Предыдущая Следующая
k t
– константа скорости при температуре t;
kt+10
– константа скорости той же реакции при температуре t + 10°;
γ обычно изменяется
от 2 до 4.
Зависимость скорости реакции от температуры более точно выражается уравнением
Аррениуса -E
k = Ae RT
где: k – константа скорости;
A – постоянная, не
зависящая от температуры;
e – основание натуральных
логарифмов (e=2,71828);
E – энергия активации (см.
ниже);
R – газовая постоянная;
T – абсолютная температура.
6.4. Энергия активации. Быстрое изменение
скорости реакции с изменением температуры объясняет теория
активации. Почему нагревание вызывает столь значительное ускорение химических превращений? Для ответа на этот вопрос нужно вспомнить, в чем
заключается сущность химической реакции.
Химическое превращение происходит
тогда, когда возникают условия для перераспределения электронной плотности
столкнувшихся частиц. Этот процесс требует затраты времени и
энергии. Мгновенных процессов в природе вообще не существует.
Реакционно-способную систему можно охарактеризовать тремя последовательно
совершающимися состояниями:
[начальное] → [переходное] → [конечное]
Для реакции взаимодействия
газообразных веществ A2 и B2
A2 + B2 = 2AB
можно записать ее состояние
А – А А • • • А А А
| |
В – В В • • •
В В В
Начальное Переходное Конечное
(исходные реагенты) (активированный комплекс) (продукты реакции)
Переходное состояние системы отвечает образованию так называемого активированного
комплекса (A2B2). В этом комплексе происходит
перераспределение электронной плотности между атомами: связи A―B начинают образовываться
одновременно с разрывом связей A―A
и B―B. В активированном комплексе как бы
объединены «полуразрушенные» молекулы A2 и B2
и «полуобразовавшиеся» молекулы AB. Активированный комплекс
существует очень короткое время (порядка 10-13с). Его распад приводит
к образованию молекул AB либо молекул A2 и B2. Образование
активированного комплекса требует затраты энергии. Вероятность
того, что при столкновении двух молекул образуется активированный комплекс и произойдет
реакция, зависит от энергии сталкивающихся частиц. Реагируют только те из молекул,
энергия которых для этого достаточна. Такие молекулы называют активными. Необходимую
для перехода веществ в состояние активированного комплекса энергию называют энергией
активации (Eа). Ее определяют опытным путем и обычно выражают в кДж/моль. Так,
например, для соединения водорода и йода
Eа = 167,4кДж/моль, а для распада йодоводорода
Eа = 186,2кДж/моль.
Предыдущая Следующая
|
