Механизм химической реакции

В подавляющем большинстве химические реакции протекают через ряд промежуточных стадий — элементарных процессов, в которых участвуют и стабильные молекулы, и неустойчивые свободные радикалы или ионы. Одностадийные реакции являются скорее исключением. В качестве примера можно привести окисление солей железа (II) кислородом в кислых растворах. Стехиометрическое уравнение реакции имеет вид:

4Fe2+ + 4H+ + О2 = 4Feз+ + 2 H2O

В соответствии с уравнением следует ожидать прямого взаимодействия четырех ионов железа, четырех ионов водорода и одной молекулы кислорода. Но такой путь невозможен по двум причинам:

1.Одновременное соударение девяти частиц — почти невероятное событие.

2. Восемь из этих частиц несут одноименный заряд и, следовательно, при сближении будут электрически отталкиваться.

Специальные исследования показали, что окисление идет через семь стадий:

1.Fe2++ О2 → Feз+ + О2-

2. О2- + H+ → HО2*

3. Fe2+ + HО2*→ Feз++ HО2-

4. HО2- + H+ → H2О2

5. H2О2 + Fe2+→ Feз+OH- + *OH

6. Fe2++*OH→ Feз+ + OH-

7. OH- + H+ → H2O

И все же такой путь намного энергетически выгоднее, поскольку он исключает соударения более двух частиц, и ни на одной из стадий не сталкиваются одноименно заряженные частицы.

Совокупность стадий, из которых складывается химическая реакция, составляет ее механизм.

Многостадийность реакций приводит к тому, что экспериментально наблюдаемые кинетические уравнения их не соответствуют сте-хиометрическим уравнениям. Согласно опытным данным, окисление ионов железа идет со скоростью: v = k• [Fe2+]2∙[O2]. Как следует из стехиометрических уравнений, ожидаемый суммарный порядок для  реакции равен 9, а фактически он равен 3.

Подобного рода расхождения позволяют определенно утверждать, что данная реакция является сложной и включает совокупность параллельных или последовательных элементарных процессов. В соответствии с этим закон действующих масс в полной мере применим лишь к одностадийным реакциям. В случае многостадийных реакций зависимость их скорости от концентрации исходных веществ может быть рассчитана аналитически или установлена опытным путем.

Читайте также:  Расчеты по химическому уравнению

Ваша оценка?

Петр Иваныч
Петр Иваныч
Возможно этот человек ответит на ваши вопросы
Задать вопрос
Рейтинг
( 2 оценки, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Всё о химии
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector