Кинетика химических реакций.
Энергия Гельмгольца.
Это мера устойчивости системы при постоянном объеме (изохорические процессы) и температуре. Энергия Гельмгольца определяется уравнением: DF =DU - TDS. Для самопроизвольных процессовDF < 0: В закрытой системе при постоянных V, Т самопроизвольно протекают только те процессы, которые ведут к уменьшению энергии Гельмгольца.
Химическая кинетика изучает закономерности развития во времени химических процессов, т.е. изучает скорости химических реакций, их зависимость от внешних факторов и механизм протекания реакций (последовательность стадий, из которых складывается реакция). В гомогенных реакциях вещества взаимодействуют во всем объеме системы. В гетерогенных – реакция протекает на поверхности раздела фаз. Скорость хим. реакции – это число актов химического взаимодействия в единицу времени в единице объема( для гомогенных) и на единицу поверхности (для гетерогенных) реакций.
Скорость удобно фиксировать по изменению концентрации вступающих в реакцию веществ или образующихся в результате реакции. Экспериментальные методы: химический анализ, оптические методы, электрохимические, методы спектроскопии.
Средняя скорость реакции определяется формулой:
vср(гомогенной) = (с2 – с1)/( t2 – t 1) = Dc/Dt [мол/лс], где t – время.
vср(гетерогенной) = Dn/SDt
Поскольку скорость реакции зависит от площади поверхности раздела фаз, специфическими факторами, влияющими на скорость гетерогенных реакций, являются: увеличение поверхности раздела фаз, т.е. диспергирование (измельчение) твердого вещества или распыление жидкости, а также перемешивание в системе с целью удаления продуктов реакции с поверхности раздела.
Скорость за бесконечно малый промежуток времени: vмгн= dc/dt, определяется как тангенс наклона касательной к определенной точке графика зависимости cх = f(t); vмгн = limDc/Dt = dc/dt.