반응 속도 계수를 찾는 공식. 반응 속도의 온도 의존성

21.09.2019

반트 호프의 법칙:

온도가 10도 상승하면 균일 화학 반응의 속도가 2-4 배 증가합니다.

여기서 V2는 온도 T2에서의 반응 속도, V1은 온도 T1에서의 반응 속도, 반응의 온도 계수입니다(예를 들어, 2와 같으면 온도가 상승할 때 반응 속도는 2배 증가합니다 10도).

van't Hoff 방정식에서 온도 계수공식에 의해 계산:

능동 충돌 이론은 규칙성을 일반화합니다. chem.r의 속도와 온도에 대한 의존성:

1. 모든 분자가 반응할 수 있는 것은 아니지만 특별한 활성 상태에 있는 분자만 반응할 수 있습니다.

2. 분자의 활성화는 생체 분자 충돌의 결과로 발생합니다.

3. 거의 같은 양의 에너지를 가진 입자가 충돌하면 재분배되어 분자 중 하나의 에너지가 활성화 에너지에 해당하는 값에 도달합니다.

4. 반응 속도에 대한 온도의 영향: 전자의 농도가 증가하는 방향으로 일반 분자와 활성 분자 사이의 평형이 이동합니다.

반응의 에너지 프로파일(위치 에너지 대 반응 좌표의 플롯)

활성화 에너지 Ea- 화학을 만들기 위해 평균값을 초과하여 분자에 부여되어야 하는 최소 추가 에너지. 상호 작용.

아레니우스 방정식속도 상수의 종속성을 설정합니다. 화학 반응 k 온도 T.

여기서 A는 반응 분자의 충돌 빈도를 특성화하고 R은 보편적인 기체 상수입니다.

7. 촉매 작용. 동종 및 이종 촉매. 효소의 촉매 활성의 특징. 촉매-반응이 완료된 후에도 형태와 양에 변화가 없는 물질이 존재할 때 화학 반응 속도의 변화. 반응속도의 증가를 라고 한다. 양성 촉매, 감소하다 - 부정적인 촉매 작용(또는 억제). 촉매긍정적인 촉매 작용을 일으키는 물질의 이름을 지정합니다. 반응을 늦추는 물질 억제제. 균질 촉매와 이종 촉매를 구별하십시오.중크롬산염 이온이 존재하는 수용액에서 과산화수소의 불균등화 반응의 가속화는 균일 촉매 작용의 한 예이며(촉매는 반응 혼합물과 하나의 상을 형성함) 망간(IV) 산화물의 존재 하에 불균일 촉매 작용의 예(과산화수소-액상, 망간 산화물-고체의 수용액). 생화학 반응의 촉매는 단백질 성질을 가지며 효소. 효소는 여러 면에서 기존 촉매와 다릅니다. 1) 촉매 효율이 훨씬 높습니다. 2) 높은 특이성, 즉 행동의 선택성; 3) 많은 효소가 하나의 기질에 대해서만 촉매 활성을 나타냅니다. 4) 효소는 다음에서만 최대 효율을 나타냅니다. 온화한 조건, 작은 범위의 온도와 pH 값이 특징입니다. 효소 활성 \u003d 0차 반응 속도. 8. 화학적 균형. 반응 방향으로 가역 및 비가역. 화학 평형: 정반응과 역반응의 비율이 동일한 동적 상태. 평형 상수: 평형 상태의 일정한 외부 조건에서 화학량론을 고려한 반응물 농도의 곱에 대한 생성물 농도의 곱의 비율은 시스템의 화학적 조성에 관계없이 일정한 값입니다. K c는 다음과 같이 Gibbs 표준 E와 관련됩니다. 르 샤틀리에의 원리:평형 시스템에 대한 일부 요인 (t, c, p)의 영향은 이러한 방향으로 평형 이동을 자극하여 시스템의 초기 특성 복원에 기여합니다. 열역학적 평형 조건: G 2 -G 1 \u003d 0S 2 -S 1 \u003d 0 뒤집을 수 있는 p-tion:이러한 조건에서 순방향과 반대 방향 모두에서 자발적으로 흐릅니다. .조건을 통해 실행: - 난용성 침전물 - 기체 - 해리성이 낮은 물질(물) - 안정한 복합화합물 되돌릴 수 없는 지구: 주어진 조건에서 한 방향으로 흐른다. 화학 평형 위치는 온도, 압력 및 농도와 같은 반응 매개변수에 따라 달라집니다. 이러한 요인이 화학 반응에 미치는 영향은 1884년 프랑스 과학자 르 샤틀리에(Le Chatelier)가 일반적인 용어로 표현한 패턴입니다. 르 샤틀리에 원칙의 현대적 공식은 다음과 같습니다.

9. 삶에서 물과 용액의 역할. 용해의 열역학.해결책평형 상태에 있는 두 개 이상의 물질로 구성된 가변 구성의 균질 시스템입니다. 분류: 1) 무게(거친 분산 시스템): 현탁액(액체 중의 고체) 및 에멀젼(액체 중의 액체) 2) 콜로이드, 졸(미세 분산 시스템). 솔루션의 가치 인생에서: 많은 화학 공정은 관련된 물질이 용해된 상태일 때만 진행됩니다. 가장 중요한 생물학적 체액(혈액, 림프액, 소변, 타액, 땀)은 물에 있는 염분, 단백질, 탄수화물, 지질의 용액입니다. 음식의 동화는 영양소가 용해된 상태로 전환되는 것과 관련이 있습니다. 살아있는 유기체의 생화학 반응은 용액에서 진행됩니다. 생체 유체는 영양소(지방, 아미노산, 산소), 장기 및 조직으로의 약물 수송, 신체에서 대사 산물 배설에 관여합니다. 신체의 액체 매체에서 산도, 염 농도 및 유기물(농도 항상성). 우리 행성에서 가장 흔한 용매는 물. 물의 특징: 열용량의 모든 물질을 능가합니다. 비정상적인 냉각 거동 - 물이 응축되고 가라앉기 시작한 다음 상승합니다(다른 모든 물질은 압축될 때 가라앉음). 승화할 수 있음(물의 승화) - 승화(특정 조건에서 얼음은 먼저 액체로 변하지 않고, 즉 녹지 않고 증기로 변할 수 있음); 물은 모든 물질을 용해합니다(유일한 질문은 얼마입니까?). 물의 고유전율(주어진 물질에서 두 전하 사이의 상호작용력이 진공보다 몇 배나 작은지를 나타내는 값); 높은 임계 온도; 물은 양쪽성(산이 아닌 염기성이 아님)입니다. 신체의 고분자 구조 (단백질, 지질 ...) 생성에 참여합니다. 막 수송의 기초. 용해 열역학: 열역학 제2법칙에 따르면 피, T=상수이 과정의 결과로 시스템의 Gibbs 에너지가 감소하면 물질은 임의의 용매에 자발적으로 용해될 수 있습니다. . G=( H - T S)<0 . (시간- 엔탈피 인자, 시용해의 엔트로피 인자). 액체 및 고체 물질을 녹일 때 에스>0. 액체에 가스 용해 에스<0. 엔탈피 변화는 엔탈피 변화의 대수적 합입니다. H cr결정 격자의 파괴와 엔탈피 변화의 결과 에이솔용매 입자에 의한 용매화로 인해 시간솔 = 시간크 + H솔 . 기체를 녹일 때 엔탈피 시간 cr = 0, 왜냐하면 결정 격자를 파괴하기 위해 에너지를 소비할 필요가 없습니다. 용해되는 동안 엔트로피와 엔탈피가 모두 변할 수 있습니다. 10 . 이상적인 솔루션- 혼합 엔탈피는 0입니다(탄화수소의 균질 혼합물, 분자간 상호 작용의 모든 힘이 평등한 가상 솔루션). 용해도 상수 또는 PR- 이것은 주어진 온도에서 포화 용액의 난용성 전해질 이온 농도의 곱입니다. - 일정한 값 BaCO 3 \u003d Ba + CO 3, Ks \u003d용해 및 침전 조건침전 및 용해 - 전해질 용액에서 일어나는 교환 반응 --- 1) 용액 내 이온 농도의 곱이 용해도 상수 c(Ba) * c(CO 3) > Kpr보다 크면 전해질이 침전됩니다. 2) 그 반대의 경우 침전물이 용해됩니다. 11. 솔루션의 결합 속성. 솔루션의 집합적 속성- 이들은 주어진 조건에서 용해된 물질의 화학적 성질과 동일하고 독립적인 것으로 판명되는 특성입니다. 운동 단위의 수와 열 운동에만 의존하는 솔루션의 속성. 라울의 법칙과 그 결과액체와 평형 상태에 있는 증기를 포화 상태라고 합니다. 순수한 용매에 대한 이러한 증기의 압력(p0)을 순수한 용매의 압력 또는 포화 증기압이라고 합니다. 비휘발성 용질을 포함하는 용액의 증기압은 용액 내 용매의 몰분율에 정비례합니다. p = p0 χr-l여기서 p는 용액에 대한 증기압 PA, p0는 순수한 용매에 대한 증기압 -va, 여기서 Δp는 순수한 용매와 비교한 압력의 실제 변화, χv-va는 물질의 몰분율입니다. 해결책. Raoult의 법칙에는 두 가지가 있습니다. 결과. 그 중 하나에 따르면 용액의 끓는점이 용매의 끓는점보다 높습니다. 이것은 용액 위의 용매의 포화 증기압이 순수한 용매의 경우보다 더 높은 온도에서 대기압(액체 비등 조건)과 같아지기 때문입니다. 끓는점 Tboil의 증가는 용액의 몰랄 농도에 비례합니다. Tkip = Ke sm여기서 Ke는 ebullioscopic 용매 상수이고 cm는 몰 농도입니다. 두 번째 조사 Raoult의 법칙에 따르면 용액의 동결(결정화) 온도는 순수한 용매의 동결(결정화) 온도보다 낮습니다. 이것은 용매보다 용액에 대한 용매의 더 낮은 증기압 때문입니다. 어는점의 감소(결정화) Тzam은 용액의 몰랄 농도에 비례합니다 : 쌈 = ㅁcm여기서 Kk는 용액의 극저온 상수입니다. 용액의 결정화 온도를 낮추는 조건.결정화는 용액에 대한 용매의 포화 증기압과 고체 용매에 대한 증기압의 동일성입니다. 용액에 대한 용매의 증기압은 항상 순수한 용매보다 낮기 때문에 이 평등은 항상 용매의 빙점보다 낮은 온도에서 달성됩니다. 따라서 해수는 약 -2 ° C의 온도에서 얼기 시작합니다. 용매의 결정화 온도와 용액의 결정화 시작 온도의 차이는 결정화 온도의 감소입니다. 용액의 끓는점 증가 액체총포화증기압이 외부압력과 같아지는 온도에서 끓는다. 어떤 온도에서 용액에 대한 포화 증기의 압력은 순수한 용매보다 낮고 외부 압력과 평등은 더 높은 온도에서 달성됩니다. 따라서 비 휘발성 물질 용액의 끓는점 T는 동일한 압력 T °에서 순수한 용매의 끓는점보다 항상 높으며 무한히 희석 된 비 휘발성 물질 용액의 끓는점 증가는 용질의 성질에 따라 달라지며 용액의 몰 농도에 정비례합니다. 용액과 용매를 분리하는 반투막을 통한 용매의 자발적인 통과 또는 용질의 농도가 다른 두 용액을 분리합니다. 삼투.삼투는 용매 분자만 통과할 수 있는 반투과성 장벽을 통한 용매 분자의 확산으로 인한 것입니다. 용매 분자는 용매에서 용액으로 확산되거나 덜 농축된 용액에서 더 농축된 용액으로 확산됩니다. 삼투압, 단위 표면적당 힘과 같으며 용매 분자가 반투막을 통과하도록 강제합니다. 높이가 h인 삼투압계의 용액 기둥의 압력과 같습니다. 평형 상태에서 외부 압력은 삼투압과 균형을 이룹니다. 이 경우 반투막을 통한 분자의 직접 및 역전이 속도는 동일해집니다. 삼투압은 용질 농도와 온도가 증가함에 따라 증가합니다. 반트 호프삼투압에 대해 이상 기체의 상태 방정식을 적용할 수 있다고 제안했습니다. pV = nRT 또는 p = (n/V) RT p = RT 포함여기서 p는 삼투압(kPa)이고 c는 용액의 몰 농도입니다. 삼투압은 용질의 몰 농도와 온도에 정비례합니다. 삼투는 매우 재생 생물학적 과정에서 중요한 역할, 세포 및 기타 구조로의 물의 흐름을 보장합니다. 삼투압이 같은 용액을 용액이라고 합니다. 등장. 삼투압이 세포내보다 높으면 고장성, 세포내보다 낮으면 저장성이라고 합니다. 등장 계수(또한 van't Hoff factor, i로 표시됨)는 용액에서 물질의 거동을 특성화하는 무차원 매개변수입니다. 다른 시스템 매개 변수는 변경되지 않은 상태에서 주어진 물질 용액의 일부 집합 특성 값과 동일한 농도의 비전해질의 동일한 집합 특성 값의 비율과 수치적으로 동일합니다. 등각증- 전해질, 단백질과 같은 주어진 수준에서 포함된 물질의 농도를 유지하기 때문에 신체의 액체 매체 및 조직에서 삼투압의 상대적 불변성 이것은 신체의 가장 중요한 생리학적 상수 중 하나입니다. 자기 조절 메커니즘(항상성)에 의해 제공됩니다. 용혈- 적혈구의 파괴와 함께 헤모글로빈의 방출. 물리적인 이유고온 및 저온, 초음파, 화학적 용혈성 독극물, 특정 약물 등의 작용을 나타냅니다. 호환되지 않는 혈액의 수혈, 저장 성 용액의 도입 중에 용혈이 발생할 수 있습니다. Plasmolysis- 세포를 고장성 용액에 넣으면 세포의 물이 더 농축된 용액으로 들어가고 세포의 주름이 관찰됩니다.

전해질 용액 이론의 요소. 강하고 약한 전해질. 약한 전해질의 이온화 상수. 오스트발트의 번식법칙. 용액의 이온 강도. 이온의 활동도 및 활동 계수. 체내의 전해질, 전해질로서의 타액.

전해질- 수용액에서 이온성 또는 극성이 높은 공유결합을 갖는 물질로 전해질 해리를 일으켜 양이온과 음이온을 형성한다.

강한 전해질- 완전히 해리될 수 있는 물질. 여기에는 대부분의 염과 분자 구조(HCl)의 일부 물질이 포함됩니다.

약한 전해질미미한 정도로 해리되고, 그 주된 형태는 분자(H2S, 유기산)입니다.

정량적으로 분자 전해질의 해리 능력은 다음과 같이 결정됩니다. 이온화 정도(그것은 전해질 농도에 달려 있습니다 ):

여기서 Ntot는 용액의 총 분자 수입니다. N 이온화는 이온으로 분해되는 분자의 수입니다.

이온화 상수:

여기서 [A], [B]는 붕괴된 이온입니다.

- 이온으로 분해되지 않은 물질.

Ostwald의 희석 법칙:

K=α2c/1-α,

여기서 α는 이온화 정도입니다.

C - 몰 농도

용액의 이온 강도:

I=0.5∑s i z i 2 ,

여기서 c i는 용액 내 이온의 몰 농도, mol/l

z i는 이온 전하입니다.

이온 활성효과적인 농도입니다.

활성은 다음과 같이 몰 농도와 관련이 있습니다.

여기서 f는 활동 인자

체내 전해질: Na 및 Cl신체의 산 - 염기 균형, 삼투압 균형 유지에 참여하십시오. 사뼈 조직과 치아의 구성, 혈액 산도 및 그 응고 조절, 근육 및 신경 조직의 흥분성에서 중요한 역할을 합니다. 에게주로 체액과 연조직에 위치하며, 삼투압을 유지하고 혈액 pH를 조절하는 데 필요한 요소입니다. mg많은 효소 반응의 보조 인자이며 단백질 합성의 모든 단계에서 필요합니다. 살아있는 유기체에서 철산소 교환 과정을 촉매하는 중요한 미량 원소입니다. 공동비타민 B 12의 일부이며 조혈, 기능에 관여 신경계및 간, 효소 반응. 아연비타민 E의 대사에 필수적이며 인슐린, 테스토스테론 및 성장 호르몬을 포함한 신체의 다양한 동화 호르몬 합성에 관여합니다. 미네소타성장, 혈액 형성 및 생식선 기능에 영향을 미칩니다.

전해질로서의 타액복잡한 생화학적 환경이다. H + 및 OH 이온의 수는 "타액의 pH를 결정하며 일반적으로 6.9입니다. pH 값의 값은 구강의 병리학 적 과정의 특성에 따라 다릅니다. 그래서. 전염병타액은 산성입니다. 타액의 무기물 중에는 염소, 브롬, 요오드, 불소의 음이온이 함유되어 있다. 인산염의 음이온, 불소는 전기 화학적 전위의 증가, 염소 음이온 - 이온 전하의 이동에 기여하며 탈분극기 (양극 및 음극 공정을 가속화하는 요인)입니다. 미량 원소는 타액에서 결정됩니다: 철, 구리, 은, 망간, 알루미늄 등. - 거대 원소: 칼슘, 칼륨, 나트륨, 마그네슘, 인.

온도 증가에 따른 반응 속도의 증가는 일반적으로 반응 속도의 온도 계수로 특징지어지며, 시스템의 온도가 10°C 증가할 때 주어진 반응 속도가 몇 배나 증가하는지를 나타내는 숫자입니다. 온도 계수다른 반응이 다릅니다. 상온에서 대부분의 반응에 대한 값은 2 ... 4 범위입니다.

온도 계수는 수학적으로 다음 방정식으로 표현되는 소위 "반트 호프 규칙"에 따라 결정됩니다.

V 2 /V 1 = g( 티 2 – 티 1)/10 ,

어디 V 1 및 V 2 – 온도에서의 반응 속도 티 1 및 티 2; g는 반응의 온도 계수입니다.

예를 들어, g = 2인 경우 티 2 - 티 1 = 50°C V 2 /V 1 = 2 5 = 32, 즉 반응은 32배 가속되었으며 이 가속은 절대값에 어떤 식으로든 의존하지 않습니다 티 1 및 티 2 그러나 그들의 차이점에 대해서만.

활성화 에너지,화학 반응의 기본 작용에 들어가는 입자 (분자, 라디칼, 이온 등)의 평균 에너지 값과 반응 시스템의 모든 입자의 평균 에너지 값의 차이. 다양한 화학 반응용 E. 및. 매우 다양합니다 - 몇 개에서 ~ 10개 j./mol.동일한 화학 반응에 대해 E. a. 병진 운동 및 내부 자유도(전자, 진동, 회전)의 에너지 측면에서 분자의 분포 기능 유형에 따라 다릅니다. 통계적 값으로 마. 임계 에너지 또는 에너지 장벽 - 한 쌍의 충돌 입자가 주어진 기본 반응이 일어나기 위해 가져야 하는 최소 에너지와 구별되어야 합니다.

아레니우스 방정식, 속도 상수의 온도 의존성 에게원소 화학. 반응:

여기서 A는 사전 지수 인자(차원은 k의 차원과 동일), 에이- 활성화 에너지, 일반적으로 긍정적인 수용. 값, T-ab. 온도, k-볼츠만 상수. 인용하는 것이 관례이다. 에이분자당. 그리고 입자의 수에 대해 없음\u003d 6.02 * 10 23 (아보가드로 상수) kJ / mol로 표시됩니다. 이 경우 Arrhenius 방정식에서 값 케이기체 상수를 대체 아르 자형. 1nk 대 1의 그래프 /kT(Arrhenius 플롯) - 활성화 에너지에 의해 음의 기울기가 결정되는 직선 에이그리고 긍정적인 특징이 있습니다. 온도 의존성 에게.

촉매반응 속도를 높이는 화학 물질이지만 반응 생성물의 일부는 아닙니다. 촉매의 양은 다른 시약과 달리 반응 후에도 변하지 않습니다. 촉매가 반응에 관여한다는 것을 이해하는 것이 중요합니다. 더 빠른 반응 경로를 제공하여 촉매는 출발 물질과 반응하고, 생성된 중간 화합물은 변형을 거쳐 최종적으로 생성물과 촉매로 분할됩니다. 그런 다음 촉매는 다시 출발 물질과 반응하고 이 촉매 사이클은 여러 번(최대 백만 번) 반복됩니다. 자원?]가 반복됩니다.

촉매는 다음과 같이 분류됩니다. 동종의그리고 이질적인. 균일 촉매는 반응물과 같은 상이고, 불균일 촉매는 반응물이 위치한 상과 계면에 의해 분리된 독립 상을 형성합니다. 일반적인 균일 촉매는 산과 염기입니다. 금속, 이들의 산화물 및 황화물은 불균일 촉매로 사용됩니다.

동일한 유형의 반응은 균일 촉매와 불균일 촉매 모두에서 진행될 수 있습니다. 따라서 산성 용액과 함께 고체 Al 2 O 3 , TiO 2 , ThO 2 , 알루미노실리케이트 및 산성 특성을 갖는 제올라이트가 사용됩니다. CaO, BaO, MgO와 같은 기본 특성을 가진 이종 촉매.

불균일 촉매는 일반적으로 불활성 담체 (실리카 겔, 알루미나, 활성탄 등)에 분포하는 고도로 발달 된 표면을 가지고 있습니다.

각 유형의 반응에 대해 특정 촉매만 효과적입니다. 이미 언급한 것들 외에도 산 염기, 촉매가 있습니다 산화 환원; 그것들은 전이 금속 또는 그 화합물(Co +3, V 2 O 5 + MoO 3)의 존재를 특징으로 합니다. 이 경우 전이금속의 산화상태를 변화시켜 촉매작용을 한다.

분산 시스템- 이들은 전혀 또는 실질적으로 혼합되지 않고 서로 화학적으로 반응하지 않는 둘 이상의 상(몸체)의 형성입니다. 물질의 첫 번째 분산상)는 두 번째( 분산매). 여러 단계가 있는 경우 서로 분리될 수 있습니다. 물리적인 방법으로(원심분리기, 분리기 등).

일반적으로 분산 시스템은 콜로이드 용액, 졸입니다. 분산 시스템은 또한 분산상이 위치하는 고체 분산 매체의 경우를 포함합니다.

대부분 일반적 분류분산 시스템은 분산 매체와 분산상의 응집 상태의 차이를 기반으로 합니다. 3가지 유형의 집합체 상태의 조합으로 9가지 유형의 분산 시스템을 구별할 수 있습니다. 간결함을 위해 일반적으로 분자가 분산된 상을 나타내고 분모는 분산 매질을 나타내는 분수로 표시됩니다. 예를 들어 "액체 중 기체" 시스템의 경우 G/L이라는 명칭이 채택됩니다.

콜로이드 용액. 콜로이드 상태는 입자의 크기가 1~500nm인 경우 많은 물질의 특징입니다. 이 입자들의 전체 표면이 거대함을 보여주는 것은 쉽습니다. 입자가 직경 10nm의 공 모양이라고 가정하면 이들의 총 부피는 입자 1 cm 3 그들은 가질 것입니다

약 10m2의 표면적. 앞서 언급했듯이 표면층은 표면 에너지와 이온을 포함한 특정 입자를 흡착하는 능력이 특징입니다.

솔루션에서. 특징적인 특징콜로이드 입자는 이온의 선택적 흡착으로 인해 전하 표면에 존재합니다. 콜로이드 입자는 복잡한 구조를 가지고 있습니다. 여기에는 핵, 흡착된 이온, 카운터인 및 용매가 포함됩니다. 친액성(guid.

친수성 콜로이드(용매가 입자 핵과 상호작용하는 경우), 소수성(소수성) 콜로이드, 용매가 핵과 상호작용하지 않는 경우

입자. 용매는 소수성 입자의 조성에 흡착된 이온의 용매화물 쉘로만 포함되거나 소수성 및 친액성 부분을 갖는 안정제(계면활성제)의 존재하에 포함됩니다.

다음은 콜로이드 입자의 몇 가지 예입니다.

어떻게. 코어는 코어를 구성하는 원소(이 예에서는 Ag +, HS-, Fe 3+ 이온)의 흡착된 이온과 함께 전기적으로 중성인 입자 집합체로 구성되어 있음을 알 수 있습니다. 콜로이드 입자에는 핵 외에 반대 이온과 용매 분자가 있습니다. 흡착된 이온과 반대 이온은 용매와 함께 흡착층을 형성합니다. 입자의 총 전하는 흡착된 이온과 반대 이온의 전하의 차이와 같습니다. 입자 주위에는 이온의 확산층이 있으며 그 전하량은 콜로이드 입자의 수와 같습니다. 콜로이드 입자와 확산층은 전기적으로 중성인 미셀을 형성합니다.

미셀(위도의 작은. 운모- 입자, 입자) - 콜로이드 시스템의 입자는 주어진 매질에 불용성인 매우 작은 핵으로 구성되며 흡착된 이온과 용매 분자의 안정화 껍질로 둘러싸여 있습니다. 예를 들어 비소 황화물 미셀은 다음과 같은 구조를 갖습니다.

((As 2 S 3) m nHS - (n-x)H + ) 엑스- xH +

평균 크기 10 -5 ~ 10 -7 cm의 미셀.

응집- 콜로이드 용액을 용매와 젤라틴 덩어리의 두 단계로 분리하거나 용질 입자의 확대로 인해 용액이 농축되는 현상

해교(peptization)는 침전물이나 겔에 잘 흡착되는 액체나 물질의 작용 하에 콜로이드 침전물 또는 겔이 콜로이드 용액으로 전환되는 과정입니다. 이 경우에는 펩타이저라고 합니다(예: 담즙의 작용).
해교 - 콜로이드 용액의 응고 후 해교 - 특정 물질의 영향으로 겔 입자 (젤리) 또는 느슨한 침전물의 응집체 분리. 해교의 결과로 침전물(또는 겔)은 현탁 상태가 됩니다.

솔루션,두 개 이상의 구성 요소로 구성된 단상 시스템. 응집 상태에 따라 용액은 고체, 액체 또는 기체일 수 있습니다.

용해도, 다른 물질(또는 물질)과 함께 구성 요소가 분산된 균일한 혼합물을 형성하는 물질의 능력(용액 참조). 일반적으로 용매는 결과 용액과 동일한 응집 상태에서 순수한 형태로 존재하는 물질로 간주됩니다. 용해 전에 두 물질이 동일한 응집 상태에 있었다면 용매는 혼합물에 훨씬 더 많은 양으로 존재하는 물질로 간주됩니다.

용해도는 용매와 용질 분자의 물리적 및 화학적 친화력, 용액의 균질 및 이종 성분의 상호 작용에 의한 에너지 비율에 의해 결정됩니다. 일반적으로 물리적으로 유사하게 서로 잘 용해됩니다. 그리고 화학. 물질의 속성(경험적 규칙은 "like는 like에 용해됨"). 특히 극성 분자로 구성된 물질과 이온 결합형 물질은 잘 졸입니다. 극성 용매(물, 에탄올, 액체 암모니아)에서 비극성 물질은 잘 졸입니다. 비극성 용매(벤젠, 이황화탄소)에서.

주어진 물질의 용해도는 온도와 압력에 따라 달라집니다. 일반 원칙평형의 변위(Le Chatelier-Brown 원리 참조). 주어진 조건에서 포화 용액의 농도는 주어진 용매에서 물질의 R.를 수치적으로 결정하며 또한 호출됩니다. 용해도. 과포화 용액은 용해도에 해당하는 것보다 더 많은 양의 용질을 포함하며, 과포화 용액의 존재는 운동에 기인합니다. 결정화의 어려움(새로운 단계의 기원 참조). 난용성 물질의 용해도를 특성화하기 위해 PA 활성 생성물이 사용됩니다(해당 특성이 PR 용해도의 생성물인 이상에 가까운 용액의 경우).

대부분의 화학 반응 속도는 온도가 증가함에 따라 증가합니다. 반응물의 농도는 실질적으로 온도와 무관하므로 반응의 동역학 방정식에 따라 반응 속도에 대한 온도의 주요 영향은 반응 속도 상수의 변화를 통한 것입니다. 온도가 증가함에 따라 충돌하는 입자의 에너지가 증가하고 충돌 중에 화학적 변형이 발생할 확률이 높아집니다.

온도에 대한 반응 속도의 의존성은 온도 계수 값으로 특징지을 수 있습니다.

작은 온도 범위에서 상온(273-373K)에서 많은 화학 반응 속도에 대한 온도의 영향에 대한 실험 데이터에 따르면 온도가 10도 증가하면 반응 속도가 2-4배 증가합니다(van '호프 법칙).

반트 호프에 따르면 속도 상수의 온도 계수(반트 호프 계수)는 온도의 증가에 따른 반응 속도의 증가이다. 10학위.

(4.63)

여기서 및 는 온도에서의 속도 상수이고 ; 는 반응 속도의 온도 계수입니다.

온도가 ~로 올라갈 때 N수십 도에서 비율 상수의 비율은 다음과 같습니다.

어디 N정수 또는 소수일 수 있습니다.

Van't Hoff의 법칙은 근사 법칙입니다. 온도 계수가 온도에 따라 변하기 때문에 좁은 온도 범위에서 적용 가능합니다.

온도에 대한 반응 속도 상수의 보다 정확한 의존성은 반경험적 Arrhenius 방정식으로 표현됩니다.

여기서 A는 온도에 의존하지 않고 반응 유형에 의해서만 결정되는 사전 지수 인자입니다. 이 -화학 반응의 활성화 에너지. 활성화 에너지는 반응 경로에서 에너지 장벽의 높이를 특성화하는 특정 임계값 에너지로 나타낼 수 있습니다. 활성화 에너지는 또한 온도에 의존하지 않습니다.

이 의존성은 19세기 말에 확립되었습니다. 네덜란드 과학자 Arrhenius는 기본 화학 반응에 대해 설명합니다.

직접 활성화 에너지( 이자형 1) 및 역( 이자형 2) 반응은 반응 D의 열 효과와 관련이 있습니다. 시간비율(그림 1 참조):

이자형 1 – 이자형 2=D N.

반응이 흡열이고 D인 경우 H> 0, 그럼 이자형 1 > 이 2와 정반응의 활성화 에너지가 역반응보다 크다. 반응이 발열성인 경우, 이자형 1 < Е 2 .

미분 형식의 Arrhenius 방정식(101)은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

다음 방정식에서 다음과 같이 나타납니다. 더 많은 에너지 E가 활성화되면 온도에 따라 반응 속도가 더 빨라집니다.

변수 분리 케이그리고 티그리고 고려 이자형상수 값, 방정식(4.66)을 적분한 후 다음을 얻습니다.

쌀. 5. 그래프 ln 케이–1/T.

, (4.67)

여기서 A는 비율 상수의 차원을 갖는 사전 지수 인자입니다. 이 방정식이 유효하면 좌표 그래프에서 실험 점은 가로축에 대한 각도 a에서 직선에 위치하고 기울기()는 와 같으므로 의 활성화 에너지를 계산할 수 있습니다. 방정식에 따라 온도에 대한 속도 상수의 의존성으로부터의 화학 반응 .

화학 반응의 활성화 에너지는 방정식을 사용하여 두 가지 다른 온도에서 속도 상수 값에서 계산할 수 있습니다

. (4.68)

Arrhenius 방정식의 이론적 유도는 기본 반응에 대해 이루어집니다. 그러나 경험에 따르면 대다수의 복잡한 반응도 이 방정식을 따릅니다. 그러나 복잡한 반응의 경우 Arrhenius 방정식에서 활성화 에너지와 사전 지수 인자는 명확한 물리적 의미를 갖지 않습니다.

Arrhenius 방정식(4.67)을 사용하면 좁은 온도 범위에서 광범위한 반응을 만족스럽게 설명할 수 있습니다.

온도에 대한 반응 속도의 의존성을 설명하기 위해 수정된 Arrhenius 방정식도 사용됩니다.

, (4.69)

이미 3개의 매개변수가 포함되어 있습니다. : 하지만, 이자형그리고 N.

식 (4.69)는 용액에서 일어나는 반응에 널리 사용됩니다. 일부 반응의 경우 온도에 대한 반응 속도 상수의 의존성은 위에 주어진 의존성과 다릅니다. 예를 들어, 3차 반응에서 속도 상수는 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 연쇄 발열 반응에서 반응 속도 상수는 특정 한계 이상의 온도에서 급격히 증가합니다(열 폭발).

4.5.1. 문제 해결의 예

실시예 1온도 상승에 따른 일부 반응의 속도 상수는 다음과 같이 변경되었습니다. 티 1 = 20°C;

케이 1 \u003d 2.76 10 -4분 -하나 ; 티 2 \u003d 50 0 C; 케이 2 = 137.4 10 -4분 -1 화학 반응의 속도 상수의 온도 계수를 결정합니다.

해결책. van't Hoff 규칙을 사용하면 관계에서 속도 상수의 온도 계수를 계산할 수 있습니다.

G N= =2 ¸ 4, 여기서 N = = =3;

g 3 \u003d \u003d 49.78 g \u003d 3.68

실시예 2 van't Hoff 규칙을 사용하여 20℃의 온도에서 120분이 걸렸다면 15분 후에 반응이 끝나는 온도를 계산하십시오. 반응속도의 온도계수는 3이다.

해결책.분명히 반응 시간이 더 짧습니다( 티), 반응의 속도 상수가 클수록:

3N = 8, N ln3 = ln8, n== .

15분 후에 반응이 종료되는 온도는 다음과 같습니다.

20 + 1.9 × 10 \u003d 39 0 C.

실시예 3 282.4 K의 온도에서 아세트산-에틸 에스테르와 알칼리 용액의 비누화 반응의 속도 상수는 2.37 l 2 / mol 2 min과 같습니다. , 그리고 287.40K의 온도에서 3.2 l 2 / mol 2 min과 같습니다. 이 반응의 속도상수가 4가 되는 온도를 구하시오.

해결책.

1. 두 온도에서 속도 상수 값을 알면 반응의 활성화 에너지를 찾을 수 있습니다.

= = 40.8kJ/mol.

2. Arrhenius 방정식에서 활성화 에너지 값 알기

자제를 위한 질문과 과제.

1. "Arrhenius" 매개변수라고 하는 수량은 무엇입니까?

2. 화학 반응의 활성화 에너지를 계산하는 데 필요한 최소한의 실험 데이터는 얼마입니까?

3. 속도상수의 온도계수가 온도에 의존함을 보여라.

4. Arrhenius 방정식에서 편차가 있습니까? 이 경우 온도에 대한 속도 상수의 의존성을 어떻게 설명할 수 있습니까?

복잡한 반응의 역학

반응은 원칙적으로 모든 초기 입자가 반응 생성물로 직접 전환되는 직접적인 상호 작용을 통해 진행되지 않지만 여러 기본 단계로 구성됩니다. 이것은 화학량론적 방정식에 따라 3개 이상의 입자가 참여하는 반응에 주로 적용됩니다. 그러나 2개 또는 1개의 입자의 반응조차도 단순한 이분자 또는 단분자 메커니즘에 의해 진행되는 것이 아니라 보다 복잡한 경로, 즉 다수의 기본 단계를 통해 진행되는 경우가 많습니다.

출발 물질의 소비와 반응 생성물의 형성이 동시에 또는 순차적으로 발생할 수 있는 일련의 기본 단계를 통해 발생하는 경우 반응을 복합 반응이라고 합니다. 동시에 출발 물질도 아니고 반응 생성물(중간 물질)도 아닌 물질의 참여로 일부 단계가 발생합니다.

복잡한 반응의 예로서 에틸렌의 염소화 반응과 디클로로에탄 형성의 반응을 고려할 수 있습니다. 직접적인 상호 작용은 높은 에너지 장벽을 극복하는 것과 관련된 4개의 구성원으로 구성된 활성화된 복합체를 통과해야 합니다. 그러한 프로세스의 속도는 낮습니다. 시스템에서 원자가 어떤 방식으로든(예: 빛의 작용하에) 형성되면 프로세스는 사슬 메커니즘에 따라 진행될 수 있습니다. 원자는 이중 결합에서 쉽게 결합하여 자유 라디칼을 형성합니다. 이 자유 라디칼은 분자에서 원자를 쉽게 떼어내어 최종 생성물을 형성할 수 있으며, 그 결과 자유 원자가 재생됩니다.

이 두 단계의 결과로 한 분자와 한 분자는 생성물 분자로 변환되고 재생된 원자는 다음 에틸렌 분자와 상호 작용합니다. 두 단계 모두 활성화 에너지가 낮고 이러한 방식으로 빠른 반응을 제공합니다. 자유 원자와 자유 라디칼의 재조합 가능성을 고려하면 전체 공정 계획은 다음과 같이 작성할 수 있습니다.

모든 다양성으로 인해 복잡한 반응은 여러 유형의 복잡한 반응의 조합으로 축소될 수 있습니다. 병렬, 순차 및 직렬 병렬 반응.

두 단계를 호출 연속적인한 단계에서 형성된 입자가 다른 단계의 초기 입자인 경우. 예를 들어, 위의 계획에서 첫 번째 단계와 두 번째 단계는 순차적입니다.

두 단계를 호출 평행 한, 동일한 입자가 둘 다 초기에 참여하는 경우. 예를 들어, 반응 방식에서 네 번째와 다섯 번째 단계는 평행합니다.

두 단계를 호출 직렬 병렬, 이 단계에 참여하는 입자 중 하나에 대해 평행하고 다른 입자에 대해 순차적인 경우.

직렬 병렬 단계의 예는 이 반응식의 두 번째 및 네 번째 단계입니다.

에게 형질반응이 복잡한 메커니즘에 따라 진행된다는 사실에는 다음과 같은 징후가 포함됩니다.

반응 순서와 화학량론적 계수의 불일치;

온도, 초기 농도 및 기타 조건에 따라 제품의 구성을 변경합니다.

에 추가할 때 프로세스 속도를 높이거나 낮춥니다. 반응 혼합물소량의 물질;

반응 속도 등에 대한 용기의 재료 및 치수의 영향

복잡한 반응의 운동 분석에서 독립성의 원리가 사용됩니다. "시스템에서 여러 개의 간단한 반응이 동시에 발생하면 주요 가정 화학 역학주어진 반응이 유일한 반응인 것처럼 각각에 적용됩니다. 이 원리는 다음과 같이 공식화될 수도 있습니다. "기본 반응의 속도 상수 값은 주어진 시스템에서 다른 기본 반응이 동시에 진행되는지 여부에 의존하지 않습니다."

독립의 원리는 복잡한 메커니즘에 따라 진행되는 대부분의 반응에 유효하지만 일부 간단한 반응이 다른 반응의 진행에 영향을 미치는 반응(예: 결합 반응)이 있기 때문에 보편적이지 않습니다.

복잡한 화학 반응 연구에서 중요한 것은 원리입니다 미세 가역성또는 상세한 균형:

복잡한 과정에서 화학 평형이 설정되면 순방향 및 역방향 반응의 속도는 각 기본 단계에서 동일해야 합니다.

복잡한 반응이 발생하는 가장 일반적인 경우는 반응이 다른 속도로 진행되는 몇 가지 간단한 단계를 통해 진행될 때입니다. 속도의 차이는 반응 생성물을 얻는 동역학이 오직 한 반응의 법칙에 의해 결정될 수 있다는 사실로 이어진다. 예를 들어 병렬 반응의 경우 전체 프로세스의 속도는 가장 빠른 단계의 속도에 의해 결정되고 순차 반응의 경우 가장 느린 단계의 속도에 따라 결정됩니다. 따라서 상수에 큰 차이가 있는 병렬 반응의 동역학을 분석할 때 느린 단계의 속도는 무시할 수 있으며, 순차 반응을 분석할 때는 빠른 반응의 속도를 결정할 필요가 없습니다.

순차적 반응에서 가장 느린 반응을 제한. 제한 단계는 가장 작은 속도 상수를 갖습니다.

복잡한 반응의 개별 단계의 속도 상수 값이 가까우면 전체 운동 계획에 대한 완전한 분석이 필요합니다.

많은 경우에 속도 결정 단계 개념의 도입은 그러한 시스템을 고려하는 수학적 측면을 단순화하고 복잡한 다단계 반응의 동역학이 예를 들어 첫 번째와 같은 간단한 방정식으로 잘 설명된다는 사실을 설명합니다. 주문하다.

반응 과정에 영향을 미치는 요인

인체에서는 살아있는 세포에서 수천 가지 효소 반응이 일어납니다. 그러나 다단계 프로세스 체인에서 개별 반응 속도의 차이는 상당히 큽니다. 따라서 세포에서 단백질 분자의 합성에는 전달 RNA 합성과 리보솜 합성이라는 두 가지 이상의 단계가 더 선행됩니다. 그러나 tRNA 분자의 농도가 2배가 되는 시간은 1.7분, 단백질 분자는 17분, 리보솜은 170분입니다. 느린(제한) 단계의 전체 프로세스 속도, 이 예에서는 리보솜 합성 속도입니다. 제한 반응의 존재는 셀에서 발생하는 수천 가지 반응을 제어하는 데 높은 신뢰성과 유연성을 제공합니다. 관찰을 계속하고 그들 중 가장 느린 것만 규제하는 것으로 충분합니다. 다단계 합성 속도를 제어하는 이러한 방법을 최소 원리라고 합니다. 이를 통해 세포의 자동 조절 시스템을 크게 단순화하고 더 안정적으로 만들 수 있습니다.

역학에 사용되는 반응의 분류: 반응, 균질, 이질 및 미세 이질; 단순하고 복잡한 반응(병렬, 순차, 접합, 연쇄). 반응의 기본 행동의 분자. 운동 방정식. 반응 순서. 반감기

미세 이질 반응 -

반응의 분자성은 반응의 기본 작용에서 화학적 상호 작용을 시작하는 분자의 수에 의해 결정됩니다. 이를 기반으로 반응은 단분자, 이분자 및 삼분자로 나뉩니다.

그러면 A -> B 유형의 반응은 단분자가 됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

a) C 16 H 34 (t ° C) -> C g H 18 + C 8 H 16 - 탄화수소 분해 반응;

b) CaCO 3 (t ° C) -> CaO + CO 2 - 탄산칼슘의 열분해.
A + B -> C 또는 2A -> C -와 같은 반응은 이분자입니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
a) C + 0 2 -> CO 2; b) 2Н 2 0 2 -> 2Н 2 0 + 0 2 등

삼분자 반응은 다음 유형의 일반 방정식으로 설명됩니다.

a) A + B + C D; b) 2A + B D; 다) 3A D.

예: a) 2Н 2 + 0 2 2Н 2 0; b) 2NO + H 2 N 2 O + H 2 O.

분자도에 따른 반응 속도는 다음 방정식으로 표현됩니다. a) V = k C A - 단분자 반응의 경우; b) V \u003d에서 C A C로 또는 c) V \u003d에서 C 2 A - 이분자 반응의 경우; d) V \u003d k C C in C e) V \u003d k C 2 A C in 또는 e) V \u003d k C 3 A - 삼분자 반응의 경우.

분자도는 하나의 기본 화학 작용에서 반응하는 분자의 수입니다.

종종 반응의 분자성을 확립하기가 어렵기 때문에 보다 공식적인 기호(화학 반응의 순서)가 사용됩니다.

반응 차수는 반응물의 농도에 대한 반응 속도의 의존성을 표현하는 방정식(운동 방정식)에서 농도 지수의 합과 같습니다.

반응의 순서는 반응 메커니즘, 즉 반응의 "초기적 작용"(분자성 기호의 정의 참조)이 확립되기 어렵다는 사실로 인해 분자성과 일치하지 않는 경우가 가장 많습니다.

이 입장을 설명하는 여러 예를 고려해 보겠습니다.

1. 결정의 용해 속도는 반응의 단분자 특성에도 불구하고 0차 역학 방정식으로 설명됩니다. AgCl(TB) -> Ag + + Cl", V = k C(AgCl(TB p = k " C(AgCl(ra)) - p - 밀도는 일정한 값, 즉 용출속도는 용존물질의 양(농도)에 의존하지 않는다.

2. 자당 가수분해 반응: CO + H 2 0 -> C 6 H 12 0 6 (포도당) + C 6 H 12 0 6 (과당)은 이분자 반응이지만 그 동역학은 1차 동역학으로 설명됩니다. 방정식 : V \u003d k * C cax , 신체를 포함한 실험 조건에서 물의 농도는 일정한 값 С(Н 2 0) - const입니다.

3.
촉매의 참여로 진행되는 과산화수소의 분해 반응은 금속 백금의 무기 이온 Fe 3+, Cu 2+ 및 카탈라아제와 같은 생물학적 효소가 모두 일반적인 형태:

2H 2 0 2 -\u003e 2H 2 0 + O e, 즉, 이분자입니다.

농도에 대한 반응 속도의 의존성. 1차, 2차 및 0차 반응의 운동 방정식. 반응의 속도 및 속도 상수를 결정하기 위한 실험적 방법.

온도에 대한 반응 속도의 의존성. 반트 호프 법칙. 반응 속도의 온도 계수와 생화학 공정의 특징.

γ는 반응 속도의 온도 계수입니다.

γ 값의 물리적 의미는 10도마다 온도 변화에 따라 반응 속도가 몇 배나 변하는지를 나타내는 것입니다.

15. 능동 충돌 이론의 개념. 반응의 에너지 프로파일; 활성화 에너지; 아레니우스 방정식. 입체적 요인의 역할. 전이 상태 이론의 개념.

속도 상수, 활성화 에너지 및 온도의 관계는 Arrhenius 방정식으로 설명됩니다. k T \u003d k 0 *Ae ~ E / RT, 여기서 kt 및 k 0은 온도 T에서의 속도 상수이고 T ee는 자연 로그 A는 입체 인자입니다.

입체 인자 A는 분자의 활성 중심에서 두 개의 반응 입자가 충돌할 확률을 결정합니다. 이 요인은 특히 중요성바이오폴리머와의 생화학적 반응용. 산-염기 반응에서 H + 이온은 말단 카르복실기 -COO와 반응해야 하지만 H + 이온과 단백질 분자의 모든 충돌이 이 반응으로 이어지는 것은 아닙니다. 고분자의 포인트는 활성 센터라고 불리는 효과적입니다.

속도 상수가 높을수록 활성화 에너지 E는 낮아지고 프로세스의 온도 T는 높아진다는 Arrhenius 방정식을 따릅니다.

문제 336.
150°C에서 일부 반응은 16분 내에 완료됩니다. 반응 속도의 온도 계수를 2.5로 하여 이 반응이 수행되는 경우 이 반응이 종료되는 시간을 계산합니다. a) 20 0 °C; b) 80°C에서
해결책:
van't Hoff 규칙에 따르면 온도에 대한 속도의 의존성은 다음 방정식으로 표현됩니다.

v t 및 k t - t°C의 온도에서 반응의 속도 및 속도 상수; v (t + 10) 및 k (t + 10) 온도 (t + 10 0 C)에서 동일한 값; - 반응 속도의 온도 계수, 대부분의 반응에 대한 값은 2 - 4 범위에 있습니다.

a) 주어진 온도에서 화학 반응의 속도가 진행 시간에 반비례한다는 점을 감안할 때 문제의 조건에서 주어진 데이터를 반 호프 규칙을 정량적으로 표현하는 공식으로 대입하면 다음을 얻습니다. :

b) 이 반응은 온도가 감소하면서 진행되기 때문에 주어진 온도에서 이 반응의 속도는 진행 시간에 정비례하므로 문제의 조건에서 주어진 데이터를 정량적으로 표현하는 공식으로 대입합니다 van't Hoff 규칙에 따라 다음을 얻습니다.

답변: a) 200 0 С t2 = 9.8 초에서; b) 80 0 С t3 = 162시간 1분 16초에서.

문제 337.
반응 속도 상수의 값은 다음과 같이 변경됩니까? a) 한 촉매를 다른 촉매로 교체할 때; b) 반응물의 농도가 변할 때?
해결책:
반응속도상수는 반응물의 성질, 온도, 촉매의 존재 여부에 따라 달라지는 값으로 반응물의 농도에 의존하지 않는다. 반응물의 농도가 1(1 mol/l)일 때의 반응 속도와 같을 수 있습니다.

a) 한 촉매가 다른 촉매로 대체될 때 주어진 화학 반응의 속도는 변하거나 증가할 것입니다. 촉매를 사용하면 화학 반응의 속도가 증가하므로 반응 속도 상수의 값도 증가합니다. 반응 속도 상수 값의 변화는 한 촉매가 다른 촉매로 대체될 때도 발생하며, 이는 원래 촉매에 비해 이 반응 속도를 증가 또는 감소시킵니다.

b) 반응물의 농도가 변하면 반응속도의 값은 변하고 반응속도상수 값은 변하지 않는다.

문제 338.
반응의 열 효과는 활성화 에너지에 따라 달라지나요? 대답을 정당화하십시오.
해결책:
반응의 열 효과는 시스템의 초기 및 최종 상태에만 의존하며 공정의 중간 단계에는 의존하지 않습니다. 활성화 에너지는 물질 분자가 충돌하여 새로운 물질을 형성하기 위해 가져야 하는 과잉 에너지입니다. 활성화 에너지는 온도를 높이거나 낮추고, 각각 낮추거나 높여서 변경할 수 있습니다. 촉매는 활성화 에너지를 낮추고 억제제는 활성화 에너지를 낮춥니다.

따라서 활성화 에너지의 변화는 반응 속도의 변화로 이어지지만 반응열의 변화는 아닙니다. 반응의 열 효과는 일정한 값이며 주어진 반응에 대한 활성화 에너지의 변화에 의존하지 않습니다. 예를 들어, 질소와 수소로부터 암모니아가 생성되는 반응은 다음과 같습니다.

이 반응은 발열 반응입니다. > 0). 반응은 반응하는 입자의 몰 수와 기체 물질의 몰 수가 감소하여 진행되어 시스템이 덜 안정한 상태에서 더 안정적인 상태로 바뀌면 엔트로피가 감소하고,< 0. Данная реакция в обычных условиях не протекает (она возможна только при достаточно низких температурах). В присутствии катализатора энергия активации уменьшается, и скорость реакции возрастает. Но, как до применения катализатора, так и в присутствии его тепловой эффект реакции не изменяется, реакция имеет вид:

문제 339.
직접 반응이든 역반응이든 어떤 반응에 대해 직접 반응이 열 방출과 함께 진행되는 경우 활성화 에너지가 더 큰가요?
해결책:
직접 반응과 역반응의 활성화 에너지의 차이는 열 효과와 같습니다. H \u003d E a (pr.) - E a (arr.) . 이 반응은 열 방출과 함께 진행됩니다. 발열성이며,< 0 Исходя из этого, энергия активации прямой реакции имеет меньшее значение, чем энергия активации обратной реакции:
에이(예)< Е а(обр.) .

답변:에이(예)< Е а(обр.) .

문제 340.
활성화 에너지가 4kJ/mol 감소하면 298K에서 진행되는 반응 속도는 몇 배나 증가합니까?
해결책:
활성화 에너지의 감소를 Ea로 표시하고 활성화 에너지 감소 전후의 반응 속도 상수를 각각 k와 k로 표시합니다. 아레니우스 방정식을 사용하여 다음을 얻습니다.