|
|
|
содержание .. 16 17 18 19 ..
72
Число
соударений
молекул
этилена
с
молекулами
брома
вычисляется
по
формуле
(2.2.1)
[
][
]
(
)
[
]
Ζ
С Н
Br
C H
Br
C H
Br
r
r
RT
M
M
C H
Br
c
м
с
2
4
2
2
4
2
2
2
4
2
1
2
2
4
2
8
2
7
1
2
16
2
24
3
1
8
1
1
314 52 10
8 8 3110
298
314
1
28
1
160
9 8 10
4 2 10
−
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
−
−
−
=
+
+
⎛
⎝
⎜
⎜
⎞
⎠
⎟
⎟
⎡
⎣
⎢
⎢
⎤
⎦
⎥
⎥
=
=
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
+
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
⎡
⎣
⎢
⎤
⎦
⎥
⋅
=
=
⋅
π
π
,
,
,
,
,
,
.
3)
Вычислим
эффективные
радиусы
молекул
брома
и
этилена
,
используя
формулу
(2.2.2)
и
значения
коэффициента
динамической
вязкости
этих
газов
.
В
системе
СИ
размерность
динамической
вязкости
[
кг
⋅
м
-1
⋅
с
-1
],
а
размерность
пуаза
(
Пз
)
-
г
⋅
см
-1
⋅
с
-1
,
следовательно
,
1
кг
⋅
м
-1
⋅
с
-1
= 10
Пз
.
Газокинетический
радиус
молекул
брома
равен
(
)
(
)
r
M
T
К
Пз
см
Br
Br
Br
г
моль
2
10
2
1
2
2
10
1
2
4
8
0 253 10
0 253 10
160
298
16 10
2 96 10
=
⋅
=
⋅
⋅
⋅
=
=
⋅
−
−
−
−
,
,
,
,
.
η
Газокинетический
радиус
молекул
этилена
равен
(
)
r
К
Пз
см
C H
г
моль
2
4
10
1
2
4
8
0 253 10
28
298
0 9310
2 51 10
=
⋅
⋅
⋅
⋅
=
⋅
−
−
−
,
,
,
.
Соответствующие
числа
соударений
молекул
брома
и
этилена
друг
с
другом
будут
равны
:
(
)
(
)
Ζ
Br
Br
э г
моль К
г
моль
см
К
см
см
с
2
2
8
2
7
1
2
16
3
2
24
3
1
8
2 96 10
314 8 3110
298
160
9 76 10
147 10
−
−
⋅
−
−
−
=
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⎛
⎝
⎜
⎜
⎞
⎠
⎟
⎟
⋅
⋅
⋅
=
⋅
,
,
,
,
,
,
р
73
(
)
(
)
Ζ
С Н
С Н
см
с
2
4
2
4
8
2
7
1
2
16
2
24
3
1
8 2 5110
314 8 3110
298
28
9 7610
2 5310
−
−
−
−
= ⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
⋅
⋅
=
=
⋅
,
,
,
,
,
,
(
)
(
)
Ζ
Br
C H
см
с
2
2
4
8
2
7
1
2
16
2
24
3
1
314 547 10
8 8 3110
298
314
188
28 160
9 76 10
4 6 10
−
−
−
−
=
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⎧
⎨
⎪
⎩
⎪
⎫
⎬
⎪
⎭
⎪
⋅
=
=
⋅
,
,
,
,
,
,
.
Анализ
полученных
данных
показывает
неплохую
сходимость
эффективных
радиусов
,
определённых
из
известной
плотности
жидкости
и
вязкости
газов
.
Задача
2.
При
600
К
в
смеси
азота
и
хлора
с
парциальными
давлениями
Р
атм
N
2
0 9
=
,
и
Р
атм
Cl
2
01
=
,
равновесная
концентрация
Cl
соответствует
Р
атм
Cl
=
⋅
−
4 2 10
9
,
.
Энтальпия
образования
атома
хлора
Δ
f
Η
0
600
=122,7
кДж
/
моль
.
Оцените
величину
предэкспоненциального
множителя
для
реакции
рекомбинации
атомов
хлора
,
выражая
концентрации
в
[
см
-3
].
Решение
.
В
состоянии
равновесия
скорости
диссоциации
С
l
2
и
рекомбинации
атомов
Cl
равны
.
Диссоциация
Cl
2
происходит
в
результате
реакции
Cl
2
+ M
→
Cl + Cl + M
,
т
.
е
.
скорость
обратной
ей
безактивационной
реакции
рекомбинации
определяется
выражением
[
]
[
]
s
s
W
A Cl
M
=
⋅
⋅
2
.
Величина
[Μ]
соответствует
давлению
Р
Р
P
атм
N
Cl
=
+
=
2
2
1
.
Энергию
активации
для
реакции
диссоциации
можно
определить
из
выражения
Δ
r
H
E
E
=
−
r
s
.
Так
как
s
Е
=
0
,
то
r
Е
r
H
H
Cl
кДж
моль
f
=
=
=
Δ
Δ
2
2454
600
0
(
)
,
/
.
74
В
состоянии
равновесия
[
]
[
]
r
s
k
k
K
Cl
Cl
С
=
=
2
2
.
Проведём
переход
от
концентрационных
единиц
"
атм
"
к
единицам
"
см
-3
".
При
273
К
и
Р
= 1
атм
в
1
см
3
идеального
газа
содержится
6,02
⋅
10
23
/22400 =
2,68
⋅
10
19
частиц
,
а
при
600
К
,
соответственно
,
1,22
⋅
10
19
частиц
.
Таким
образом
[
]
[
]
Cl
Cl
см
см
2
2
9
2
19
3
3
3
2 10
122 10
01
215 10
⎡
⎣
⎢
⎤
⎦
⎥
−
−
−
=
⋅
⋅
⋅
=
⋅
(4,
)
,
,
,
.
И
тогда
215 10
245400
8 31 600
4 2 10
3
3
22
,
exp
,
,
.
⋅
=
−
⋅
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
=
⋅
−
−
см
А
A
A
A
r
s
r
s
Поскольку
для
прямой
реакции
С
l
2
+ M
→
2
С
l + M
величина
r
А
см с
=
=
÷
−
−
−
Ζ
0
10
11
3
1
10
10
,
то
из
последнего
соотношения
получим
s
А
см с
=
⋅
÷
−
−
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
−
0 2 10
10
34
33
6
1
,
.
Это
характерная
величина
фактора
соударений
для
тримолекулярных
реакций
.
В
рассмотренном
случае
соударения
с
участием
атомов
стерический
фактор
близок
к
единице
.
75
ЗАДАЧИ
2.2.1.
Фактор
соударений
для
тримолекулярных
газовых
реакций
равен
10
-33
см
6
с
-1
.
Получите
это
значение
в
элементарном
рассмотрении
тройного
соударения
.
Каково
значение
нормального
фактора
соударения
для
тримолекулярных
реакций
в
размерности
М
-2
с
-1
.
2.2.2.
Для
безактивационной
реакции
е
+
N
2
+
→
2N
k = 10
-6
см
3
с
-1
.
Чем
,
кроме
кулоновского
взаимодействия
,
можно
объяснить
превышение
этой
величины
над
нормальным
фактором
соударения
атомно
–
молекулярных
частиц
?
2.2.3.
В
сферическом
сосуде
диаметром
30
см
находится
кислород
при
400
К
.
При
каком
давлении
частота
двойных
соударений
молекул
в
объёме
сравняется
с
частотой
ударов
о
стенку
,
если
эффективный
диаметр
молекулы
3
А
о
?
2.2.4.
При
каком
давлении
число
двойных
и
тройных
соударений
в
газе
станет
одинаковым
при
Т
=1000
К
?
2.2.5.
Возбуждённые
молекулы
А
,
генерируемые
в
длинном
цилиндрическом
сосуде
диаметром
40
см
,
дезактивируются
в
соударении
с
А
и
при
ударе
о
стенку
с
вероятностью
10
-1
.
Полагая
[A] = 10
16
см
-3
и
[A*] << [A],
рассчитайте
константу
скорости
дезактивации
k
V
за
счёт
соударений
в
объёме
и
k
S
за
счёт
соударений
с
поверхностью
.
Средняя
скорость
молекул
10
5
см
/
с
,
эффективный
радиус
молекулы
10
-8
см
.
2.2.6.
Эффективный
радиус
метильного
радикала
равен
0,19
нм
.
Рассчитайте
максимальную
константу
скорости
реакции
второго
порядка
для
рекомбинации
радикалов
в
растворе
при
комнатной
температуре
.
2.2.7.
Оцените
значение
контролируемой
диффузией
константы
скорости
бимолекулярной
реакции
в
водном
растворе
.
Эффективные
сечения
частиц
одинаковы
.
Вязкость
воды
равна
10
−
3
кг
/(
м
⋅
с
).
2.2.8.
Коэффициент
диффузии
молекул
инсулина
в
воде
при
20
о
С
равен
1,5
⋅
10
−
6
см
2
/
с
,
концентрация
–
10
−
5
М
.
Оцените
число
двойных
соударений
,
если
эффективный
радиус
молекулы
20
А
о
.
Через
какое
содержание .. 16 17 18 19 ..
|
|
|