ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Энергия активации из "Катализ" Почему же температура увеличивает скорость химических реакций Прежде всего потому, что чем выше температура, тем больше средняя скорость движения молекул. А при увеличении средней скорости молекул число столкновений между ними возрастает, и в результате реакция идёт быстрее. [c.10] Однако роль температуры заключается не только в этом. [c.10] Если бы скорость реакции зависела только от числа столкновений молекул, то, например, реакция окисления двуокиси серы (SOa) в трёхокись серы (SO3) при комнатной температуре и большой концентрации газов должна была бы закончиться мгновенно. В действительности эта реакция, если не создать особые условия, практически совсем не происходит. Сколько бы мы ни ждали, смешав в каком-нибудь сосуде сернистый газ с кислородом, трёхокиси серы не будет. [c.10] Дело в том, что не всякое столкновение молекул ведёт к реакции, не все молекулы, находящиеся в смеси, способны реагировать. В реакцию вступает только небольшая доля столкнувшихся молекул. При столкновении вступают в химическую реакцию лишь активные молекулы — частицы, обладающие избытком энергии по сравнению со всеми остальными молекулами. [c.10] Эти молекулы и обладают избыточной энергией или, как говорят, энергией активации. [c.11] Химическая реакция наступает при тесном сближении молекул. Две молекулы, летяшие друг другу навстречу. Не испытывают никакого взаимного влияния, пока они находятся на расстояниях, равных нескольким диаметрам молекул. Но при дальнейшем сближении возникает взаимное отталкивание электронных оболочек молекул ). Если поступательная энергия мала и недостаточна для преодоления электрических сил отталкивания, то молекулы задолго до того, когда их электронные оболочки соприкоснутся, изменят направление своего движения. Они или разлетятся в разные стороны, или пройдут мимо друг друга, не осуш.ествив химического взаимодействия. Активные же молекулы, обладая избыточной энергией, преодолевают взаимное отталкивание, подходят друг к другу очень близко и вступают в химическое взаимодействие. [c.11] Но бывает и так, что одной избыточной энергии поступательного движения недостаточно для возникновения химической реакпии. Иногда реакция может наступить только тогда, когда молекула до соударения с другой сильно возбуждена. При этом атомы в молекуле сильно колеблются относительно друг друга и отходят на большие, по сравнению с их размерами, расстояния вследствие этого связь между ними ослабляется. При соударении таких молекул межатомные связи в них рвутся и происходит реакция — образуются новые комбинации атомов. [c.11] Для каждой химической реакции существует своя, присущая только ей, энергия активации, т. е. тот минимальный избыток энергии, по сравнению со средней энергией всех молекул, которым должны обладать реагирующие молекулы для успешного взаимодействия. [c.11] На рис. 1 показаны энергетические изменения, происходящие во время химической реакции, идущей с выделением тепла. [c.11] В этой реакции исходные вещества А вначале обладают большим запасом энергии, чем продукты реакции В. [c.11] На рис. 2 приведена водяная модель экзотермической реакции. [c.12] Существуют реакции, которые почти не требуют энергии активации. Например, реакция нейтрализации кислоты щёлочью, в результате которой получаются соль и вода, протекает почти мгновенно, как только будут слиты в один сосуд оба водных раствора. [c.12] В правой части рис. 2 изображена модель реакции, которая протекает с большой энергией активации. Для того чтобы жидкость перетекала из верхнего сосуда в нижний, ей нужно преодолеть колено сифона с высотой, равной АВ. А для этого необходимо создать дополнительное давление на поверхность жидкости верхнего сосуда, равное давлению столба жидкости в колене сифона. Как только жидкость преодолеет это колено, всё содержимое верхнего сосуда исходные вещества постепенно перейдёте нижний сосуд продукты реакции . [c.12] Для большинства химических реакций энергия активации лежит в пределах от 10 ООО до 50 000 калорий ). [c.13] При повышении температуры количество активированных молекул увеличивается быстрее, чем число столкновений между ними. [c.13] Теперь мы уже немного знаем, как управлять скоростью химической реакции. В наших руках есть два способа. [c.13] Такой способ есть—это применение в химических реакциях катализаторов. [c.14] Вернуться к основной статье