Теории химической кинетики
Эффективный диаметр столкновений
жүктеу/скачать 279,21 Kb.
|
Доп. материал по теории хим. кинетики. 2023 (1)
- Бұл бет үшін навигация:
- Полное число столкновений одинаковых молекул
- Полное число столкновений молекул разных видов
- Скорость химической реакции согласно теории активных столкновений
| Эффективный диаметр столкновений
Для того чтобы молекулы столкнулись, они должны приблизиться друг к другу на расстоянии их ионных радиусов и находиться внутри цилиндра имеющего усредненный диаметр, равный полусумме диаметров реагирующих частиц: , где - эффективный диаметр столкновений – наименьшее расстояние между центрами сталкивающихся молекул при отсутствии взаимодействия. Величина - называется сечением соударения. Полное число столкновений одинаковых молекул Согласно молекулярно-кинетической теории газов полное число столкновений одинаковых молекул за 1 секунду в 1 м3 соответствует: , (молекул х м3 /с), (1) где n - число молекул А в м3 ; m - масса частиц , кг. Если брать во внимание радиусы молекул, то , (2) где МА – молярная масса. Полное число столкновений молекул разных видов Если в системе реагируют молекулы двух разных видов, то полное число столкновений ZAA соответствует: (молекул х м3/с) (3), где - число молекул А и В соответственно в 1 м3, - усредненный диаметр равный . Так как - приведенная масса, то уравнение (3) можно записать как: (молекул х м3/с) (4) Через радиусы молекул уравнение (3) запишется следующим образом: (5) Скорость химической реакции согласно теории активных столкновений Согласно теории активных столкновений по Льюису скорость зависит от числа активных столкновений: и записывается в следующем виде: (молекул/м3×с) (6) Если сА=сВ=1, то W=K, поэтому при nA=nB=1 константа скорости согласно теории ТАС определяется по уравнению: (7) Размерность константы скорости в системе СИ соответствует м3 с-1 . При умножении этого выражения на число Авогадро (NA) и коэффициент пересчета м3 в дм3 (л) получается размерность константы скорости, выраженная в м -1с-1. 103 (м -1с-1) (8) Это уравнение, сыгравшее выдающую роль в развитии химической кинетики, было впервые получено М.Траутцем ( Германия) в 1916г. и независимо У.Льюисом (Англия) в 1918 г., хотя и отличным от изложенного способом. Поэтому оно носит имя обоих ученых – уравнение Траутца-Льюиса. Значение уравнения Траутца-Льюиса состояло прежде всего в том, что оно указало реальный, хотя и полуэмпирический, путь теоретического расчета скоростей химических реакций на основе молекулярных постоянных реагирующих частиц - их размеров и масс. Физический смысл предэкспоненциального множителя согласно теории активных столкновений Важным для развития теоретических представлений в химической кинетике было то обстоятельство, что Траутцу и Льюису удалось не только ввести больцмановский множитель, но и впервые правильно объяснить влияние температуры на предэкспоненциальный множитель и раскрыть его физический смысл. По уравнению Аррениуса: . Сравнение этой зависимости с уравнением константы скорости: показывает, что (9). Теория активных столкновений раскрывает физический смысл предэкспоненциального множителя как функции общего числа столкновений в единице объема в единицу времени, т.е. А0=f(Z0), так как - общее число столкновений согласно молекулярно-кинетической теории газов, а - активные столкновения. жүктеу/скачать 279,21 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|