Viteza majorității reacțiilor chimice la încălzire crește. Astfel, este practic imposibil sintetizarea apei din substanțe simple la 20 ° C, viteza de reacție la această temperatură este atât de scăzută. Dar la 500 0 C această reacție are loc în 50 de minute, iar la 700 0 C procesul este aproape instantaneu.
De ce încălzirea provoacă o astfel de accelerare semnificativă a transformărilor chimice? Pentru a răspunde la această întrebare, trebuie să ne amintim ce este esența reacției chimice. Transformarea chimică are loc atunci când apar condiții de redistribuire a densității electronice a particulelor de coliziune. Acest proces necesită timp și energie. Nu există procese imediate în natură deloc. Sistemul de reacție poate fi caracterizat de trei stări consecutive:
[inițial] ® [de tranziție] ® [final]
Pentru reacția gazelor A2 și B2
vă puteți scrie statul:
etapa inițială de tranziție
(inițial (activat (produse
reactivi) reacții complexe)
Starea de tranziție a sistemului corespunde formării așa-numitului complex activat (A2 B2). In acest complex se produce REDISTRBUTE ?? ix electroni densitate între atomii: Communications AB încep să se formeze simultan cu ruperea legăturilor A - A și B - B. In complexul activat ca și în cazul în care combinat ?? enes''polurazrushennye „“ moleculă A2 și and''poluobrazovavshiesya B2 'molecula AB. Complexul activat există pentru un timp foarte scurt (de ordinul a 10 -13 s). Descompunerea lui conduce la formarea moleculelor AB sau A2 și B2.
Formarea unui complex activat necesită cheltuieli de energie. Probabilitatea formării unui complex activat în coliziunea a două molecule și reacția să aibă loc depinde de energia particulelor de coliziune. Numai acele molecule reacționează, a căror energie este suficientă pentru acest lucru. Astfel de molecule se numesc active. Energia necesară pentru trecerea substanțelor în starea complexului activat se numește energie de activare (Ea).
Schimbările de energie în sistemul de reacție pot fi reprezentate de o schemă. Aici axa absciselor caracterizează cursul reacției:
[starea inițială] ® [starea tranzitorie] ® [starea finală].
Ordonata reprezintă energia potențială a sistemului. Starea inițială este energia începutului SN. terminal SN con. Diferența energetică dintre stările inițiale și cele finale ale sistemului este egală cu efectul termic al reacției DH:
Energia complexului activat este mai mare decât energia starilor inițiale și finale ale sistemului. Tᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, energia de activare este un fel de barieră energetică care separă substanțele inițiale de produsele de reacție.
Reacția inversă este conversia AB în gazele A2 și B2. în mod natural, de asemenea, are loc prin formarea complexului activat A2 B2. Dar valoarea energiei de activare în acest caz este diferită decât în sinteza lui AB.
Energia folosită pentru activarea moleculelor este apoi complet sau parțial eliberată în formarea produselor de reacție. În cazul în care se eliberează mai multă energie în decăderea complexului activat decât este foarte important pentru activarea moleculelor, reacția este exotermă, altfel este endotermă.
Astfel, viteza de reacție depinde direct de numărul de molecule care au suficientă energie pentru a forma un complex activat și, prin urmare, capabile de transformare chimică. Cele mai active molecule din sistem, cu cât viteza de reacție este mai rapidă. O modalitate de creștere a numărului de molecule active este încălzirea.
Se stabilește o regulă: cu o creștere a temperaturii la fiecare 10 0 С, rata de reacție crește cu aproximativ 2-4 ori (regula Van't-Goff).
Vt + Dt / Vt = g D t / 10 Coeficientul de temperatură se află în regiunea 2-4.
Barierele energetice limitează cursul reacțiilor. Datorită acestui fapt, multe, în principiu, reacțiile posibile sunt întârziate sau practic nu curg. Astfel, lemnul, hârtia, cărbunele, uleiul, diferite materiale pot fi oxidate și arse în aer. Motivul pentru care nu luminează singuri în condiții normale (la temperaturi scăzute) este o energie considerabilă de activare a reacțiilor corespunzătoare.
De asemenea condiție importantă pentru energia de activare a reacției chimice este orientarea moleculelor în momentul coliziunii. Nu este dificil să vedem că redistribuirea densității electronice în complexul activ A2. B2 mai mult Soare ?? favorizează o condiție în cazul coliziunii moleculelor A2 și B2 sunt orientate așa cum se arată în figura 1, în timp ce în orientarea prezentată în figura 1b, probabilitatea este mult mai mic. Ea devine și mai mică cu orientarea moleculelor prezentate în figura 1c.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: