Энергия активации

Более строгую математическую зависимость скорости реакции от температуры описывает уравнение С.Аррениуса (1889 г.), который исходил из предположения, что не всякое столкновение молекул в реакционном объёме заканчивается результативно, т.е. с образованием нового вещества. По С.Аррениусу продукт реакции образуется только при столкновении молекул, обладающих некоторым избытком кинетической энергии, т.е. активных (реакционноспособных) молекул.

Уравнение С.Аррениуса:

k – константа скорости реакции

A – коэффициент пропорциональности (предэкспоненциальный

множитель), который указывает долю активных молекул

e – основание натурального логарифма; e » 2.718

E_a – энергия активации – избыточная энергия молекул, которой они должны обладать, чтобы их столкновение приводило к химическому взаимодействию

R – универсальная газовая постоянная;

T – абсолютная температура; Т=273 + t^oC

Наблюдаемые на опыте значения энергии активации находятся в пределах 0 – 400 кДж/моль. Величина E_a может служить критерием скорости протекания химического процесса:

E_a < 40 – быстрые реакции

40 < E_a < 120 – реакции идут с измеряемыми скоростями

E_a > 120 – очень медленные реакции

Первой стадией практически любого химического процесса является образование непрочного промежуточного соединения – активированного комплекса.

Активированный комплекс не является химическим соединением в привычном понимании этого слова. В нём не исчезли первоначально существовавшие в молекулах исходных веществ связи между атомами и не до конца сформировались новые. Однако электронные оболочки атомов во взаимодействующих молекулах определённым образом деформированы в направлении формирования новых химических связей, а прежние связи ослаблены.

Это можно схематично изобразить на примере реакции

H₂ + I₂ 2HI

активированный

комплекс

Образование короткоживущего активированного комплекса требует меньших затрат энергии, чем разрыв связей в молекулах исходных веществ, т.к. этому разрыву содействует взаимное влияние реагентов и наметившееся образование новых связей. В итоге образование непрочного активированного комплекса приводит к уменьшению высоты энергетического активационного барьера.

Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 199; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!