况下,任何反应物消失的速度,或者是任何产品的出现率除以各自的化学计量系数。

' r = 1/2(Δ[嗨])/(Δt) ' ' =(Δ[H_2]) /(Δt) ' ' =(Δ[I_2]) /(Δt) '

影响反应速率的因素

反应速率取决于以下因素:

反应物的浓度
温度
催化剂

浓度依赖性的税率:

对于一个给定的温度,化学反应的速率可能取决于一个或更多的反应物和生成物的浓度。反应速率的表示反应物的浓度称为速率定律或速率方程或率表达式。

率和速率常数表达式

让我们考虑以下反应:

“aA + bB→cC + dD”

这里,a, b, c和d是反应物和生成物的化学计量系数。

这个反应速率表达式

率∝”[一][B] ^ ^ x y '

或者,速度' = k[一][B] ^ ^ x y '

或者,”——(d [R]) / (dt) = k[一][B] ^ ^ x y '………。(1)

这个方程被称为微分速率方程,k称为速率常数。这个方程是alsoe称为速率定律或率表达式。速率定律是反应速率的表达式给出的反应物的摩尔浓度每学期提出一些权力。权力可能是也可能不是一样的物种在一个平衡的化学反应的化学计量系数方程。

法律对任何反应速率不能仅仅看预测的平衡的化学方程式,即理论上。但它必须确定实验。

反应的阶

大国的总和的反应物的浓度速率定律表达式称为化学反应的顺序。

速度' = k[一][B] ^ ^ x y '

这里,“x + y”=反应

的反应可以是0,1,2,3,甚至一小部分。零阶反应,反应速率与反应物的浓度无关。

速率常数的单位:

让我们考虑为上面给出的反应速率方程。这个方程可以写成如下:

“k =文本(率)/((一)^ x [B] ^ y)”

' =文本(浓度)/文本(时间)民/(文本(浓度)^ n) '

如果SI单位摩尔浓度的L¹时间是s,然后单位k不同的顺序如下:

零阶反应:

”(mo \ l l ^ (1) / (s)民/ ((mo \ l l ^(1)) ^ 0) =莫\ l l ^ (1) ^ (1)”

一阶反应:

”(mo \ l l ^ (1) / (s)民/ ((mo \ l l ^ (1)) ^ 1) = s ^ (1)”

二阶反应:

”(mo \ l l ^ (1) / (s)民/ ((mo \ l l ^(1)) ^ 2) =莫\ l ^ (1) Ls ^ (1)”