Хімічна кінетика

1. Кафедра фізичної та колоїдної хімії
Національний фармацевтичний університет
ТТееммаа ллееккццііїї:: «ЗЗааллеежжннііссттьь
ккооннссттааннттии шшввииддккооссттіі ррееааккццііїї ввіідд
ттееммппееррааттууррии»
ЛЛееккттоорр:: ддооццееннтт
ББооннддааррееннккоо
ННааттааллііяя ЮЮррііїїввннаа

2. Кафедра фізичної та колоїдної хімії
ППллаанн ллееккццііїї::
1. Правило Вант-Гоффа.
2. Рівняння Арреніуса.
3. Теорія активних зіткнень.
4. Методи розрахунку енергії активації та
передекспоненційного множника.
ЛЛііттееррааттуурраа::
1.Кабачний, В. І. Лекції з фізичної хімії : навч. посіб.
для студ. вищ. фармац. навч. закл. / В. І. Кабачний, Л.
Д. Грицан, Т. О. Томаровська, Л. К. Осіпенко; за ред.
В. І. Кабачного. — Х. : НФаУ: Золоті сторінки, 2012. –
280 с.
2. Физическая и коллоидная химия / В. И. Кабачный,
Л. К. Осипенко, Л. Д. Грицан и др. – 2-е изд., перераб.
и доп. – Х. : Изд-во НФаУ, 2010. – 432 с.

3. Кафедра фізичної та колоїдної хімії
ППРРААВВИИЛЛОО
ВВААННТТ--ГГООФФФФАА

4. Кафедра фізичної та колоїдної хімії
Залежність константи швидкості гомогенної реакції від температури
описується емпіричним правилом Вант-Гоффа: при підвищенні
температури на 10о константа швидкості зростає у 2-4 рази:
де g — температурний коефіцієнт швидкості
реакціїї (коефіцієнт Вант-Гоффа), k – константа
+10 =g = 2 - 4
T
k
Tk
швидкості реакції за температури Т, kТ+10 – константа швидкості
реакції при підвищенні температури на 10о.
При підвищенні температури на n десятків
градусів рівняння приймає вигляд:
k + ×10 =g
n
T n
k
T
Правило не виконується при високих
температурах, коли температурний коефіцієнт
перестає бути сталим і наближується до 1.

5. Правило Вант-Гоффа покладено в основу методу
«прискореного старіння», який використовують для
визначення терміну придатності лікарських речовин. Метод
дозволяє зменшити час, необхідний для встановленння
терміну придатності і визначити оптимальну температуру
зберігання. Для цього препарат витримують при підвищеній
температурі Т певний час t і знаходять кількість розкладеного
препарату х : v = õ
= k ×
c
. Якщо початкова концентрація Ò t
T
0 со
та кількість х такі ж, T
як і при температурі Т, то
Отримуємо
= õ = ×
298 k c
v . 298 0
298
t
t = k ×
T t
k
T
298
298
Досліди ставлять за умов, щоб Т = 298 + n10, а
g приймають рівним 2:
t 2n ·t 298 =
T
Кафедра фізичної та колоїдної хімії

6. Кафедра фізичної та колоїдної хімії
РРІІВВННЯЯННННЯЯ
ААРРРРЕЕННІІУУССАА

7. Кафедра фізичної та колоїдної хімії
Більш точно залежність константи швидкості від
температури описує рівняння Арреніуса:
(диференціальна форма),
2
d k = E
a
де Еа – енергія активації (Дж/моль).
(інтегральна форма),
де А – передекспоненційний множник.
ln
R T
d T
k = A× e- Ea /(RT )

8. Кафедра фізичної та колоїдної хімії
ТТЕЕООРРІІЯЯ
ААККТТИИВВННИИХХ
ЗЗІІТТККННЕЕННЬЬ

9. Кафедра фізичної та колоїдної хімії
Основні положення теорії активних зіткнень:
1. Необхідною умовою здійснення елементарного акту хімічної
реакції є зіткнення частинок, що беруть участь у ньому.
2. Елементарний акт хімічної реакції відбувається лише за умов
ефективних зіткнень частинок, число яких становить лише
відносно невелику частку від загального числа зіткнень.
3. Для того, щоб зіткнення активних частинок призвело до
взаємодії, вони повинні зіткнутися своїми реакційними
центрами.
До ефективних зіткнень відносяться зіткнення між
активними частинками. Активними називають
молекули, які мають підвищений запас енергії (у
порівнянні з її середнім запасом такої реагуючих
молекул), яка має назву енергія активації (Еа).

10. Кафедра фізичної та колоїдної хімії
ММЕЕТТООДДИИ РРООЗЗРРААХХУУННККУУ
ЕЕННЕЕРРГГІІЇЇ ААККТТИИВВААЦЦІІЇЇ ТТАА
ППЕЕРРЕЕДДЕЕККССППООННЕЕННЦЦІІЙЙННООГГОО
ММННООЖЖННИИККАА

11. Кафедра фізичної та колоїдної хімії
Енергія активації – надлишкова частина енергії (розрахована на 1
моль речовини), у порівнянні з середнім запасом енергії реагуючих
молекул, яка необхідна, щоб відбулась взаємодія (зіткнення між ними
були ефективними).
Способи визначення енергії активації
засновані на експериментальному вивченні залежності константи
швидкості від температури.
Алгебраїчний метод полягає в тому, що експериментально отримані
значення констант швидкості при температурах Т1 і Т2 (де Т2 > Т1)
підставляють у рівняння Арреніуса і розв’язують його відносно Еа.
Å R k k à =
ln ( / )
2 1
T T
1/ –1/
1 2

12. Кафедра фізичної та колоїдної хімії
Графічний метод заснований на використанні рівняння
Арреніуса у лінійній формі. Для побудови такого графіка
необхідно знати константи швидкостей при різних температурах.
Побудувавши графік у координатах ln k – 1/T, за тангенсом кута
нахилу можна розрахувати енергію активації.
lnk
tg a = –Ea/R
0 1/T
lnA
a
Отже, Еа залежить від
природи та стану
реагуючих речовин і
визначає швидкість їх
взаємодії.

13. Кафедра фізичної та колоїдної хімії
ДДяяккууюю ззаа ууввааггуу!!