Математика | ||||
Эмануэль Н. М., Кнорре Д. Г. Э54 Курс химической кинетики. Изд. 2-е. Учеб. пособие для хим.-технологич. вузов. М., «Высш. школа», 1969. 432 с. с илл. 20000 экз. 1 р. В книге излагаются теоретические основы кинетики гомогенных химических реакций. Во второе издание включено значительное количество нового материала, например, раздел о кинетике реакций в открытых системах, представляющий собой научную основу непрерывных технологических процессов. Введено детальное описание метода ЭПР и его применения для исследования свободных радикалов, метода изучения кинетического изотопного эффекта по изменению изотопного состава исходных веществ или продуктов реакции и др. Книга может быть использована не только студентами, но и научными работниками, занимающимися вопросами химической кинетики. | ||||
ПРЕДИСЛОВИЕ Химическая кинетика — учение о химическом процессе, его механизме и закономерностях протекания во времени. Начало систематических исследований скоростей химических превращений положено работами Н. А. Меншуткина в конце 70-х годов XRC в. В 80-х годах Я. Вант-Гофф и С. Аррениус сформулировали основные законы, управляющие протеканием простых химических реакций, и дали трактовку этих законов, исходя из молекулярно-кинетической теории. Дальнейшее развитие этих работ привело к созданию в 30-х годах XX в. Г. Эйрингом и М. Поляни на базе квантовой механики и статистической физики теории абсолютных скоростей реакций, открывающей перспективы расчета скоростей простых (элементарных) реакций исходя из свойств реагирующих частиц. Параллельно с этим с начала XX в. развивались работы по изучению кинетики сложных реакций. Среди первых работ в этой области были исследования А. Н. Баха и Н. А. Шилова по реакциям окисления. Большую роль в разработке общих методов изучения сложных химических реакций сыграли работы М. Боденштейна. Предложенный им метод стационарных концентраций лежит в основе математического анализа большого числа классов сложных химических реакций, в том числе цепных неразветвленных процессов. Выдающимся достижением теории сложных химических процессов явилась созданная в 30-х годах XX в. акад. Н. Н. Семеновым общая теория цепных реакций. Широкие исследования механизма сложных кинетических процессов, особенно цепных реакций, были выполнены С. Н. Хиншель-вудом. В природе и технике протекает огромное количество разнообразных химических процессов — начиная от простейших реакций веществ в лабораторных условиях и кончая сложнейшими процессами, протекающими в живых организмах. Вместе с тем число известных в настоящее время парт- Стр. Предисловие............................ 3 Глава I. Основные типы частиц, участвующих в химическом процессе ........................... 7 § 1. Атом ........................... 7 § 2. Молекулы......................... 10 Природа химической связи в молекулах............ 10 Гемолитические и гетеролитические процессы ......... 13 § 3. Свободные радикалы.................... 15 Химическая активность свободных радикалов.......... 15 Образование свободных радикалов............... 18 Принцип неуничтожимости свободной валентности....... 22 Методы исследования свободных радикалов.......... 22 § 4. Ионы.....................,..... 29 § 5. Комплексы ........................ 33 Глава II. Основные понятия химической кинетики.......... 36 Механизм химической реакции................. 36 Исходные, конечные и промежуточные вещества........ 37 Гомогенные и гетерогенные реакции.............. 37 Скорость химической реакции ................. 38 Кинетические кривые..................... 42 Скорости образования и расходования промежуточных веществ . 43 Порядок реакции и константа скорости............ 46 Зависимость константы скорости от температуры. Энергия активации ............................ 48 Методы определения энергии активации по кинетическим кривым 51 Глава III. Элементарные химические реакции ............ 54 § 1. Элементарный акт химического превращения. Переходное состояние и энергия активации ................... 56 Поверхность потенциальной энергии .............. 56 Переходное состояние ..................... 60 Истинная энергия активации ................. 62 § 2. Теория абсолютных скоростей реакций........... 65 § 3. Бимолекулярные реакции.................. 74 Теория соударений ... ................... 74 Сечение соударения ..................... 76 Число активных соударений.................. 78 Стерический фактор. Скорость бимолекулярной реакции по теории соударений ...._-.................. 80 429 ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. Вычисление предэкспоненциальных множителей и стерических факторов методом активированного комплекса ........ 83 § 4. Мономолекулярные реакции ................ 91 § 5. Тримолекулярные реакции................. 94 § 6. Кинетика взаимодействия частиц с твердыми поверхностями . 98 § 7. Взаимогействие молекул, непосредственно приводящее к устойчивым продуктам реакции................ Ю1 § 8. Гемолитические реакции .................. 104 Распад молекул по связям и рекомбинация свободных радикалов 105 Образование свободных радикалов при реакциях между двумя молекулами ........................ 106 Реакции свободных атомов с молекулами, приводящие к передаче атомов от молекул к свободному радикалу ....... 108 Присоединение свободных радикалов по кратным связям и распад свободных радикалов........... .111 § 9. Гетеролитические реакции ................. 113 Гетеролитическая диссоциация и рекомбинация . . . •..... 114 Гетеролитические реакции замещения ............. 115 § 10. Элементарные фотохимические реакции........... 119 § 11. Роль среды в элементарном акте.............. 123 Влияние среды на скорость гемолитических реакций...... 125 Влияние ионной силы раствора на скорость реакций между ионами. Солевой эффект ................... 126 Влияние растворителя на скорость гетеролитических реакций . . 129 Клеточный эффект...................... 131 § 12. Кинетический изотопный эффект.............. 132 Глава IV. Кинетические уравнения химического процесса ...... 140 § 1. Кинетическое уравнение химического процесса, протекающего в одну элементарную стадию................ 140 § 2. Кинетические уравнения химического процесса, состоящего из нескольких элементарных стадий.............. 142 § 3. Кинетическое и стехиометрическое уравнения реакций .... 149 Глава V. Кинетика реакций простых типов............. 152 § 1. Односторонние реакции первого порядка.......... 153 § 2. Обратимые реакции первого порядка............ 162 § 3. Односторонние реакции второго порядка.......... 166 § 4. Обратимые реакции второго порядка............ 171 § 5. Реакции третьего порядка ................. 177 § 6. Методы определения порядка реакций............ 181 Глава VI. Кинетика сложных реакций............... 190 § 1. Последовательные реакции................. 190 § 2. Параллельные реакции................... 200 § 3. Последовательно-параллельные реакции........... 211 § 4. Последовательные и параллел ьные стадии в сложных химических реакциях ....................... 219 § 5. Метод стационарных концентраций............. *~j* § 6. Лимитирующая стадия сложного химического процесса .... 229 Глава VII. Индукция и катализ химиче ских реакций 233 § 1. Сопряженные реакции § 2. Фотохимические реакции § 3. Каталитические реакции Стр. Кислотный катализ...................... 245 Соотношение Бренстеда для кислотного и основного катализа . 252 Катализ ферментами ..................... 256 § 4. Автокаталитические реакции ................ 261 Глава VIII. Цепные реакции.................... 267 § 1. Цепной механизм химических превращений и его элементарные стадии......................... 267 Цепной механизм химических превращений .......... 267 Зарождение цепей ...................... 269 Продолжение цепей...................... 270 Обрыв цепей......................... 273 Разветвление цепей ...................... 274 Длина цепи.......................... 277 Скорость цепной реакции................... 278 § 2. Кинетика неразветвленных цепных реакций......... 281 § 3. Обрыв цепей........................ 291 Обрыв цепей на стенках реакционного сосуда......... 291 Квадратичный обрыв цепей^................. 298 Обрыв цепей на молекулах ингибитора ............ 312 § 4. Разветвленные цепные реакции............... 316 Кинетика разветвленных цепных реакций. Метод квазистационарных концентраций ....................... 316 Предельные явления в разветвленных цепных реакциях .... 319 § 5. Кинетика реакций с вырожденным разветвлением цепей ... 330 Кинетика начальной стадии реакции.............. 336 Предельные явления в вырожденно-разветвленных цепных ре- акциях...................... _ 342 Некоторые кинетические особенности сложных цепных реакций с вырожденным разветвлением цепей............ 347 Глава IX. Кинетика реакций образования и деструкции полимеров . . 351 § 1. Кинетика поликонденсации................. 355 § 2. Свободно-радикальная (цепная) полимеризация ........ 359 § 3. Полимеризация с размыканием цикла............ 367 § 4. Кинетика деструкции полимеров............... 372 Глава X. Кинетика реакций в открытых системах ......... 377 Дифференциальные кинетические уравнения реакций в открытых системах........................ 377 Установление стационарного режима в открытых системах ... 381 Выход продуктов реакции в открытых системах........ 387 Глава XI, Некоторые вопросы кинетики неизотермических реакций 390 5 1. Основные уравнения кинетики неизотермических реакций . . . 390 § 2. Применение метода калориметрирования для изучения кинетики химических реакций.................... 394 § 3. Тепловое воспламенение .................. 400 § 4. Кинетика неизотермических реакций простых типов при заданном законе изменения температуры ............. 406 Приложение. Статистические суммы................. 413 Рекомендуемая литература............. _ . 423 Предметный указатель....................... 425 Цена: 150руб. |
||||