Распределение молекул в системе по энергиям при разных температурах

Сентябрь 7, 2022

Главная
Химия
Распределение молекул в системе по энергиям при разных температурах

Содержание

2. Уравнение Аррениуса в логарифмическом виде lnk = lnk0 – Еа/RT или lgk = lgk 0 –
3. Приведем уравнение Аррениуса для двух температур (Т1 и Т2): lnk1 = lnk0 – Еа/RT1 lgk1 =
4. Уравнение Аррениуса в дифференциальной форме: Ea /(RT2) > 0 k возрастает с ↑Т
5. Связь энергии активации с тепловым эффектом реакции Обратимые химические реакции протекают в прямом и обратном направлении
6. Заменим (Константа равновесия) Получим Запишем изобару Вант-Гоффа Следовательно связь термодинамических и кинетических параметров: Разность между энергиями
7. Энергетические диаграммы реакций Обратимая реакция А ↔ В а) ΔrН >0 (эндотермическая) б) ΔrН
8. Катализ Явление изменения скорости реакции под воздействием катализаторов называется катализом Положительный катализ – процесс, ускоряющий реакцию
9. Катализатор в небольших количествах резко ускоряет процесс участвует в образовании промежуточных нестойких соединений, а в конце
10. Катализатор уменьшает полную энергию активации процесса, Еа > Еа,к
11. Каталитическая реакция с образованием двух активированных комплексов
12. Механизм гомогенного катализа: катализатор образует с реагентами промежуточное соединение, разложение которого является лимитирующей стадией процесса. Газофазный
13. Ферментативный катализ ферменты (микрогетерогенные катализаторы) – полимерные белки или комплексы белков с низкомолекулярными соединениями Образование комплекса:
14. Гетерогенный катализ
15. Теория гетерогенного катализа В результате адсорбции на поверхности катализатора ослабляются или разрываются химические связи в молекулах
16. Особенности гетерогенного катализа: Действие kt зависит от способа получения kt: акт Cu(NO3)2 to Cu + 2NO2
18. Скачать презентацию

Слайд 2

Уравнение Аррениуса в логарифмическом виде
lnk = lnk0 – Еа/RT или lgk

= lgk 0 – Еа/2,3RT
Прямая линия в координатах lnk от 1/Т, tgα = - Еа/R

Слайд 3

Приведем уравнение Аррениуса для двух температур (Т1 и Т2): lnk1 =

lnk0 – Еа/RT1 lgk1 = lgk0 – Eа/2,3RT1 lnk2 = lnk0 – Еа/RT2 lgk2 = lgk0 – Eа/2,3RT2

Вычитая из второго уравнения первое, получим:
Если концентрации веществ постоянны, то:
Энергию активации можно рассчитать по формуле:

Слайд 4

Уравнение Аррениуса в дифференциальной форме:
Ea /(RT2) > 0
k возрастает

с ↑Т

Слайд 5

Связь энергии активации с тепловым эффектом реакции
Обратимые химические реакции протекают в прямом

и обратном направлении А+В ↔ АВ
для прямой реакции:
для обратной реакции:
Вычитая из первого уравнения второе, получим:

Слайд 6

Заменим (Константа равновесия)
Получим
Запишем изобару Вант-Гоффа
Следовательно
связь термодинамических и кинетических параметров:
Разность между

энергиями активации прямой и обратной реакции равна её тепловому эффекту ∆rH

Слайд 7

Энергетические диаграммы реакций
Обратимая реакция А ↔ В
а) ΔrН >0

(эндотермическая) б) ΔrН <0 (экзотермическая)

Слайд 8

Катализ
Явление изменения скорости реакции под воздействием
катализаторов называется катализом
Положительный катализ –

процесс, ускоряющий реакцию
Отрицательный катализ – процесс, замедляющий реакцию
Гомогенный катализ – катализатор и все реагенты находятся в одной фазе
H2O2 H2O + 1/2O2 (H+, OH- активные kt)
Гетерогенный катализ – реакция идет на поверхности катализатора, образующего самостоятельную фазу
H2O2 H2O + 1/2O2

Pt-kt

Слайд 9

Катализатор
в небольших количествах резко ускоряет процесс
участвует в образовании промежуточных нестойких соединений,

а в конце выделяется в химически неизменном виде.
обладает селективностью
С2Н4 + Н2О
С2Н5ОН С2Н5ОС2Н5+ Н2О
СН3СНО + Н2
Не влияют на термодинамику реакции, т.е. не изменяет ΔrН и ΔrG: ΔrG0некат = ΔrG0кат
ΔrG0 = -RTlnKp ⇒ не влияет на Kp, только ускоряет достижение хим. равновесия, т.к. в одинаковое число раз изменяет скорости прямой и обратной реакций (К = kпрям /kобр)

Al2O3

H3PO4

MgO

Слайд 10

Катализатор
уменьшает полную энергию активации процесса, Еа > Еа,к

Слайд 11

Каталитическая реакция с образованием двух активированных комплексов

Слайд 12

Механизм гомогенного катализа: катализатор образует с реагентами промежуточное соединение, разложение которого

является лимитирующей стадией процесса.

Газофазный 2СО + О2 2СО2
Жидкофазный H2O2 -----→ H2O + 1/2O2
кислотно-основный катализ (kt Н+ и ОН-)
гидролиз эфиров: R′CООR′′ + Н2О R′СООН + R′′ОН
Кислотный катализ широко применяется в органической химии.
Гомогенный катализ характеризуется
высокими скоростями реакций (скорость пропорциональна Сkt ), дешевизной и доступностью катализаторов.
kt: Н2О; Си2+; Рd 2+;Fe 2+; кислоты; растворители и др.
Но трудно выделить из гомогенной смеси продукты реакции.

Слайд 13

Ферментативный катализ ферменты (микрогетерогенные катализаторы) – полимерные белки или комплексы белков с

низкомолекулярными соединениями

Образование комплекса: активный центр фермента-реагент по типу «замок-ключ». Высокие активность и селективность.
Крахмал→глюкоза. Гидролиз эфиров. Расщепление белков

Слайд 14

Гетерогенный катализ

Слайд 15

Теория гетерогенного катализа
В результате адсорбции на поверхности катализатора ослабляются или

разрываются химические связи в молекулах реагентов.
Необходимо геометрическое соответствие между параметрами кристаллической решетки катализатора и длинами химических связей реагентов и продуктов реакции
Например, теория мультиплетов позволила связать каталитическую активность металлов с величиной их атомного радиуса: дегидрирование предельных одноатомных спиртов происходит на дублете, а дегидрирование циклогексана – на секстете
Оптимальное соотношение между энергиями хим. связей реагентов и продуктов реакции и энергией адсорбции.
Активные центры - участки, на которых обеспечиваются оптимальные условия реакции.
Число активных центров определяется составом поверхностного слоя, способом приготовления катализатора и обработки его поверхности

Слайд 16

Особенности гетерогенного катализа:
Действие kt зависит от способа получения kt:
акт Cu(NO3)2

to Cu + 2NO2 + O2
Cu-kt
неакт. Cu(NO3) 2 электролиз Cu + O2 +HNO3
Действие kt зависит от присутствия активаторов (промоторов)
K2O, Al2O3 – для Fe-kt : N2 + 3H2 → 2NH3
К2SO4 – для V2O5-kt : 2SO2 + O2 → 2SO3
Се для Ni - kt : СО + Н2 → СН4 + Н2О
каталитические яды уменьшают активность kt
H2S, O2 – для Fe-kt : N2 + 3H2 → 2NH3
HgCl2 , AsH3 – для Pt-kt : H2O2 → H2O + 1/2O2
(Необходимость очистки катализатора)
Скорость реакции зависит от величины удельной поверхности kt

Распределение молекул в системе по энергиям при разных температурах

Содержание

Уравнение Аррениуса в логарифмическом видеlnk = lnk0 – Еа/RT или lgk

Приведем уравнение Аррениуса для двух температур (Т1 и Т2): lnk1 =

Уравнение Аррениуса в дифференциальной форме: Ea /(RT2) > 0 k возрастает

Связь энергии активации с тепловым эффектом реакцииОбратимые химические реакции протекают в прямом

Заменим (Константа равновесия)ПолучимЗапишем изобару Вант-ГоффаСледовательно связь термодинамических и кинетических параметров:Разность между

Энергетические диаграммы реакций Обратимая реакция А ↔ В а) ΔrН >0

КатализЯвление изменения скорости реакции под воздействием катализаторов называется катализомПоложительный катализ –

Катализаторв небольших количествах резко ускоряет процессучаствует в образовании промежуточных нестойких соединений,

Катализаторуменьшает полную энергию активации процесса, Еа > Еа,к