Արագ և դանդաղ ռեակցիաներ. քիմիական կինետիկա: Նյութի մոլեկուլների հանգստացման ժամանակը Ֆիզիկական քիմիայում արագ ռեակցիաներ և թուլացում

ԹՈՒԼԱՑՈՒՄ

(լատիներեն relaxatio-թուլացումից), համակարգում հաստատվելու գործընթացը թերմոդինամիկական հավասարակշռություն.Վիճակը մակրոսկոպիկ է. համակարգը որոշվում է pl. պարամետրերը, իսկ տարբեր պարամետրերում հավասարակշռության հասնելու գործընթացները կարող են տարբեր ընթացք ունենալ։ արագություններ. Առանձնացվում է գծային Ռ–ի շրջան, երբ վիճակի որոշակի պարամետր եսմիայն փոքր-ինչ տարբերվում է իր հավասարակշռության արժեքից: Այս ժամանակահատվածում պարամետրի փոփոխության արագությունը ես/dtհամաչափ շեղմանը x iսկսած՝

որտեղ տ ես-ժամանակ P. Հետևաբար հետևում է, որ t-ի ժամանակ շեղումը exp (T / t ես): ընթացքում տ եսպարամետրի փոքր շեղում x iհավասարակշռության արժեքից նվազում է մի գործոնով: Քանակները = 1 / տ ես, հակառակ Ռ–ի ժամանակներին, կոչվում է. հաճախականություններ Ռ.

Ռ.-ի ժամանակները որոշվում են sv-you համակարգերով և դիտարկվող գործընթացի տեսակով։ Իրական համակարգերում դրանք կարող են տարբեր լինել աննշան արժեքներից մինչև Տիեզերքի տարիքի կարգի արժեքներ: Համակարգը կարող է հասնել հավասարակշռության որոշ պարամետրերով, իսկ մյուսներում մնալ ոչ հավասարակշռված (մասնակի հավասարակշռություն): Ռ–ի բոլոր պրոցեսները անհավասարակշիռ են և անշրջելի և ուղեկցվում են էներգիայի ցրմամբ, այսինքն՝ այն արտադրվում է համակարգում (տես. Անդառնալի պրոցեսների թերմոդինամիկա):

Գազերում Ռ.–ն առաջանում է էներգիայի փոխանակմամբ և շարժման քանակով մասնիկների բախումներում, իսկ Ռ–ի ժամանակը որոշվում է ազատ ժամանակով։ միջակայքը (միջին ժամանակը մոլեկուլների երկու հաջորդական բախումների միջև) և էներգիայի փոխանակման արդյունավետությունը բախվող մասնիկների ազատության բոլոր աստիճանների միջև: Միատոմ գազերում առանձնանում է արագ Ռ–ի փուլը, երբ մոլեկուլների բախման ժամանակի կարգի կարճ ժամանակահատվածում սկզբնական (ուժեղ անհավասարակշռություն) վիճակն այն աստիճանի քաոսային է դառնում, որ նկարագրելու համար. Բավական է իմանալ, թե ինչպես է փոխվում ընդամենը մեկ մասնիկի կոորդինատների և մոմենտի բաշխումը ժամանակի հետ (այսպես կոչված . մեկ մասնիկի բաշխման ֆունկցիա): Երկրորդ փուլում ժամանակի կարգի ազատ ժամանակի համար Ռ. վազքը ընդամենը մի քանիսի արդյունքում։ բախումներ մակրոսկոպիկորեն փոքր ծավալներով, որոնք շարժվում են զանգվածի փոխանցման միջին արագությամբ (զանգվածի արագություն), հաստատվում է տեղային թերմոդինամիկա։ հավասարակշռություն. Այն բնութագրվում է վիճակի պարամետրերով (t-swarm, քիմիական պոտենցիալ և այլն), որոնք կախված են տարածություններից։ կոորդինատները և ժամանակը և դանդաղորեն հակված են հավասարակշռության արժեքներին մեծ թվով բախումների արդյունքում (ջերմային հաղորդման գործընթացներ, դիֆուզիոն, մածուցիկություն և այլն): Ռ. ժամանակը կախված է համակարգի չափերից և մեծ է միջին ազատ ժամանակի համեմատ։ վազքը.

Բազմատոմային գազերում (ազատության ներքին աստիճաններով) m.B. էներգիայի փոխանակում enter-ի միջև։ և միջ. ազատության աստիճաններ (պտտ., տատանվում.) և առաջանում է Ռ.՝ կապված այս երեւույթի հետ։ Հավասարակշռությունը հաստատվում է ամենաարագը՝ գործելով: ազատության աստիճաններ, կտրվածքը բնութագրվում է համապատասխան t-swarm-ով: Հավասարակշռությունը ժամանումների միջև: և պտտել: ազատության աստիճանները շատ ավելի դանդաղ են սահմանվում։ Հուզմունքը ցնցվում է։ Ազատության աստիճանները հնարավոր է միայն բարձր t-p-ով: Հետևաբար, բազմատոմ գազերում հնարավոր են բազմաստիճան R. պրոցեսներ (տե՛ս Բլ. Ոչ հավասարակշռության կինետիկա):Եթե ​​գազը բաղկացած է շատ տարբեր զանգվածների մոլեկուլներով բաղադրիչներից, բաղադրիչների միջև էներգիաների փոխանակումը դանդաղում է, ինչի հետևանքով վիճակները քայքայվում են: t-rami բաղադրիչ. Օրինակ, իոնային և էլեկտրոնային t-ry-ն տարբերվում են պլազմայում և տեղի են ունենում դրանց R.-ի դանդաղ գործընթացները (տես. Պլազմայի քիմիա):

Հեղուկներում տարածական–ժամանակային հարաբերակցությունների օգնությամբ նկարագրվում է Ռ. f-թյուններ, որոնք բնութագրում են մոլեկուլների փոխադարձ ազդեցության ժամանակի և տարածության թուլացումը (հարաբերությունները)։ Այս հարաբերակցություններն անդառնալի գործընթացների պատճառ են հանդիսանում՝ ջերմային հաղորդունակություն և մածուցիկություն (տես. Հեղուկ).Ռ.-ի լրիվ թերմոդինամիկական ժամանակը: հավասարակշռությունը կարելի է գնահատել՝ օգտագործելով կինետիկ: գործակիցները։ Օրինակ, երկուական լուծույթում Ռ.-ի համակենտրոնացման ժամանակը t! 2 /Դ,որտեղ L-ը համակարգի չափն է, D-ը՝ գործակիցը: դիֆուզիոն; R. ժամանակ t-ry t! L 2 / x, որտեղ x-ը գործակիցն է: ջերմային դիֆուզիոն և այլն (մանրամասների համար տե՛ս. Մակրոկինետիկա).

Պինդ մարմիններում R.-ն նկարագրվում է որպես R. որոշակի քվազիմասնիկների գազում։ Օրինակ, բյուրեղային. Ցածր m-pax առաձգական թրթռումների դեպքում ցանցը մեկնաբանվում է որպես ֆոնոնների գազ (ակուստիկ R.): Սփին մագնիսների համակարգում։ ֆերոմագնիսի պահերը, քվազիմասնիկները մագնոններ են (մագնիսական Ռ.)։

ժամը փուլային անցումներԲարդ կարող է լինել Ռ. Եթե ​​անհավասարակշռությունից հավասարակշռված վիճակի անցումը առաջին կարգի անցում է, ապա համակարգը կարող է սկզբում անցնել մետաստաբիլ վիճակի, այնուհետև չափազանց դանդաղ հանգստանալ (տես Բլ. Ապակե վիճակ):Հատկապես դժվար է հանգստանալը։ անցումներ պոլիմերներում, որտեղ առկա է թուլացման մի շարք (սպեկտր): երեւույթներ, որոնցից յուրաքանչյուրը պայմանավորված է իր մեխանիզմով։ Երկրորդ կարգի փուլային անցումային կետի շրջակայքում փուլերի դասավորության աստիճանը բնութագրվում է կարգի պարամետրով, որը հակված է զրոյի, և նրա R. ժամանակը մեծապես մեծանում է։ Էլ ավելի բարդ է Ռ.-ի կերպարը թերմոդինամիկականից շատ հեռու վիճակներից։ հավասարակշռություն. Բաց համակարգերում այս դեպքում հնարավոր են հետեւյալ երեւույթները ինքնակազմակերպում.

Ռ–ի ժամանակների չափումները կիրառվում են քիմ. կինետիկա գործընթացների ուսումնասիրության համար, որոնցում արագորեն հաստատվում է հավասարակշռություն (տես. Հանգստացման մեթոդներ):Մեխանիկական Ռ.-ն արտահայտվում է ժամանակի ընթացքում սթրեսի նվազմամբ, որն օրգանիզմում դեֆորմացիա է ստեղծել։ Մեխանիկական Ռ.-ն կապված է մածուցիկության հետ, դեֆորմացիայի ժամանակ հանգեցնում է սողացող, հիստերեզի երևույթների (տես. ռեոլոգիա):Ինչ վերաբերում է կենսաբանական. համակարգեր, «R» տերմինը: երբեմն օգտագործվում է համակարգի կյանքի տևողությունը բնութագրելու համար, եզրերը ֆիզիոլոգիական մահվան պահին հայտնվում են շրջակա միջավայրի հետ մասնակի հավասարակշռության (քվազի-հավասարակշռության) վիճակում: Բնության մեջ. համակարգեր R. ժամանակները բաժանվում են ուժեղ անհավասարություններով. դրանց դասավորությունը աճման կամ նվազման կարգով թույլ է տալիս համակարգը դիտարկել որպես հիերարխիկ հաջորդականություն: մակարդակները տարբերությամբ: կառուցվածքի կարգի աստիճանը (տես. Հիերարխիկ համակարգերի թերմոդինամիկա):

Լիտ.:Զուբարև Դ.Ն., Ոչ հավասարակշռություն, Մ., 1971; Lifshits E. M., Pitaevsky L. P., Physical kinetics, գրքում. Տեսական ֆիզիկա, հատոր 10, Մ., 1979; Գլադիշև Գ.Պ., Թերմոդինամիկան և բնական հիերարխիկ գործընթացները, Մ., 1988; Դենիսով Է.Տ., Միատարր քիմիական ռեակցիաների կինետիկա, 2-րդ հրատ., Մ., 1988:

Քիմիական հանրագիտարան. - Մ.: Խորհրդային հանրագիտարան. Էդ. Ի.Լ.Կնունյանց. 1988 .

Հոմանիշներ:

Տեսեք, թե ինչ է «RELAXATION»-ը այլ բառարաններում.

- (լատ. relaxatio-ից թուլացում, նվազում), մակրոսկոպիկում թերմոդինամիկայի հավասարակշռության հաստատման գործընթաց։ ֆիզիկական համակարգեր (գազեր, հեղուկներ, պինդ մարմիններ): Վիճակը մակրոսկոպիկ է. համակարգը որոշվում է մեծ թվով պարամետրերով, իսկ հաստատումը ... ... Ֆիզիկական հանրագիտարան

թուլացում- (լատ. relhatio լարվածության նվազեցում, թուլացում) հանգստի, թուլացման վիճակ, որն առաջանում է թեմայի մեջ՝ սթրեսից ազատվելու հետևանքով, ուժեղ ապրումներից կամ ֆիզիկական ջանքերից հետո։ Ռ.-ն կարող է ակամա լինել (թուլացում հեռանալիս ... ... Հոգեբանական մեծ հանրագիտարան

Թուլացում- - թերմոդինամիկական համակարգի աստիճանական անցման գործընթացը արտաքին ազդեցություններից առաջացած ոչ հավասարակշռված վիճակից թերմոդինամիկական հավասարակշռության վիճակի. Թուլացման գործընթացների օրինակներ. մարմնում լարվածության աստիճանական փոփոխություն ... ... Շինանյութերի տերմինների, սահմանումների և բացատրությունների հանրագիտարան

- [լատ. relaxatio լարվածության նվազեցում, թուլացում] մեղր. կմախքի մկանների թուլացում; հոգեկան սթրեսի հեռացում. Օտար բառերի բառարան. Komlev N.G., 2006. թուլացում (lat. Relaxatio, լարվածության նվազեցում, թուլացում) 1) ֆիզիկական. գործընթաց… Ռուսաց լեզվի օտար բառերի բառարան

թուլացում- և, w. թուլացում, դա. Relaxation relaxatio լարվածության նվազեցում, թուլացում. 1. ֆիզ. Աստիճանաբար հավասարակշռության վիճակին վերադառնալու գործընթացը, ինչ լ. մի համակարգ, որը դուրս է բերվել նման վիճակից, նրան դուրս բերած գործոնների գործողության դադարեցումից հետո… Ռուսական գալիցիզմների պատմական բառարան

ՀԱՆԳՍՏՈՒՄ, մեծ թվով մասնիկներից բաղկացած մակրոսկոպիկ ֆիզիկական համակարգում թերմոդինամիկական հավասարակշռության հաստատման գործընթաց։ Հանգստի ժամանակի գործընթացի բնութագրերը. Օրինակ՝ մետաղի էլեկտրոնների համակարգի համար թուլացման ժամանակը t 10 ... ... Ժամանակակից հանրագիտարան

Ֆիզիոլոգիայում թուլացում կամ կմախքի մկանների տոնուսի կտրուկ նվազում մինչև ամբողջական անշարժացում։ Կարող է առաջանալ որպես պաթոլոգիական վիճակ; Արհեստական ​​թուլացումն իրականացվում է մկանային հանգստացնող միջոցների միջոցով... Մեծ Հանրագիտարանային բառարան

Հանգստացում, ջերմային թուլացում, թուլացում, թուլացում Ռուսական հոմանիշների բառարան. թուլացում n., հոմանիշների թիվը՝ 6 ավտոռելաքսացիա (1) ... Հոմանիշների բառարան

- (լատիներեն relaxatio թուլացում, թուլացում, հանգիստ) 1) թուլացում կամ կմախքի մկանների տոնուսի կտրուկ նվազում. Մկանային հանգստացնող պատրաստուկների կիրառմամբ ձեռք բերված արհեստական ​​թուլացումն օգտագործվում է վիրաբուժական միջամտություններում: ... Ժամանակակից հանրագիտարան

- (լատ. relaxatio relief, relaxation-ից) հանգստի վիճակ՝ կապված մկանների ամբողջական կամ մասնակի թուլացման հետ։ Նրանք կիսում են երկարատև հանգստությունը, որը տեղի է ունենում քնի, հիպնոսի ժամանակ, դեղաբանական ազդեցություններով և ... ... Հոգեբանական բառարան

Ենթադրենք, դուք ցանկանում եք ստանալ առավելագույն քանակությամբ ամոնիակ ջրածնի և ազոտի տվյալ քանակից: Նախորդ բաժնի նյութից դուք արդեն գիտեք, թե ինչպես կարող եք ազդել ռեակցիայի ընթացքի վրա՝ փոխելով քիմիական հավասարակշռությունը այս կամ այն ​​ուղղությամբ: Սակայն խնդիրը առավելագույնս արդյունավետ լուծելու համար պետք է հաշվի առնել նաև ռեակցիայի արագությունը։ Քիմիական ռեակցիաների արագությունների իմացությունը մեծ գիտական ​​և գործնական նշանակություն ունի։ Օրինակ, քիմիական արդյունաբերության մեջ, նյութի արտադրության մեջ, ապարատի չափսերն ու գործունակությունը, արտադրված արտադրանքի քանակը կախված են ռեակցիայի արագությունից:

Քիմիական ռեակցիաները տեղի են ունենում տարբեր արագությամբ։ Դրանցից ոմանք ավարտվում են վայրկյանների կտրվածքով, մյուսները տևում են րոպեներ, ժամեր և նույնիսկ օրեր: Հետևաբար, քիմիական ռեակցիաների գործնական կիրառման ժամանակ շատ կարևոր է իմանալ, թե ինչ արագությամբ է ընթանալու տվյալ ռեակցիան որոշակի պայմաններում և ինչպես փոխել այդ պայմանները, որպեսզի ռեակցիան ընթանա պահանջվող արագությամբ:

Արագ և դանդաղ ռեակցիաներ. քիմիական կինետիկա

Քիմիայի այն ճյուղը, որն ուսումնասիրում է քիմիական ռեակցիաների արագությունը, կոչվում է քիմիական կինետիկա։

Ռեակցիայի արագության վրա ազդող ամենակարևոր գործոնները ներառում են հետևյալը.

ռեակտիվների S բնույթը;

ռեագենտի մասնիկների S չափը;

ռեակտիվների S կոնցենտրացիան;

Գազային ռեակտիվների S ճնշումը;

S ջերմաստիճան;

S համակարգում կատալիզատորների առկայությունը.

Ռեակտիվների բնույթը

Ինչպես արդեն նշվեց, սկզբնական նյութերի մասնիկների միջև քիմիական փոխազդեցության համար անհրաժեշտ պայման է նրանց բախումը միմյանց հետ (բախում), ընդ որում, բարձր ռեակտիվություն ունեցող մոլեկուլի շրջանում (տե՛ս «Ինչպես են տեղի ունենում ռեակցիաները. բախման տեսություն» բաժինը: վերևում գլխում): Որքան մեծ և բարդ լինեն ռեագենտի մոլեկուլները, այնքան ցածր է հավանականությունը, որ բախումը տեղի կունենա հենց տեղում

բարձր ռեակտիվ մոլեկուլներ. Հաճախ, բավականին բարդ մոլեկուլներում, բարձր ռեակտիվ տեղանքն ամբողջությամբ արգելափակվում է մոլեկուլի այլ մասերի կողմից, և ոչ մի ռեակցիա չի առաջանում: Այս դեպքում, բազմաթիվ բախումներից արդյունավետ են միայն նրանք, որոնք տեղի են ունենում ռեակտիվ վայրում (այսինքն, հանգեցնում են քիմիական փոխազդեցության):

Այլ կերպ ասած, որքան մեծ և բարդ են ռեակտիվ մոլեկուլները, այնքան դանդաղ է արձագանքման արագությունը:

Ռեակտիվների մասնիկների չափը

Ռեակցիայի արագությունը կախված է արձագանքող նյութերի մոլեկուլների բախումների քանակից։ Այսպիսով, որքան մեծ է մակերեսի մակերեսը, որի վրա տեղի են ունենում բախումներ, այնքան բարձր է ռեակցիայի արագությունը: Օրինակ, եթե վառվող լուցկի բերեք ածուխի մեծ կտորի վրա, ապա ոչ մի ռեակցիա չի առաջանա։ Այնուամենայնիվ, եթե ածուխի այս կտորը փոշի դարձնեք, ցողեք օդում, ապա լուցկիով հարվածեք, այն կպայթի։ Պայթյունի պատճառը (այսինքն՝ ռեակցիայի բարձր արագությունը) ածխի մակերեսի զգալի աճն է։

Ռեակտիվների կոնցենտրացիան

Ռեակտիվների բախումների քանակի ավելացումը հանգեցնում է ռեակցիայի արագության բարձրացման: Այսպիսով, ռեակցիայի արագությունը համաչափ է բախումների քանակին, որին ենթարկվում են արձագանքող նյութերի մոլեկուլները։ Բախումների թիվն իր հերթին որքան մեծ է, այնքան մեծ է սկզբնական նյութից յուրաքանչյուրի կոնցենտրացիան։ Օրինակ, փայտե տախտակը բավականին լավ է այրվում սովորական օդում (որը կազմում է 20% թթվածին), սակայն մաքուր թթվածնի դեպքում այրումն ավելի ինտենսիվ է, այսինքն՝ ավելի բարձր արագությամբ։

Պարզ ռեակցիաների մեծ մասում ռեակտիվների կոնցենտրացիայի ավելացումը մեծացնում է ռեակցիայի արագությունը: Սակայն մի քանի փուլով ընթացող բարդ ռեակցիաներում այդ կախվածությունը չի նկատվում։ Իրականում, որոշելով կոնցենտրացիայի ազդեցությունը ռեակցիայի արագության վրա, դուք կկարողանաք պարզել, թե որ ռեակտիվն է ազդում ռեակցիայի այն փուլի վրա, որը որոշում է դրա արագությունը: (Այս տեղեկատվությունը կօգնի հաշվարկել ռեակցիայի մեխանիզմը:) Դա կարելի է անել մի քանի տարբեր կոնցենտրացիաներում ռեակցիաներ կատարելով և դրանց ազդեցությունը ռեակցիայի արագության վրա դիտարկելով: Եթե, օրինակ, մեկ ռեագենտի կոնցենտրացիայի փոփոխությունը չի ազդում ռեակցիայի արագության վրա, ապա դուք կիմանաք, որ ռեակցիայի մեխանիզմի ամենադանդաղ փուլում (և ռեակցիայի արագությունը ճշգրտորեն որոշվում է այս փուլում) այս ռեագենտը ներգրավված չէ։ .

Գազային ռեակտիվների ճնշումը

Գազային ռեակտիվների ճնշումը ռեակցիայի արագության վրա նույն ազդեցությունն ունի, ինչ կոնցենտրացիան: Որքան բարձր է ռեագենտների ճնշումը գազային վիճակում, այնքան բարձր է ռեակցիայի արագությունը։ Սա (դուք կռահեցիք!) պայմանավորված է բախումների քանակի ավելացմամբ: Սակայն եթե ռեակցիան ունի բարդ մեխանիզմ, ապա ճնշման փոփոխությունը կարող է չհանգեցնել ակնկալվող արդյունքի։

Ջերմաստիճանը

Ինչո՞ւ է յուրաքանչյուր տնային տնտեսուհի Գոհաբանության օրվա ընթրիքից հետո շտապում սառեցնել հնդկահավի մնացած մասը: Որովհետև եթե չես անում, ապա հնդկահավը կարող է վատանալ: Իսկ ի՞նչ է նշանակում «փչացնել»: Սա նշանակում է բակտերիաների աճի ավելացում: Այժմ, երբ հնդկահավը գտնվում է սառնարանում, այն կդանդաղեցնի բակտերիաների աճի տեմպերը՝ ավելի ցածր ջերմաստիճանի պատճառով:

Բակտերիաների քանակի ավելացումը սովորական կենսաքիմիական ռեակցիա է, այսինքն՝ կենդանի օրգանիզմների մասնակցությամբ քիմիական ռեակցիա։ Շատ դեպքերում ջերմաստիճանի բարձրացումը հանգեցնում է նման ռեակցիաների արագության բարձրացմանը: Օրգանական քիմիայում կա մի կանոն՝ 10 °C ջերմաստիճանի բարձրացումը հանգեցնում է ռեակցիայի արագության կրկնապատկմանը։

Ինչու է դա տեղի ունենում: Մասամբ (այժմ կռահեցիք!) Բախումների քանակի ավելացման պատճառով: Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ մոլեկուլներն ավելի արագ են շարժվում, այդպիսով մեծանում է նրանց բախման հավանականությունը միմյանց հետ, հետևաբար՝ դրանց քիմիական փոխազդեցությունը: Սակայն սա դեռ ամենը չէ։ Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ մեկտեղ ավելանում է նաև մոլեկուլների միջին կինետիկ էներգիան։ Ուշադրություն դարձրեք թզ. 8.7 օրինակ, թե ինչպես է ջերմաստիճանի բարձրացումը ազդում ռեակտիվների կինետիկ էներգիայի և ռեակցիայի արագության վրա:

Տվյալ ջերմաստիճանում ոչ բոլոր մոլեկուլներն ունեն նույն կինետիկ էներգիան։ Նրանցից ոմանք կարող են չափազանց դանդաղ շարժվել (այսինքն ունեն ցածր կինետիկ էներգիա), իսկ մյուսները բավականին արագ են (այսինքն ունեն բարձր կինետիկ էներգիա)։ Այնուամենայնիվ, դեպքերի ճնշող մեծամասնությունում մոլեկուլների շարժման արագության արժեքը այս երկու արագությունների միջև ինչ-որ տեղ միջինում է:

Իրականում ջերմաստիճանը մոլեկուլների միջին կինետիկ էներգիայի չափումն է։ Ինչպես երևում է Նկ. 8.7, ջերմաստիճանի բարձրացումը հանգեցնում է ռեակտիվների միջին կինետիկ էներգիայի ավելացմանը, մինչդեռ կորը տեղափոխվում է աջ՝ դեպի կինետիկ էներգիայի ավելի բարձր արժեքներ: Ուշադրություն դարձրեք նաև կինետիկ էներգիայի նվազագույն քանակին, որը պետք է ունենան մոլեկուլները, որպեսզի դրանց բախումը հանգեցնի նոր նյութի ձևավորմանը, այսինքն. այս ռեակցիայի ակտիվացման էներգիայի վրա։ Այս էներգիայով մոլեկուլները կոչվում են ակտիվ մոլեկուլներ:

Ռեակտիվները պետք է ոչ միայն բախվեն ռեակտիվ վայրում, մինչդեռ էներգիայի քանակությունը պետք է փոխանցվի, որը բավարար է գոյություն ունեցող կապերը կոտրելու և նորերը ձևավորելու համար: Եթե ​​այս էներգիան բավարար չէ, ապա սկզբնական մոլեկուլների բախումից հետո ռեակցիան դեռ չի առաջանա:

Նկատի ունեցեք, որ ավելի ցածր ջերմաստիճանի դեպքում (T1) ռեագենտի փոքր թվով մոլեկուլներ ունեն անհրաժեշտ ակտիվացման էներգիա: Ավելի բարձր ջերմաստիճանում (T2)

ակտիվացման էներգիան (նոր նյութի ձևավորման համար պահանջվող կինետիկ էներգիայի նվազագույն քանակությունը) արդեն կունենա շատ ավելի շատ մոլեկուլներ, այսինքն՝ ավելի շատ բախումներ արդյունավետ կլինեն։

Այսպիսով, ջերմաստիճանի բարձրացումը մեծացնում է ոչ միայն բախումների, այլեւ արդյունավետ բախումների թիվը, ինչի արդյունքում տեղի է ունենում մասնիկների քիմիական փոխազդեցություն։

Կատալիզատորներ

Այն նյութերը, որոնք չեն սպառվում ռեակցիայի արդյունքում, բայց ազդում են դրա արագության վրա, կոչվում են կատալիզատորներ։ Նման նյութերի ազդեցության տակ ռեակցիայի արագության փոփոխության երեւույթը կոչվում է կատալիզ։ Շատ դեպքերում կատալիզատորի ազդեցությունը բացատրվում է նրանով, որ այն նվազեցնում է ռեակցիայի ակտիվացման էներգիան։

Նայեք, օրինակ, նկ. 8.1. Եթե ​​գրաֆիկի վրա առավելագույնին համապատասխանող ակտիվացման էներգիայի արժեքը փոքր լիներ, ապա ռեագենտի մոլեկուլների արդյունավետ բախումների թիվը ավելի մեծ կլիներ, ինչը նշանակում է, որ ռեակցիայի արագությունը նույնպես ավելի մեծ կլիներ: Նույնը կարելի է տեսնել Նկ. 8.7. Եթե ​​կետավոր գիծը տեղափոխեք ձախ, որը նշանակում է ակտիվացման էներգիայի հասնելու համար պահանջվող նվազագույն կինետիկ էներգիան, ապա շատ ավելի մեծ թվով մոլեկուլներ կունենան ակտիվացման էներգիա, և հետևաբար ռեակցիան ավելի արագ կլինի:

Քիմիական արդյունաբերության մեջ կատալիզատորները լայնորեն կիրառվում են։ Կատալիզատորների ազդեցության տակ ռեակցիաները կարող են արագանալ միլիոնավոր կամ ավելի գործակցով։

Տարբերակել միատարր և տարասեռ կատալիզի միջև: Միատարր կատալիզի ժամանակ կատալիզատորը և ռեակտիվները կազմում են մեկ փուլ (գազ կամ լուծույթ): Տարասեռ կատալիզում կատալիզատորը համակարգում է որպես անկախ փուլ։

Հետերոգեն կատալիզ

Ինչպես են տեղի ունենում ռեակցիաները․

A-B կապը խզելու և հավասարման մեջ ցուցադրված C-A կապը ձևավորելու համար ռեակտիվ C-ն պետք է բախվի A-B մոլեկուլի այն մասի հետ, որտեղ գտնվում է A.-ն: Արդյո՞ք բախումը տեղի է ունենում այս ձևով, մեծապես կախված է դեպքից: Սակայն, ըստ հավանականության տեսության, վաղ թե ուշ դա տեղի կունենա։ Նման բախման հավանականությունը մեծացնելու համար պետք է «կապել» A-B մոլեկուլը, որպեսզի նրա A կայքը «կողմնորոշվի» դեպի C ռեագենտը։

Դա կարելի է անել տարասեռ կատալիզատորի միջոցով. այն «կապում» է մեկ ռեակտիվ նյութի մոլեկուլը իր մակերեսին, այն կողմնորոշելով այն այնպես, որ արագացնի ռեակցիան: Տարասեռ կատալիզի գործընթացը ներկայացված է Նկ. 8.8.

Կատալիզատորը կոչվում է տարասեռ («տարասեռ»), քանի որ այն գտնվում է ագրեգացման վիճակում, որը տարբերվում է արձագանքող նյութերի ագրեգացման վիճակից։ Նման կատալիզատորը սովորաբար նուրբ բաժանված պինդ մետաղ է կամ դրա օքսիդը, մինչդեռ ռեակտիվները գազեր կամ լուծույթներ են: Տարասեռ կատալիզում ռեակցիան ընթանում է կատալիզատորի մակերեսի վրա։ Այստեղից հետևում է, որ կատալիզատորի ակտիվությունը կախված է նրա մակերեսի չափից և հատկություններից։ Մեծ մակերես ունենալու համար կատալիզատորը պետք է ունենա ծակոտկեն կառուցվածք կամ լինի մասնատված վիճակում։

Տարասեռ կատալիզում ռեակցիան ընթանում է ակտիվ միջանկյալ միացությունների միջոցով՝ կատալիզատորի մակերեսային միացություններ ռեակտիվներով: Անցնելով մի շարք փուլեր, որոնցում ներգրավված են այս միջանկյալ նյութերը, ռեակցիան ավարտվում է վերջնական արտադրանքի ձևավորմամբ, և արդյունքում կատալիզատորը չի սպառվում։

Մեզանից շատերը գրեթե ամեն օր բախվում են տարասեռ կատալիզատորի աշխատանքին: Այն մեքենայի համար կատալիտիկ փոխարկիչ է։ Այս փոխարկիչը բաղկացած է մանրացված մետաղներից (պլատին և/կամ պալադիում), որոնք օգտագործվում են ռեակցիան արագացնելու համար, որոնք բենզինի այրման վնասակար գազերը (օրինակ՝ ածխածնի մոնօքսիդ և չայրված ածխաջրածիններ) քայքայում են անվնաս արտադրանքների (օրինակ՝ ջուր և ածխածնի երկօքսիդ):

Այս գրառումը տեղադրվել է կիրակի, 2014 թվականի մայիսի 25-ին, ժամը 18:20-ին և ներկայացվել է տակ: Դուք կարող եք հետևել այս գրառման ցանկացած պատասխանին հոսքի միջոցով: Ե՛վ մեկնաբանությունները, և՛ պինգերը ներկայումս փակ են:

– Բարդ ռեակցիաներ - Ջերմաստիճանի ազդեցություն արագության հաստատունի վրա - Շրջելի և տարասեռ ռեակցիաներ - Ֆոտոքիմիական ռեակցիաներ - Կատալիզ

2.1.7 Բարդ ռեակցիաներ

Քիմիական ռեակցիաները, որոնք տեղի են ունենում մեկից ավելի փուլերում, կոչվում են բարդ: Դիտարկենք, որպես օրինակ, բարդ ռեակցիաներից մեկը, որի կինետիկան և մեխանիզմը լավ ուսումնասիրված են.

2НI + Н 2 О 2 ––> I 2 + 2Н 2 О

Այս ռեակցիան երկրորդ կարգի ռեակցիա է. դրա կինետիկ հավասարումը հետևյալն է.

Ռեակցիայի մեխանիզմի ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ այն երկփուլ է (առաջանում է երկու փուլով).

1) НI + Н 2 О 2 ––> НИО + Н 2 О

2) НИО + НИ ––> I 2 + Н 2 О

Առաջին փուլի V 1 արագությունը շատ ավելի մեծ է, քան երկրորդ փուլի V 2 արագությունը, և ընդհանուր ռեակցիայի արագությունը որոշվում է ավելի դանդաղ փուլի արագությամբ, որը, հետևաբար, կոչվում է. արագությունը որոշող կամ սահմանափակող .

Ռեակցիայի տարրական կամ բարդ լինելու մասին կարելի է եզրակացություն անել՝ ելնելով դրա կինետիկայի ուսումնասիրության արդյունքներից։ Ռեակցիան բարդ է, եթե ռեակցիայի փորձարարորեն որոշված ​​մասնակի կարգերը չեն համընկնում ստոյխիոմետրիկ ռեակցիայի հավասարման սկզբնական նյութերի գործակիցների հետ. Բարդ ռեակցիայի մասնակի կարգերը կարող են լինել կոտորակային կամ բացասական, բարդ ռեակցիայի կինետիկ հավասարումը կարող է ներառել ոչ միայն սկզբնական նյութերի, այլև ռեակցիայի արտադրանքների կոնցենտրացիաները:

2.1.8 Բարդ ռեակցիաների դասակարգում

Հետևողական ռեակցիաներ.

Հերթական բարդ ռեակցիաները կոչվում են, որոնք ընթանում են այնպես, որ մի փուլի արդյունքում առաջացած նյութերը (այսինքն՝ այս փուլի արտադրանքները) հանդիսանում են մեկ այլ փուլի մեկնարկային նյութեր։ Հաջորդական ռեակցիայի սխեման կարելի է պատկերել հետևյալ կերպ.

A ––> B ––> C ––> ...

Փուլերի քանակը և յուրաքանչյուր փուլին մասնակցող նյութերը կարող են տարբեր լինել։

Զուգահեռ ռեակցիաներ.

Քիմիական ռեակցիաները կոչվում են զուգահեռ, որոնցում միևնույն սկզբնական նյութերը կարող են միաժամանակ ձևավորել տարբեր ռեակցիաների արտադրանքներ, օրինակ՝ երկու կամ ավելի իզոմերներ.

Կոնյուգացիոն ռեակցիաներ.

Ընդունված է կոչել կոնյուգացիոն բարդ ռեակցիաները, որոնք ընթանում են հետևյալ կերպ.

1) A + B ––> C

2) A + D ––> E ,

ընդ որում, ռեակցիաներից մեկը կարող է ընթանալ ինքնուրույն, իսկ երկրորդը հնարավոր է միայն առաջինի առկայության դեպքում։ A նյութը, որը ընդհանուր է երկու ռեակցիաների համար, կոչվում է դերասան, նյութ B - ինդուկտոր D նյութը փոխազդում է A-ի հետ միայն առաջին ռեակցիայի առկայության դեպքում. ընդունող... Օրինակ, ջրային լուծույթում բենզոլը չի ​​օքսիդանում ջրածնի պերօքսիդով, բայց երբ ավելացնում են Fe (II) աղեր, այն վերածվում է ֆենոլի և դիֆենիլի։ Ռեակցիայի մեխանիզմը հետևյալն է. Առաջին փուլում ձևավորվում են ազատ ռադիկալներ.

Fe 2+ + H 2 O 2 ––> Fe 3+ + OH - + OH

որոնք փոխազդում են Fe 2+ իոնների և բենզոլի հետ.

Fe 2+ + OH ––> Fe 3+ + OH -

C 6 H 6 + OH ––> C 6 H 5 + H 2 O

Տեղի է ունենում նաև ռադիկալների վերամիավորում.

C 6 H 5 + OH ––> C 6 H 5 OH

C 6 H 5 + C 6 H 5 ––> C 6 H 5 –C 6 H 5

Այսպիսով, երկու ռեակցիաները ներառում են ընդհանուր միջանկյալ ազատ ռադիկալ OH:

Շղթայական ռեակցիաներ.

Շղթայական ռեակցիաները կոչվում են ռեակցիաներ, որոնք բաղկացած են մի շարք փոխկապակցված փուլերից, երբ յուրաքանչյուր փուլի արդյունքում առաջացած մասնիկները առաջացնում են հաջորդ փուլեր։ Որպես կանոն, շղթայական ռեակցիաները տեղի են ունենում ազատ ռադիկալների մասնակցությամբ։ Բոլոր շղթայական ռեակցիաները բնութագրվում են երեք բնորոշ փուլերով, որոնք մենք կքննարկենք՝ օգտագործելով ջրածնի քլորիդի առաջացման ֆոտոքիմիական ռեակցիայի օրինակը։

1. Շղթայի ծագումը (նախաձեռնություն).

Сl 2 + hν ––> 2 Сl

2. Շղթայի զարգացում.

Н 2 + Сl ––> НСl + Н

Н + Сl 2 ––> НСl + Сl

Շղթայի զարգացման փուլը բնութագրվում է ռեակցիայի արտադրանքի մոլեկուլների քանակով մեկ ակտիվ մասնիկի՝ շղթայի երկարությամբ:

3. Բաց միացում (վերակոմբինացիա).

Н + Н ––> Н 2

Сl + Сl ––> Сl 2

Н + Сl ––> НСl

Շղթան կարող է նաև կոտրվել, երբ ակտիվ մասնիկները փոխազդում են նավի պատի նյութի հետ, որում իրականացվում է ռեակցիան, հետևաբար, շղթայական ռեակցիաների արագությունը կարող է կախված լինել նյութից և նույնիսկ ռեակցիայի անոթի ձևից:

Ջրածնի քլորիդի առաջացման ռեակցիան չճյուղավորված շղթայական ռեակցիայի օրինակ է. ռեակցիան, որի ժամանակ արձագանքած ակտիվ մասնիկը չունի ավելի քան մեկ նոր առաջացող մասնիկ: Շղթայական ռեակցիաները կոչվում են ճյուղավորված, որոնցում յուրաքանչյուր արձագանքած ակտիվ մասնիկի համար կա մեկից ավելի նոր առաջացող, այսինքն. ռեակցիայի ընթացքում ակտիվ մասնիկների թիվը անընդհատ աճում է։ Ճյուղավորված շղթայական ռեակցիայի օրինակ է ջրածնի և թթվածնի ռեակցիան.

1. Նախաձեռնում:

Н 2 + О 2 ––> Н 2 О + О

2. Շղթայի զարգացում.

О + Н 2 ––> Н + ОН

H + O 2 ––> O + OH

OH + H 2 ––> H 2 O + H

Հեղինակային իրավունք © S. I. Levchenkov, 1996 - 2005 թթ.

ՌՈՒՍԱՍՏԱՆԻ ԿՐԹՈՒԹՅԱՆ ԵՎ ԳԻՏՈՒԹՅԱՆ ՆԱԽԱՐԱՐՈՒԹՅՈՒՆ

Դաշնային պետական ​​բյուջետային ուսումնական հաստատություն

բարձրագույն մասնագիտական ​​կրթություն

«ՆՈՎՈՍԻԲԻՐՍԿԻ ԱԶԳԱՅԻՆ ՀԵՏԱԶՈՏԱԿԱՆ ՊԵՏԱԿԱՆ ՀԱՄԱԼՍԱՐԱՆ»

ԲՆԱԳԻՏՈՒԹՅԱՆ ՖԱԿՈՒԼՏԵՏ

Պ.Ա. Կոլինկո, Դ.Վ.Կոզլով

Քիմիական կինետիկա ֆիզիկական քիմիայում Դասընթաց

Ուսումնական ուղեցույց

Նովոսիբիրսկ

Դասավանդման նյութը պարունակում է դասախոսությունների նյութ «Ֆիզիկական քիմիա» դասընթացի «Քիմիական կինետիկա» բաժնի վերաբերյալ, որը կարդացվում է ՖԵՆ ՆՊՀ 1-ին կուրսի ուսանողների համար:

Նախատեսված է Նովոսիբիրսկի պետական ​​համալսարանի բնական գիտությունների ֆակուլտետի 1-ին կուրսի ուսանողների համար։

Կազմեց՝

Քենդ. քիմ. գիտությունների դոց. D. V. Kozlov, Cand. քիմ. Գիտություններ P. A. Kolinko

Ձեռնարկը պատրաստվել է իրականացման շրջանակներում

NRU - NSU-ի զարգացման ծրագրեր

© Նովոսիբիրսկի նահանգ

համալսարան, 2013 թ

ՆԱԽԱԲԱՆ
Քիմիական կինետիկան որպես հատված
ֆիզիկական քիմիա
Քիմիական կինետիկայի հիմնական հասկացությունները
Քիմիական արագության չափման մեթոդներ
Քիմիական ռեակցիայի մեխանիզմի հայեցակարգը
Տարրական քիմիական ռեակցիաներ
Քիմիական ռեակցիայի կինետիկ հավասարումը
Ռեակցիայի հերթականությունը գտնելու մեթոդներ
Քիմիական ռեակցիայի արագության հաստատուն
Արրենիուսի օրենքը
Ֆորմալ կինետիկան՝ որպես քիմիայի ճյուղ
կինետիկա
Առաջին կարգի անդառնալի ռեակցիաներ
Երկրորդ կարգի անդառնալի ռեակցիաներ
Երրորդ կարգի անդառնալի ռեակցիաներ
Արդյունավետ արձագանքման ժամանակը
Հետադարձելի ռեակցիաներ
Քիմիական ռեակցիայի ուղու հայեցակարգը
Տարրական ակտի տեսության ընդհանուր հասկացություններ
քիմիական ռեակցիա
Թերմոդինամիկական մոտեցումը տեսականորեն
անցումային համալիր
Բախման տեսություն
Բարդ ռեակցիաներ և ռեակցիաներ, որոնք ներառում են
միջանկյալ մասնիկներ. Դասակարգում

ՆԱԽԱԲԱՆ

Քիմիական գիտության մեջ ընդհանրապես և ֆիզիկական քիմիայում՝ ին

մասնավորապես կա հատուկ տարածք, որն ուսումնասիրում է ժամանակի ընթացքում քիմիական պրոցեսների ընթացքի մեխանիզմներն ու օրինաչափությունները։ Այս գիտությունը կոչվում է.

քիմիական կինետիկա... Քիմիական կինետիկան ուսումնասիրում և հաստատում է քիմիական ռեակցիաների արագության կախվածությունը ռեագենտների կոնցենտրացիայից,

ջերմաստիճանը և այլ արտաքին պայմանները:

Քիմիական կինետիկան այն հիմնաքարն է, որի վրա ժամանակակից քիմիական արդյունաբերությունը և, մասնավորապես, նավթաքիմիան,

նավթի վերամշակում և պոլիմերային արտադրություն։

FEN NSU-ի առաջին կուրսում քիմիական կինետիկան կարդացվում է «Ֆիզիկական քիմիա» դասընթացի վերջում վերջին հինգ դասախոսությունների ժամանակ: Թերևս այն պատճառով, որ դասընթացի ավարտին 30-ից ավելի դասախոսություններից ուսանողները հոգնում են, դասախոսությունների այս հատվածը բավականաչափ լավ չի յուրացվում։ Երկրորդ պատճառն այն է

ի՞նչ է իրականում քիմիական կինետիկայի մեջ ամենից շատ մաթեմատիկական հաշվարկներում և բանաձևերում, երբ համեմատվում է «Ֆիզիկական քիմիա» դասընթացի այլ մասերի հետ:

Այս ձեռնարկի նպատակն է ուսանողներին հնարավորություն ընձեռել ծանոթանալու քիմիական կինետիկայի, ֆորմալ կինետիկայի, քիմիական ռեակցիայի տարրական ակտի տեսությանը, բախումների տեսությանը և այլնի հիմնական հասկացություններին: Միաժամանակ ընթերցողները հնարավորություն ունեն համալսարանում դասախոսի կարդացած նյութը համեմատել ձեռնարկի նյութի հետ և անհասկանալի թեմաներով հարցեր ուղղել դասախոսին ու ճեմարանականներին։ Հուսով ենք, որ սա թույլ կտա ուսանողներին ավելի լավ յուրացնել նյութը:

Հասկանալու համար հիմնական հասկացությունները,

տեքստում առաջին անգամ հիշատակվածները թավ շեղատառերով են, դրանց սահմանումները՝ թավերով։

1. Քիմիական կինետիկան՝ որպես ֆիզիկական քիմիայի ճյուղ

կազմը և էներգիայի ազդեցությունը քիմիական ռեակցիա.

Սակայն այս գիտությունը չի կարող պատասխանել այն հարցերին, թե ինչպես է իրականացվում այս ռեակցիան և ինչ արագությամբ։ Այս հարցերը, մասնավորապես, մեխանիզմի վերաբերյալ հարցեր և քիմիական ռեակցիայի արագությունըմտնում են քիմիական կինետիկայի իրավասության մեջ:

Քիմիական կինետիկա կամ քիմիական ռեակցիաների կինետիկա (հունարեն κίνησις - շարժումից) -կիսվել

ֆիզիկական քիմիա, ուսումնասիրելով ժամանակի ընթացքում քիմիական ռեակցիաների ընթացքի օրենքները, այդ օրենքների կախվածությունը արտաքին պայմաններից, ինչպես նաև քիմիական փոխակերպումների մեխանիզմները. ... Ի տարբերություն թերմոդինամիկայի՝ քիմիական կինետիկան ուսումնասիրում է քիմիական ռեակցիաների ընթացքըժամանակին. Նրանք. թերմոդինամիկան ուսումնասիրում է համակարգի սկզբնական և վերջնական վիճակները, մինչդեռ քիմիական կինետիկան ուսումնասիրում է համակարգի փոփոխությունը սկզբնական վիճակից վերջնական վիճակի անցման ժամանակ։ Օրինակ, արձագանքը

թերմոդինամիկայի տեսանկյունից այն շատ բարենպաստ է, ամեն դեպքում, 1000 ° C-ից ցածր ջերմաստիճանում (ժամ.

Ավելի բարձր ջերմաստիճաններում տեղի է ունենում CO2 մոլեկուլների տարրալուծում), այսինքն. ածխածինը և թթվածինը (գրեթե 100% ելքը) պետք է վերածվեն ածխածնի երկօքսիդի: Սակայն փորձը ցույց է տալիս, որ ածուխի կտորը կարող է տարիներ շարունակ պառկել օդում՝ թթվածնի ազատ հասանելիությամբ, առանց որևէ փոփոխության։ Նույնը կարելի է ասել բազմաթիվ այլ հայտնի ռեակցիաների համար։ Այսպիսով, կինետիկ օրենքների իմացությունը կարևոր է նաև քիմիական արտադրանքի պահպանման և շահագործման մեջ, երբ անհրաժեշտ է դանդաղեցնել դրանց ոչնչացումը: Սա կարևոր է, օրինակ, սննդամթերք, դեղամիջոցներ, վառելանյութեր, պոլիմերներ պահելիս։

2. Քիմիական կինետիկայի հիմնական հասկացությունները

2.1. Քիմիական ռեակցիայի ստոյխիոմետրիկ հավասարումը

Ֆորմալ կինետիկան հնարավորություն է տալիս ժամանակին քանակապես նկարագրել քիմիական գործընթացի ընթացքը հաստատուն ջերմաստիճանում՝ կախված ռեակտիվների կոնցենտրացիայից և դրանց փուլային կազմից։ Օգտագործվում է նկարագրության համար ստոյխիոմետրիկ հավասարում–

հավասարում է, որը ցույց է տալիս քիմիական ռեակցիայի ռեակտիվների և արտադրանքների քանակական հարաբերությունները ... Նման հավասարման ամենապարզ օրինակն է

ստոյխիոմետրիկ գործակիցներ. Իսկ i - ռեակտիվներ, B j - ռեակցիայի արտադրանք:

Ռեակտիվների և արտադրանքների քանակի աճը ենթարկվում է ստոյխիոմետրիկ հավասարմանը և դրա հիման վրա որոշվում է. նյութական հավասարակշռություննյութեր քիմիական փոխակերպումների ժամանակ. Նյութերի քանակը սովորաբար չափվում է մոլերով։ Անհրաժեշտության դեպքում դրանց միջոցով արտահայտվում են համակարգի այլ զանգվածային բնութագրեր։ Ստոյխիոմետրիկ հավասարումների օգտագործումը դասական քիմիայում քիմիական ռեակցիաները նկարագրելու հիմնական միջոցն է։ Այնուամենայնիվ, ստոյխիոմետրիկ հավասարումը չի նկարագրում ռեակցիայի մեխանիզմ... Ցանկացած քիմիական ռեակցիա բավական բարդ է: Նրա ստոյխիոմետրիկ հավասարումը, որպես կանոն, հաշվի չի առնում տարրական գործընթացների ողջ բարդությունը։

2.2. Ռեակցիայի խորությունը

Վ Նման ռեակտիվ համակարգում (1) առանձին նյութերի զանգվածները անկախ փոփոխականներ չեն։ Խալերի քանակի փոփոխություն dnես համաչափ եմ

ստոյխիոմետրիկ գործակիցները ռեակցիայի հավասարման մեջ. Այսինքն՝ կարող ես գրել

կամ ամբողջական ձևով

որտեղ ni 0-ը ռեագենտի կամ արտադրանքի սկզբնական քանակն է (մոլ); ni-ն ռեագենտի կամ արտադրանքի ընթացիկ քանակն է (մոլ); yi-ն ստոյխիոմետրիկ գործակիցն է: Հիշեցնենք, որ ռեակցիայի արտադրանքների համար yi> 0, իսկ ռեակտիվների համար՝ yi<0.

Այսպիսով, ռեակցիայի արդյունքում համակարգում զանգվածների վերաբաշխումը կարող է նկարագրվել ξ մեկ փոփոխականով, որը կոչվում է. քիմիական փոփոխական... Քիմիական փոփոխականը չափվում է մոլերով

և կարող է ստանալ տարբեր իմաստներ.

Վ Մասնավորապես, համակարգի սկզբնական վիճակը բնութագրվում է ξ = 0 արժեքով: Եթե գործընթացն ընթանում է դեպի ռեակցիայի արտադրանքները, ապա ξ կլինի 0-ից մեծ, իսկ եթե դեպի ռեակտիվները (հակադարձ ռեակցիա), ապա ξ.< 0. Вообще,

ռեակցիայի ընթացքը.

2.3. Քիմիական ռեակցիայի արագությունը

Հատուկ քիմիական ռեակցիաների կինետիկայի ուսումնասիրությունը սկսվում է, որպես կանոն, փորձարարականորեն որոշված ​​կախվածությունների կառուցմամբ Ci = f (t), որոնք կոչվում են. կինետիկ կորեր... Հետագայում սկսվում է այս տվյալների վերլուծությունը և ռեակցիայի մեխանիզմի ուսումնասիրությունը: Բայց սա պահանջում է երկար և բարդ հետազոտություն, հետևաբար, կինետիկ կորերը ձեռք բերելուց հետո հնարավոր է մշակել դրանք.

Նյութի մոլեկուլների հանգստացման ժամանակը- սա այն ժամանակն է, որն անհրաժեշտ է, որպեսզի մոլեկուլը շարժվի (արձագանքի) հարվածին: Եթե ​​տվյալ նյութի մոլեկուլների թուլացման ժամանակը շատ ավելի երկար է, քան նյութի ազդեցության ժամանակը, ապա մոլեկուլները ժամանակ չունեն ծանրաբեռնվածության տակ վերադասավորվելու (շարժվելու), ինչը հանգեցնում է նյութի քիմիական կապերի խզման։ Տարբեր նյութերի համար հանգստի ժամանակը տարբեր է և կարող է տարբեր լինել շատ լայն շրջանակում՝ վայրկյանի հազարերորդականից մինչև մի քանի հազարամյակ:

Պատմություն

19-րդ դարում նույնիսկ ենթադրվում էր, որ հեղուկ և պինդ մարմինները հստակ սահման չունեն։ Եթե ​​մտածեք դրա մասին, այստեղ առանձնապես զարմանալի ոչինչ չկա։ Եթե, օրինակ, ափով ուժեղ հարվածեք ջրին, ապա ջուրն իրեն կպարգևի պինդ մարմնի (ցանկության դեպքում դա կարող եք զգալ): Եթե ​​մուրճով հարվածում եք հաստ հեղուկի հոսքին, ապա տեսախցիկի կարճ լուսաբանման օգնությամբ կարող եք ֆիքսել, որ հարվածից հոսքը կթռչի բազմաթիվ փոքր սուր բեկորների (կաթիլների), ինչը ցույց է տալիս որոշ հատկություններ ամուր փխրուն մարմին. Կամ եթե մի կտոր խեժ վերցնես, ապա ակնոցները ամորֆ մարմիններ են։ Նրանք այնքան մածուցիկ են, որ այդ նյութերի հոսքի հատկությունները տեսանելի չեն: Իրականում դրանք հոսում են, և դա կարելի է հեշտությամբ որոշել՝ դրանց վրա բեռ կիրառելով։ (իհարկե, ապակին ավելի մածուցիկ նյութ է և հոսքի հատկությունների դրսևորմամբ պահանջում է ավելի անհատական ​​պայմաններ, օրինակ՝ ջեռուցում կամ բեռի կիրառման երկար ժամանակ)։

Հանգստանալու ժամանակը ապակիով

Ապակին բավական երկար հանգստանալու ժամանակ ունի, հետևաբար, արագ սառեցման արդյունքում մոլեկուլները ժամանակ չունեն կառուցվածքում իրենց մետաստաբիլ վիճակն ընդունելու համար։ Հետագայում նրանք սառչում են իրենց քաոսային կառուցվածքում։ Եվ հենց նյութի կառուցվածքի խանգարումն է որոշում Գիբսի էներգիայի ավելցուկը՝ ի տարբերություն դրա բյուրեղային ձևի, որի մոլեկուլները գտնվում են նվազագույն էներգիայով։ Որպես հետևանք, այն ապակե վիճակում գտնվող մոլեկուլներին խթան է տալիս կառուցվածքը զարգացնելու դեպի ավելի դասավորություն (այսինքն՝ դեպի ավելի քիչ էներգիա ունեցող կառուցվածք):

Այս ինքնաբուխ էվոլյուցիան, որը բոլոր ակնոցների համար ընդհանուր հատկություն է, ընդհանուր առմամբ կոչվում է կառուցվածքային թուլացում: Մետաղական ապակիների դեպքում սա լայնածավալ երևույթ է, որը նկատելի կամ նույնիսկ շատ ուժեղ փոխում է դրանց բոլոր ֆիզիկական հատկությունները։ Չնայած այս երևույթի բազմաթիվ ուսումնասիրություններին, այն հիմնականում մնում է չուսումնասիրված, և դրա մեխանիզմներն անհասկանալի են: