Кафедра химической кинетики
Образовательная программа кафедры химической кинетики

Спецкурс "Практическая химическая кинетика"

Доц. И.А.Леенсон

Основная цель курса - дать студентам основы "кинетического мышления", привить им практические навыки в обработке экспериментальных данных для простых и сложных реакций . Особое внимание обращается на решение разнообразных кинетических задач, которые встречаются на практике. В данном курсе рассматриваются практические аспекты исследования кинетики в гомогенных замкнутых системах с ненарушенным максвелл-больцмановским распределением. Курс включает рассмотрение следующих вопросов.
Основные понятия химической кинетики: скорость, константа скорости, молекулярность и порядок реакции. Стехиометрические и кинетические уравнения, кинетические кривые; механизм реакции, элементарные, простые и сложные реакции; понятие о прямой и обратной задаче в химической кинетике.
Промежуточные частицы в химических реакциях: атомы, молекулы, ионы, свободные радикалы и ион-радикалы, ионные пары, молекулярные комплексы.
Феноменологическое описание необратимых реакций 1-го 2-го и 3-го порядка. Время полупревращения и среднее время жизни. Определение порядка реакции и константы скорости по кинетическим кривым, в том числе при дефиците экспериментальной информации. Обработка кинетических кривых, полученных путем измерения физического свойства системы, не связанного непосредственно с концентрацией данного реагента. Концентрационный ("истинный") и временной порядок. Возможность дробного, отрицательного и изменяющегося во времени порядка реакции.
Феноменологическое описание более сложных кинетических схем (последовательные, параллельные, обратимые реакции). Лимитирующая стадия сложного процесса. Стационарное, квазистационарное и равновесное приближения.
Кинетика и термодинамика и их связь. Константы равновесия и скорости. Термохимические и активационные параметры. Корреляционные уравнения для оценки активационных параметров. Уравнение Аррениуса и причины отклонения от него. Понятие о неизотермических процессах. Тепловой взрыв и методы его предотвращения.
Экспериментальные методы изучения кинетики медленных, быстрых и сверхбыстрых реакций. Струевые, импульсные и релаксационные методы. Развитие экспериментальных методов изучения скорости реакций и связанные с ними успехи в развитии химической кинетики.
Что дает кинетику информация о промежуточных и "минорных" конечных продуктах; методы получения такой информации. Применение в химической кинетике различных спектральных, радиоспектроскопических, масс-спектрометрических и других методов.
Ошибки в определении порядков реакций, констант скорости, энергии активации.
Основные представления о цепных реакциях и истории их открытия. Особенности неразветвленных реакций; механизмы стадий инициирования, продолжения и обрыва цепей. Энергетика отдельных стадий цепной реакции; ее связь с направлением и самой возможностью цепного процесса.
Разветвленные цепные реакции; материальное и энергетическое разветвление, вырожденное разветвление и соответствующие им механизмы реакций.

Литература.
Н.М.Эмануэль, Д.Г.Кнорре. Курс химической кинетики. Изд. 4-е, М., 1984.
Е.Т.Денисов. Кинетика гомогенных химических реакций. Изд.2-е, М., 1988.