Химическая кинетика применительно к гетерогенным системам

Химическая кинетика – раздел химии, изучающий скорость химических реакций. Скорость химических реакций зависит от многих факторов, основные из которых - концентрация (давление) реагентов, температура и действие катализатора. Эти же факторы определяют и достижение равновесия в реагирующей системе

Гетерогенная система (от греч. ἕτερος — разный; γένω — рождать) — неоднородная система, состоящая из однородных частей (фаз), разделенных поверхностью раздела. Однородные части (фазы) могут отличаться друг от друга по составу и свойствам. Число веществ (компонентов), термодинамических фаз и степеней свободы связаны правилом фаз. Примерами гетерогенных систем могут служить: жидкость — насыщенный пар; насыщенный раствор с осадком; многие сплавы. Твердый катализатор в токе газа или жидкости тоже гетерогенная система (гетерогенный катализ). В технике гетерогенной системой является кирпичная и каменная кладка, состоящая из кладочных элементов (кирпича,природных или искусственных камней, бетонных блоков и др.) и строительного раствора.

Химическая кинетика. Гомогенный и гетерогенный катализ. Автокатализ.

Химическая кинетика – раздел химии, изучающий скорость химических реакций. Скорость химических реакций зависит от многих факторов, основные из которых - концентрация (давление) реагентов, температура и действие катализатора. Эти же факторы определяют и достижение равновесия в реагирующей системе.
П р и м е р 1. Во сколько раз изменится скорость прямой и обратной реакции в системе
2SO_2(г) + О_2(г) Û 2SO_3(г),
если объем газовой смеси уменьшить в три раза? В какую сторону сместится равновесие системы?
Р е ш е н и е. Согласно закону действия масс скорости прямой и обратной реакции до изменения объема
v_пр = Ка² в; v_обр = К₁ с²,
где [ SO₂ ] = a; [ O₂ ] = в; [ SO₃ ] = c.
После уменьшения объема гомогенной системы в три раза концентрация каждого из реагирующих веществ увеличится в три раза: [ SO₂ ] = 3a; [ O₂ ] = 3в; [ SO₃ ] = 3c. Отсюда
n¹_{п =} 27 Ка² b = 27; n¹_{обр =} 9 К₁ с² = 9.

n_пр Ка² b n_обр К₁ с²

Гомогенный и гетерогенный катализ
Катализаторы и каталитические системы. Сущность каталитического действия. Гомогенный катализ. Гетерогенный катализ. Методы повышения эффективности технологических процессов за счет использования катализаторов
При гомогенном катализе катализатор и реагирующие вещества образуют одну фазу (газовая смесь или раствор). При гетерогенном катализе катализатор и реагирующие вещества находятся в разных фазах.

Автокатализ — катализ химической реакции одним из её продуктов или исходных веществ. Одним из наиболее широко известных примеров автокатализа является окисление щавелевой кислоты перманганатом калия:

2MnO₄⁻ + 5C₂O₄²⁻ + 16H⁺ = 2Mn²⁺ + 10CO₂ + 8H₂O

Катализатором этой реакции являются ионы Mn²⁺. При комнатной температуре эта реакция вначале протекает медленно, но по мере накопления в растворе продукта-катализатора, она ускоряется.