Автокатализ,
ускорение реакции, обусловленное накоплением конечного или промежуточного
продукта, обладающего каталитическим действием в данной реакции. В более
широком смысле А. - самоускорение р-ции, вызванное к.-л. изменением в системе
из-за протекания хим. р-ции. А. наблюдается, напр., при гидролизе сложных
эфиров из-за накопления к-ты.
Для
кинетич. кривой автокаталитич. р-ции характерны (см. рис.): период индукции а,
когда р-ция протекает очень медленно; восходящая ветвь b, соответствующая
увеличению скорости р-ции
где t-время); точка перегиба с в момент времени, когда скорость р-ции достигает
макс. значенияветвь
d, соответствующая уменьшению скорости р-ции
Кинетич.
кривая накопления продукта в автокаталитич. р-ции.
Для
автокаталитич. р-ции A->Z, где А-исходное в-во, Z-продукт, обладающий
каталитич. действием, скорость р-ции во мн. случаях описывается ур-нием:
где
[А] и [Z]-концентрации в-в А и Z, и и т-порядки р-ции по этим в-вам,
k-константа скорости. Для кинетич. описания таких р-ций удобно использовать
безразмерные характеристики: степень превращения x = [Z]/[A]0, где [А]0-концентрация
в-ва А в момент времени t = 0, и величину
Точке перегиба на кинетич. кривой и значениюсоответствует
степень превращения х~ = т/(п + т). Параметры k,т и n определяют из
экспериментальных данных. При
можно считать
тогда
Отсюда
Определив х~ и зная m, находят п = т(1 —х~)/х~и
В таблице при ведены значения
и
для разных и, т иЕсли
р-ция катализируется не конечным продуктом, а промежут. в-вом,в
момент времени, когда становится максимальной концентрация промежут. в-ва (при
малой степени превращения).
СТЕПЕНЬ
ПРЕВРАЩЕНИЯ ВЕЩЕСТВА х И МАКСИМАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ РЕАКЦИИ
ДЛЯ АВТОКАТАЛИТИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ А -> Z (параметры п, т ипояснены
в тексте)
Помимо
автокаталитич. р-ций, с самоускорением протекают:
1.
Самосопряженные р-ции, в к-рых индуктор-конечный продукт.
2.
Цепные р-ции, если в исходной смеси присутствует ингибитор. По мере его
расходования скорость обрыва цепей уменьшается, соотв. возрастает концентрация
активных центров, и р-ция ускоряется.
3.
Цепные разветвленные р-ции в условиях нестационарного режима. Самоускорение
вызывается увеличением концентрации активных центров в ходе р-ции из-за
преобладания разветвления цепей над их обрывом. Так, скорость горения Н2
описывается с достаточной точностью ур-нием А.:
где х = [02]/[02]0.
4.
Окисление орг. соед. вследствие образования промежут. в-в (пероксидов,
альдегидов), вызывающих вырожденное разветвление цепей.
5.
Радикальная полимеризация при глубоких степенях превращения, когда резко
возрастает вязкость среды, замедляется рекомбинация макрорадикалов и вследствие
этого увеличивается длина кинетич. цепи.
6.
Р-ции с участием твердых тел, к-рые локализуются на пов-сти раздела твердых фаз
реагента и продукта.
7.
Сильно экзотермич. р-ции, когда в условиях нескомпенсированного теплоотвода
начинается саморазогрев системы или пов-сти катализатора (для каталитич.
процессов). Саморазогрев может привести к взрывной р-ции или
"воспламенению" пов-стн катализатора.
Во
мн. случаях скорость самоускоряющихся р-ций формально описывается ур-ниями,
сходными с теми, к-рые приведены в таблице для А.
Список литературы
Денисов
Е. Т., Кинетика гомогенных химических реакций, М., 1978;
Кондратьев
В. Н., Никитин Е. Е., Химические процессы в газах, М., 1981. с. 18-19.
Другие работы по теме:
Загрезнения окружающей сруды
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ - антропогенно обусловленные поступления вещества и энергии в окружающую среду, приводящие к ухудшению ее состояния с точки зрения социально-экономических интересов обществ
Аналитическая химия
Проимеры работы в титриметрическом анализе. Подготовка посуды, соизмерение мерной колбы и пипетки. Приготовление раствора в мерной колбе и отбор аликвотной части. Приготовление титрованных растворов. Подготовка бюретки и взятие навески, титрование.
Лекции по химии
Самарский Государственный Аэрокосмический Университет им. ак. С.П. Королева Факультет Производства двигателей летательных аппаратов Лектор доц.
Аналитическая химия
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Федеральное государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования «БАЛАКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»
Методы определения активности катализаторов
Возникновение и развитие катализа, его роль и значение, сферы использования. Факторы, определяющие скорость химического превращения. Методы определения активности катализаторов в определенном каталитическом процессе, их преимущества и недостатки.
Основные понятия и законы химии
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ХИМИИ В 2000/2001нестех. соединения рассматривались после термодинамики. Поэтому определение фазы – дважды, G появл. преждевременно.
Окисление парафиновых углеводородов
Изучение жидкофазного окисления насыщенных углеводородов. Процесс распада промежуточных гидроперекисей на радикалы. Процесс окисления солями металлов переменной валентности. Механизм воздействия состава радикалов на скорость сложной цепной реакции.
Коллоидная химия
Химическая термодинамика. Основные понятия термодинамики. Первое начало термодинамики. Приложения первого начала термодинамики к химическим процессам. Зависимость теплового эффекта реакции от температуры. Закон Кирхгофа. Второе начало термодинамики.
Синергетическая картина мира
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ КРЫМА Таврический национальный университет им. В. И. Вернадского Кафедра философии
Самоорганизующаяся Вселенная
Время само обновления. Самообновление науки. Самоорганизация: динамика природных систем. Коэволюция: история реальности в нарушениях симметрии. Само превращение: к системной теории эволюции.
Концепции современного естествознания 2 3
А.П. САДОХИН КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ Второе издание, переработанное и дополненное Рекомендовано Министерством образования Российской Федерации в качестве
Эволюция химических соединений на земле
Содержание Эволюция химических соединений на земле 3 Критерии жизни 4 Теория саморазвития элементарных открытых каталитических систем 6 Концепции возникновения жизни на земле 8
Генетический код
Понятие генетического кода как единой системы записи наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот в виде последовательности нуклеотидов. Этапы реализации, свойства и расшифровка хромосомы в клетке. Работа по секвенсированию генома человека.
Панорама современного естествознания
Введение В XX в. естествознание развивалось невероятно быстрыми темпами, что обусловливалось потребностями практики. Промышленность требовала новых технологий, в основе которых лежало естественнонаучное знание.
Естественнонаучные модели происхождения жизни
Сущность естественнонаучных теорий происхождения жизни на Земле, их распространенность и популярность на современном этапе, содержание и основные положения. Истоки происхождения креационизма, концепция Опарина и этапы перехода от неживой материи к живой.