1. Для простых реакций увеличение концентрации исходных веществ практически всегда приводит к увеличению скорости. Если частные порядки по компонентам А и В отличаются (а>b), то наибольшее влияние на скорость реакции будет оказывать концентрация реагента, имеющего больший частный порядок (т.е. концетрация реагента А).
2. Влияние температуры. Экспериментально при изучении химической кинетики было обнаружено, что при увеличении температуры на 100С скорость реакции возрастает в 2-4 раза. Более строго эта зависимость выражается в виде уравнения Аррениуса k = k0e-E/RT, где k – константа скорости реакции, k0 – предэкспоненциальный множитель, Е – энергия активации реакции, R – универсальная газовая постоянная, Т – температура.
Энергия активации реакции Е – это минимальный избыток энергии над средней внутренней энергией молекул, необходимый для того, чтобы произошло химическое взаимодействие. Другими словами, Е – это энергетический барьер, который должны преодолеть молекулы при переходе из одного состояния реакционной системы в другое. Для обратимых реакций разность энергий активации прямой и обратной реакций равна тепловому эффекту реакции.
Предэкспоненциальный множитель k0 учитывает: число соударений; вероятность распада активированного комплекса реакции на исходные реагенты без образования продуктов реакции; пространственную ориентацию молекул реагентов и т.д.
Из уравнения Аррениуса следует, что:
а) При увеличении температуры увеличивается константа скорость, а, следовательно, и скорость химической реакции;
б) Изменить скорость реакции можно изменением величины Е. Высота энергетического барьера тесно связана с механизмом реакции. Если изменить путь реакции, направив её к конечным продуктам через некоторые новые промежуточные комплексы, то можно изменить и значение энергии активации. Такой путь возможен при применении катализаторов.
3. Влияние перемешивания. В гомогенных процессах более интенсивное перемешивание содействует выравниванию концентраций исходных веществ и температур во всём объёме.
4. Влияние давления на скорость реакции чувствительно тольк5о для процессов, идущих в газовой фазе. При повышении давления уменьшается объём газовой фазы и, соответственно, концентрация взаимодействующих веществ.
Гетерогенные химические реакции. Большинство химических реакций, используемых в ХТП, протекает с участием веществ, находящихся в разных фазах. Для всех таких реакций: прежде чем произойдёт химическая реакция, реагенты из ядра потока одной фазы должны перейти к поверхности раздела фаз или в объём другой фазы. Гетерогенные реакции протекают на поверхности раздела фаз. Таким образом, гетерогенные процессы – это многостадийные процессы: наряду с одной или несколькими чисто химическими стадиями существуют стадии, которые можно назвать физическими (перенос вещества от одной фазы к другой, причём концентрация вещества в разных фазах, или же в ядре фазы и на поверхности раздела, различна). Разность концентраций является движущей силой этих процессов переноса (диффузионных). При протекании гетерогенных процессов собственно химическая стадия может представлять собой как гетерогенную, так и гомогенную химическую реакцию.
Лекция №