Química cinética de la ciencia, estudia el proceso de las reacciones químicas en el tiempo. La noción básica es la velocidad de una reacción química. Para homogéneas de los procesos de debajo de la velocidad de una reacción química entienden el cambio en la cantidad de uno de los componentes de la reacción por unidad de tiempo en la unidad de volumen de, t. decir:

donde r_i – la velocidad de las reacciones i-ese componente, mol/(m³·con);

V – reaccionario cantidad de, m³;

N_i – el número de moles de i-del componente, la polilla;

t - el tiempo, con.

El signo – para los productos de la reacción, y el signo – para reactivos (como resultado de la reacción el número de moles de los productos aumenta, y de los reactivos disminuye).

Si la reacción es sin cambios en el volumen de, lo

donde C_i – la concentración de i-del componente, mol/m³.

Introduciendo el concepto de grado de transformación de la X_i, definida por la relación de:

Donde el índice "0" se refiere a la situación inicial i-del componente, recibiremos:

Para heterogéneos procesos de la velocidad de la reacción es el cambio en la cantidad de un componente por unidad de tiempo se refiere a la unidad de superficie, por el que fluye una reacción química:

donde S– "activa" de la superficie, m²;

r_i – velocidad de reacción, mol/(m²·con).

Si en el proceso de la reacción de la superficie Ses constante, entonces la velocidad de reacción se puede llevar a proporcional a los valores de s: la masa de la fase sólida m_t, el volumen de la fase sólida V_t, реакционному volumen V_g, t. e.

La unidad de estas velocidades, respectivamente: mol/(kg·con), mol/(m³·con).

Стехиометрия reacciones da la siguiente relación entre las velocidades de reacción de la componente y de la velocidad r, por ejemplo, para la reacción de la:

A diferencia de la tasa de transformación de la sustancia r_i la magnitud de la velocidad de la simple reacción química r siempre positiva.

La ley fundamental de la cinética química es la ley vigente de las masas, el que se establece, que la velocidad de reacción es directamente proporcional a la obra las concentraciones de los reactivos en la medida en, es el orden de reacción respecto de este реагенту, t. e.

donde k – la constante de velocidad de reacción, depende sólo de la temperatura;

m –el número de reactivos;

n_i – orden de reacción de i-lo реагенту.

Константа скорости реакции и ее порядок являются эмпирическими величинами и расчету практически не поддаются. La dependencia de la constante de velocidad de reacción de la temperatura determina la conocida ecuación de arrhenius:

donde k₀ – предэкспоненциальный multiplicador, tiene dimensiones de la constante de velocidad de reacción;

E – la energía de activación de la reacción, J/mol;

R - universal constante de los, J/(la polilla·A);

T – temperatura de, A.

Предэкспоненциальный el multiplicador y la energía de activación sólo puede determinarse empíricamente al procesar varios de los datos experimentales de constantes de velocidad de reacción, obtenidos a diferentes temperaturas. Se considera, que la energía de activación no depende de la temperatura, lo que se confirma por el experimento. Sin embargo, normalmente, el error en la estimación de la energía de activación no puede ser menos 15-20 % debido a la complejidad de establecer изотермического modo, al realizar la reacción y la falta de precisión de la medición y de regulación de la temperatura en el espacio реакционном.

En un estrecho intervalo de temperatura puede de dos puntos para evaluar la temperatura de la dependencia de la velocidad de reacción de una función lineal de la vista

En química, la cinética es aceptado dividir reacciones químicas en simples y complejos. A simple se refieren reacción, pasan casi hasta el final en una fase. Complejas reacciones son un poco de un conjunto de simples y se dividen en paralelo, las sucesivas y reversibles. Complicar más las reacciones da lugar a combinaciones de los tres últimos tipos de.

En paralelo reacciones son vistas

Y ® ;

Y ® CON.

La velocidad de reacción en este caso es igual a la suma de las velocidades de las reacciones individuales

Serie de reacciones:

Y ® ® .

La velocidad de transformación del componente A r_A=k_AC_A;

скорость образования компонента Conr_C=k_BC_B ;

la velocidad de acumulación del componente En r_B=k_AC_A-k_BC_B.

Reacciones reversibles:

Y EN.

Si k₁ – la constante de velocidad de la reacción directa, y k₂– la inversa de la, entonces, la suma de la velocidad será igual a

En equilibrio r=0 (r_Ar =_B), por lo tanto, se cumple la condición, que

donde K_P– la constante de equilibrio de esta reacción.

Complejas reacciones se asocia el concepto de selectividad (la selectividad) el proceso de, así como a menudo es deseable la obtención de un solo, "destino", producto. Bajo diferencial selectivo entienden la relación de la velocidad de la educación de destino del producto de la velocidad total de la reacción, por ejemplo, para reacciones en paralelo, si el destino es el producto final En,

Diferencial de la selectividad, cambia con el tiempo, так как по мере увеличения степени превращения уменьшается концентрация реагентов. Integral (general) la selectividad se puede expresar la relación de la concentración final de destino del producto a la suma de las concentraciones de todos los productos de la reacción:

La relación entre el diferencial y el integral de la selectividad está determinado por la expresión

Cinéticas de función se utilizan para el cálculo de reactores. Cuando los cálculos cinéticos no se debe realizar la operación de eliminación стехиометрически dependientes de las reacciones, ya que es sólo cuando los cálculos de los materiales.