Обратимые реакции — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 28 декабря 2014; проверки требуют 15 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 28 декабря 2014; проверки требуют 15 правок.

Обрати́мые реа́кции — химические реакции, протекающие одновременно в двух противоположных направлениях (прямом и обратном), например:

3H₂ + N₂ ⇌ 2NH₃

N₂O₄ ⇌ 2NO₂

При повышении давления химическое равновесие смещается в сторону реакции, сопровождающейся уменьшением общего количества газов. При понижении — наоборот.

При увеличении концентраций исходных веществ равновесие всегда смещается вправо, а при их уменьшении — влево.

При увеличении концентраций конечных веществ равновесие всегда смещается влево, а при уменьшении — вправо.

При повышении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции, а при понижении температуры — в сторону экзотермической реакции.

Интеркаляция — обратимое включение (вставка) молекулы или группы между другими молекулами или группами.

Интеркаляция в литий — ионном акккумуляторе[править | править код]

Переносчиком заряда в литий-ионном аккумуляторе является положительно заряженный ион лития, который внедряется (интеркалируется) в кристаллическую решетку других материалов (например, в графит, оксиды и соли металлов) с образованием химической связи (например: в графит с образованием LiC6, оксиды (LiMO2) и соли (LiMRON) металла).

Интеркаляция в алюминий — ионном аккумуляторе[править | править код]

Алюминий-ионный аккумулятор состоит из металлического алюминиевого анода, катода из графита в виде пены и жидкого ионного невоспламеняющегося электролита. Батарея работает по принципу электрохимического осаждения: происходит растворение алюминия на аноде, далее в среде жидкого электролита анионы хлоралюмината интеркалируют в графит.

1. Химия (10 класс). Шиманович, Василевская, Красицкий, Сечко, Хвалюк

Механизмы ядерных реакций. Прямые реакции

Механизмы ядерных реакций. Прямые реакции     Наряду с механизмом ядерной реакции, идущей через составное ядро, когда в процесс взаимодействия вовлекается все ядро, возможен и другой механизм, когда налетающая частица взаимодействует лишь с небольшим числом нуклонов ядра. Это так называемые прямые ядерные реакции. Время их протекания существенно меньше времени протекания реакций, идущих через составное ядро и сравнимо с характерным ядерным временем (временем пролета нуклона через ядро). Для нуклона с энергией десятки МэВ τя ~ 10-22-10-23 с.     В прямых реакциях можно ожидать заметную асимметрию в угловых распределениях продуктов реакций.     Прямые процессы при не слишком высокой энергии идут преимущественно на поверхности ядра. Поверхностный характер прямых реакций ведет к появлению дифракционной картины в угловых распределениях вылетающих частиц.     Прямые процессы преобладают в тех случаях, когда ядру передается относительно небольшая энергия налетающей частицы. Прямые процессы при не слишком высокой энергии идут преимущественно на поверхности ядра. Поверхностный характер прямых реакций ведет к появлению дифракционной картины в угловых распределениях вылетающих частиц. Углы, при которых появяются максимумы в угловых распределениях вылетающих частиц определяются соотношениями sin(θ/2) = (Δl)/(2pR), (1) , (2) , (3) Импульсная диаграмма  прямой реакции где где Δl — переданный ядру момент, |p| = |i ||f | (i,f -импульсы, налетающей и вылетающей  частиц), Ji и Jf — спины ядер в начальном и конечном состояниях, si и sf — спины налетающей и вылетающей частиц, Pi и Pf — четности ядер в начальном и конечном состояниях.   Подробнее смотрите Механизмы и модели ядерных реакций. Модель составного ядра. Экспериментальная проверка гипотезы независимости Бора. Формула Брейта — Вигнера.

3.2. Связь энергии активации с тепловым эффектом реакции

Пусть протекает обратимая реакция

где и— константы скорости прямой и обратной стадий.

Тогда для прямой реакции

для обратной реакции

Вычитая из первого уравнения второе, получим

(3.9)

но

где К – константа равновесия,

тогда

(3.10)

Вспомнив, что

(3.11)

где ΔH – тепловой эффект реакции, и сравнив (3.10) и (3.11),

получим

(3.12)

Из уравнения (3.12) следует, что разность между энергиями активации прямой и обратной реакции равна её тепловому эффекту.

Величину теплового эффекта реакции можно рассчитать из термодинамических данных. Поэтому, определив экспериментально, например, , мы тем самым по (3.12) можем определить и.

Анализируя (3.12), можно сделать ещё один вывод.

Пусть прямая реакция эндотермична, т.е. ΔH > 0.

Тогда Поэтому

,

а значит, константа скорости эндотермической реакции будет возрастать с температурой быстрее константа скорости экзотермической реакции.

В заключение отметим, что энергия активации определяется природой реагирующих веществ.