School

Теория на ефективните удари - химична реакция протича, когато се сблъскат частици с определена минимална енергия и правилно пространствено ориентиране

а) активираща енергия $E_A,\left[\frac{\text{kJ}}{\text{mol}}\right]$ - минималното количество енергия, която частиците трябва да имат, за да бъде ударът "ефективен" (да протече реакция)

б) част от частиците, притежаващи енергия $\ge E_A$ $$f=e^{-\frac{E_A}{RT}}$$

в) стеричен фактор ($p$) - показва частта от частиците с правилна ориентация

г) честота на ударите ($z$) - показва честотата на всички удари

Механизъм на химична реакция - последователността от етапи, през които преминава дадена химична реакция

а) етап (елементарна реакция) - показва реално химично взаимодействие, което се случва по време на реакцията

• молекулност - броят молекули, участващи едновременно в ефективния удар (елементарния акт на реакцията)

• порядък - общият порядък съвпада с молекулността на реакцията и може да се изведе директно от стехиометричните коефициенти

б) обща реакция - сума от елементарните реакции

• показва само общата стехиометрия на химичната реакция
• реакционен интермедиат - вещество, което се получава и изразходва в етапите, така че да не се проявява като краен продукт

Кинетика на последователни реакции - скоростта на реакцията зависи от най-бавния етап

а) реакции с първи скоростоопределящ етап - първият етап е най-бавен

• кинетичното уравнение на общата реакция е кинетичното уравнение на първият (най-бавният) етап

$$\text{етап I}:\mathrm{NO}{}_2+\mathrm{NO}{}_2\stackrel{\mathrm{k}{}_1}{\to }\mathrm{NO}+\mathrm{NO}{}_3,v=k_1\cdot c^2(\mathrm{NO}{}_2),\text{най-бавен етап}$$

$$\text{етап II}:\mathrm{NO}{}_3+\mathrm{CO}\stackrel{\mathrm{k}{}_2}{\to }\mathrm{NO}{}_2+\mathrm{CO}{}_2,v=k_2\cdot c(\mathrm{NO}{}_3)\cdot c(\mathrm{CO})$$

$$\text{общо: }\mathrm{NO}{}_2+\mathrm{CO}\stackrel{\mathrm{k}}{\to }\mathrm{NO}+\mathrm{CO}{}_2,v=k_1\cdot c^2(\mathrm{NO}{}_2)$$

б) реакции с непърви скоростоопределящ етап - най-бавният етап не е първи

• ако кинетичнато уравнение на скоростоопределящия етап зависи от концентрацията на някои интермедиат, се търси връзка между тази концентрацията и някоя концентрация, която може да се намери

Пример:

$$\text{етап I: }2\mathrm{NO}\stackrel{\mathrm{k}{}_1,\mathrm{k}{}_1{}^{\prime }}{\rightleftharpoons }\mathrm{N}{}_2\mathrm{O}{}_2$$

$$\text{етап II: }\mathrm{N}{}_2\mathrm{O}{}_2+\mathrm{H}{}_2\stackrel{\mathrm{k}{}_2}{\to }\mathrm{N}{}_2\mathrm{O}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O},\text{най-бавен етап}$$

$$\text{общо: }2\mathrm{NO}+\mathrm{H}{}_2\stackrel{\mathrm{k}}{\to }\mathrm{N}{}_2\mathrm{O}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$$

Приемаме, че първият етап е в равновесие. Тогава

$$k_1\cdot c^2(\mathrm{NO})=k_1^{\prime }\cdot c(\mathrm{N}{}_2\mathrm{O}{}_2)$$