СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ
величина,
где с Для технич. целей скорости
С. х. р. может варьировать
Для измерения С. х. р. служат
Оба указанных метода просты
Прямое измерение скорости
В сосуд, снабжённый мощной
Особые трудности возникают
Лит.: Кондратьев В.
М. И. Тёмкич.
А
Б
В
Г
Д
Е
Ё
Ж
З
И
Й
К
Л
М
Н
О
П
Р
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Щ
Ъ
Ы
Ь
Э
Ю
Я
характеризующая интенсивность реакции химической. Скоростью образования
продукта реакции наз. количество этого продукта, возникающее в результате
реакции за единицу времени в единице объёма (если реакция гомогенна) или
на единице площади поверхности (если реакция гетерогенна). Для исходных
веществ аналогичным образом определяется скорость их расходования. Кол-ва
веществ выражают в молях. Тогда скорости образования продуктов и
расходования исходных веществ относятся как стехиометрич. коэффициенты
этих веществ в ур-нии реакции. Напр., в случае реакции N
скорости образования продукта реакции, или скорости расходования исходного
вещества, к соответствующему стехиометрическому коэффициенту называется
С. х. р. В случае гомогенной реакции, происходящей в закрытой системе постоянного
объёма, С. х. р.
и к исходному веществу, если, как принято, стехиометрич. коэффициенты исходных
веществ считать отрицательными.
гетерогенно-каталитич. реакций обычно рассчитывают не на единицу поверхности
катализатора, а на единицу массы катализатора или на единицу объёма слоя
гранул катализатора.
в чрезвычайно широких пределах - от очень малой (в случае геологич. процессов,
длящихся миллионы лет) до очень большой (в случае ионных реакций, завершающихся
за миллионные доли секунды). О теории С. х. р. см. Кинетика химическая.
разнообразные методы. Выбор метода определяется характером реакции и её
скоростью. Не затрагивая реакций специальных типов (электродные, фотохимич.,
радиационно-химические), охарактеризуем осн. методы измерения скоростей
обычных реакций, обусловленных энергией теплового движения. При использовании
статического метода реакцию проводят в замкнутом сосуде. О её скорости
судят по изменению состава реагирующей смеси на основании анализа проб
или по к.-л. свойству реагирующей смеси, зависящему от состава. В случае
газовых реакций, сопровождаемых изменением числа молекул, часто следят
за реакцией по изменению давления. Проточный метод заключается в том, что
реагирующую смесь пропускают с постоянной скоростью сквозь зону реакции:
для гетерогенной реакции -это обычно объём, заполненный гранулами катализатора;
в случае гомогенной реакции - область повышенной темп-ры. Степень превращения
исходных веществ в продукты определяют по составу смеси, выходящей из зоны
реакции.
для осуществления, но не дают непосредственно значения С. х. р. В статич.
системе состав реагирующей смеси, а следовательно и С. х. р., изменяется
во времени; поэтому требуется дифференцирование измеренной величины концентрации
по времени для определения скорости реакции или интегрирование по времени
теоретич. выражения скорости реакции для сопоставления его с опытными данными.
В случае проточного метода состав реагирующей смеси не зависит от времени,
но различен в разных участках зоны реакции; поэтому сопоставление теоретического
выражения для С. х. р. с результатами опыта требует предварит/ интегрирования
этого выражения по объёму зоны реакции.
гомогенной реакции достигается с помощью проточного перемешиваемого реактора.
мешалкой, с постоянной скоростью вводят исходные вещества и выводят реагирующую
смесь так, чтобы её кол-во в реакц. сосуде было постоянно. При установившемся
стационарном состоянии анализ отбираемой смеси показывает состав реагирующей
смеси. Зная, кроме того, скорость отбора этой смеси, определяют кол-во
вещества, образовавшегося в результате реакции за единицу времени, а отсюда
- С. х. р. Для гетерогенно-каталитических процессов с неподвижным катализатором
эквивалентом описанного метода является проточно-циркуляционный метод:
однородность состава реагирующей смеси в зоне реакции достигается с помощью
создаваемой насосом интенсивной циркуляции реагирующей смеси. Проточные
перемешиваемые реакторы и проточно-циркуляционные системы принадлежат к
классу безградиентных реакторов, называемых так потому, что в них практически
отсутствуют градиенты (перепады) концентраций, а также темп-ры в зоне реакции.
при изучении очень быстрых реакций в растворах. Если реакция успевает пройти
в значит. степени за время, к-рое требуется для смешения растворов исходных
веществ, то обычные методы непригодны. Задача измерения скоростей таких
реакций решается с помощью релаксац. методов, разработанных М. Эйгеном.
Система,
в к-рой может происходить обратимая реакция, вначале находится в состоянии
равновесия
химического. Затем весьма быстро изменяют параметр, влияющий на значение
константы равновесия: темп-ру, давление или электрич. поле. Система переходит
к новому состоянию равновесия в течение нек-рого времени; этот процесс
называется релаксацией. Следя за изменением состава к.-л. безынерционным
методом (напр., по электропроводности), определяют С. х. р. Удаётся наблюдать
время релаксации до 10-6сек; таким путём была измерена,
напр., скорость реакции Н+ + ОН- = Н
Н., Определение констант скорости газофазных реакций, М., 1971; К о л д
и н Е.. Быстрые реакции в растворе, пер. с англ., М., 1966; Проблемы теории
и практики исследовании в области катализа, под ред. В. А. Рейтера, К.,
1973, гл. 3; Уэйт Н., Химическая кинетика, пер. с англ., М., 1974.