Дипломная работа на тему: Задачи химической кинетики. Химический процесс и его стадии

Введение

Кинетика химических реакций, учение о химических процессах - о законах их протекания во времени, скоростях и механизмах. При исследовании химических реакций, в частности, используемых в химической технологии, применяют как методы химической термодинамики, так и методы химической кинетики. Химическая термодинамика позволяет вычислить тепловой эффект данной реакции, а также предсказать, осуществима ли данная реакция и ее состояние равновесия, т. е. предел, до которого она может протекать. Для этого необходимо иметь данные о термодинамических параметрах всех компонентов только в начальном и конечном состояниях системы. Но для практики нужно знать не только возможность осуществления данной реакции, но и скорость ее протекания. Ответ на этот вопрос дает химическая кинетика. Для получения кинетических закономерностей должны быть известны не только начальное и конечное состояния системы, но и путь, по которому протекает реакция, а он обычно заранее неизвестен. Поэтому получить кинетические закономерности сложнее, чем термодинамические. Зная эти закономерности (математическую модель) изучаемой химической реакции и ее кинетические параметры, можно рассчитать ее скорость н оптимальные условия проведения в промышленном реакторе. С исследованиями кинетики химических реакций связаны важнейшие направления современной химии и химической промышленности: разработка рациональных принципов управления химическими процессами; стимулирование полезных и торможение и подавление нежелательных химических реакций; создание новых и усовершенствование существующих процессов и аппаратов в химической технологии; изучение поведения химических продуктов, материалов и изделий из них в различных условиях применения и эксплуатации.

Многие уравнения, описывающие протекание во времени химических реакций, пригодны и для описания ряда физических процессов (распад радиоактивных ядер, деление ядерного горючего), а также для количественной характеристики развития некоторых биохимических, в том числе ферментативных, и других биологических процессов (нормальный и злокачественный рост тканей, развитие лучевого поражения, кинетические критерии оценки эффективности лечения).

Отдельные работы в области кинетики химических реакций были выполнены ещё в середине 19 в. В 1850 немецкий химик Л. Вильгельми изучил скорость инверсии тростникового сахара, в 1862-63 М. Бертло - скорость реакций этерификации. В работах Н. А. Меншуткина получили развитие (1882-90) такие основные проблемы химии, как связь между строением веществ и их реакционной способностью, влияние среды на ход химического превращения. В 80-х гг. 19 в. Я. Вант-Гофф и С. Аррениус сформулировали основные законы, управляющие простыми химическими реакциями, и дали трактовку этих законов, исходя из молекулярно-кинетической теории. Дальнейшее развитие этих работ привело к созданию в 30-х гг. 20 в. Г. Эйрингом и М. Поляни на базе квантовой механики и статистической физики теории абсолютных скоростей реакций, открывающей перспективы расчёта скоростей простых (элементарных) реакций, исходя из свойств реагирующих частиц.

Параллельно развивались работы по изучению кинетики сложных реакций. Среди первых в этой области были исследования А. Н. Баха и Н. А. Шилова по реакциям окисления. Они включили в предмет химической кинетики представления о решающей роли промежуточных продуктов и промежуточных реакций в химическом превращении. Большую роль в разработке общих методов подхода к изучению сложных реакций сыграли работы М. Боденштейна. Выдающимся достижением теории сложных химических процессов явилась созданная в 30-х гг. Н. Н. Семеновым общая теория цепных реакций. Широкие исследования механизма сложных кинетических процессов, особенно цепных реакций, были выполнены С. Н. Хиншелвудом.

Оглавление

- 1. Введение

- Задачи химической кинетики

- Химический процесс и его стадии

- Открытые и замкнутые системы

- Закон сохранения массы и энергии

- Химические превращения и тепловые эффекты химических реакций

- Теплота образования химических соединений

- Закон Гесса и его следствие

- Скорость химических реакций

- Основные понятия

- Зависимость скорости гомогенных реакций от концентрации закон действующих масс

- Константа скорости химических реакций, ее зависимость от температуры

- Энергия активации

- Явление катализа

- Обратимые реакции

- Химическое равновесие

- Константа равновесия, степень превращения

- Принцип Ле Шателье

- Смещение химического равновесия под действием температуры и давления

- Гомогенные и гетерогенные реакции

- Основные типы элементарных реакций

- Окислительно-восстановительные реакции Вывод

- Литература

Список литературы

1. Эмануэль Н.М., Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики: Учебник для хим. фак. тов. -4-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш. шк., 1984 463 с, ил.Стромберг А.Г., Семченко Д.П.

2. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия: Учеб. для хим. спец. вузов/Под ред. А.Г.Стром-берга. - 4-е изд., испр. - М.: Высш.шк., 2001. - 527 с: ил.

3. Глесстон С, Лейдлер К." Эйринг Г. Теория абсолютных скоростей реакций - М.: ИЛ, 1948, 576 с.

4. Бенсон С. Основы химической кинетики. - М.; Мир" 1964, 603 с.

5. Воеводский В. В. Физика и химия элементарных химических процессов - М.: Наука, 1969, 414 с.

6. Кондратьев В. Н. Константы скорости газофазных реакций. - М: Наука 1970, 351 с.

7. Денисов Е. Т. Константы скорости гомолитических жидкофазных реакций - М.: Наука, 1971, 711 с.

8. Бучаченко А. Л. Химическая поляризация электронов и ядер. - М: Наука 1974, 244 с.

9. Дженкс В. П. Катализ в химии и энзимологии. - М.: Мир, 1972, 467 с. Ашмор П. Катализ и ингибирование химических реакций, - М.: Мир, 1966 507 с.