09郝佳骏浅谈化学动力学

《09郝佳骏浅谈化学动力学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、浅谈化学动力学在这一学期的物化学习过程中，我们初步接触了化学动力学基础，那么化学动力学到底是什么样的一门学科呢？木文通过查阅资料和自我总结，来浅谈化学动力学。化学动力学也称反应动力学、化学反应动力学，是物理化学的一个分支，是研究化学过程进行的速率和反应机理的物理化学分支学科。它的研究对彖是性质随时间而变化的非平衡的动态体系。它的主要研究领域包括：分子反应动力学、催化动力学、基元反应动力学、宏观动力学、微观动力学等，也可依不同化学分支分类为冇机反应动力学及无机反应动力学。化学动力学往往是化工生产过程中的决定性因素。化学动力学的研究方法冇：%1唯彖动力学研究

2、方法，也称经典化学动力学研究方法，它是从化学动力学的原始实验数据——浓度C与吋间t的关系——出发，经过分析获得某些反应动力学参数——反应速率常数k、活化能Ea、指前因子A。用这些参数可以表征反应体系的速率特征，常用的关系式有：式小r为反应速率；A、B.C、D为各物质的浓度；a、B、y、§称为相对丁•物质A、B、C、D的级数；R为气体常数；T为热力学温度。化学动力学参数是探讨反应机理的有效数据。201R纪前半叶，大量的研究工作都是对这些参数的测定、理论分析以及利用参数来研究反应机理。但是，反应机理的确认主要依赖于检出和分析反应中间物的能力。20世纪后期，自

3、由基链式反应动力学研究的普遍开展，给化学动力学带来两个发展趋向：一是对元反应动力学的广泛研究；二是迫切要求建立检测活性中间物的方法，这个要求和电子学、激光技术的发展促进了快速反应动力学的发展。对暂态活性中间物检测的吋间分辨率已从50年代的毫秒级变为皮秒级。%1分子反应动力学研究方法，从微观的分子水平來看，一个元化学反应是具有一定量子态的反应物分子间的互相碰撞，进行原子重排，产生一定量子态的产物分子以至互相分离的单次反应碰撞行为。用过渡态理论解释，它是在反应休系的超势能面上一个代表体系的质点越过反应势垒的一次行为。原则上，如果能从量子化学理论计算出反应体系

4、的正确的势能面，并应用力学定律计算具有代表性的点在其上的运动轨迹，就能计算反应速率和化学动力学的参数。但是，除了少数很简单的化学反应以外，量子化学的计算至今述不能得到反应体系的可靠的完整的势能而。因此，现行的反应速率理论（如双分子反应碰撞理论、过渡态理论）仍不得不借用经典统计力学的处理方法。这样的处理必须作出某种形式的平衡假设，因而使这些速率理论不适用于非常快的反应。尽管对平衡假设的适用性研究已经很多，但完全用非平衡态理论处理反应速率问题尚不成熟。%1网络动力学研究方法，它对包括几十个甚至上百个元反应步骤的重耍化工反应过程（如桂类热裂解）进行计算机模拟和

5、优化，以便进行反应器最住设计的研究。利用化学动力学原理包括：（-）反应速度、反应速度常数、反应级数1＞反应速度反应速度常用单位时间内、单位体积屮反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示：-dC/dt，式卩C为t吋间反应物的浓度，负号表示反应物的浓度逐渐减少。2、反应速度常数根据质量作用定律，反应速度与反应物浓度Z间有下列关系：-dC/dt二KCn(1)式屮K为反应速度常数，是指各反应物为单位浓度时的反应速度，单位为［时间］-1,其大小与反应温度有关。K值越大，表示反应物的活泼程度越大，药物制剂越不稳定。3、反应级数式(1)中的n为反应级数，是各反应物所有

6、浓度项的总和，表示反应速度随反应物浓度的变化而改变的方式。大多数药物的降解过程可以用零级和假零级反应、一级和假一级反应來处理。(1)零级和假零级反应若反应速度与反应物的浓度无关，这种反应称为零级反应。如光化反应中反应物对光的吸收，其反应速度与反应物的浓度无关。混悬液中药物的降解仅与溶液相中的药物量即药物的溶解度有关，而与混悬的固体药量无关；当药物降解后，固体相中的药物就溶解补充到溶液相中，保持溶液屮的药量不变；而药物的溶解度为常数，故这类降解反应也为零级反应，但与真正的零级反应有所不同，故为假零级反应。根据式(1)可知，零级反应的n二0，则零级反应速度方

7、程式为：-dC/dt二K(2)其积分式为：C二-Kt+C0(3)(2)一级反应和假一级反应若反应速度与反应物浓度的一次方成止比，则称为一级反应。大多数药物以—级反应降解。根据式(4)可知，一级反应的严1,则零级反应速度方程式为：-dC/dt=KC(4)其积分式为：lgC=-(Kt/2.303)+lgC0(5)二种或二种以上反应物参加反应，当一种反应物浓度远超过另一种反应物浓度，或在反应中浓度基木不变时，该反应物的浓度可近似地看成为常数，故从形式上看为一级反应，但实际上有二种反应物参加反应，称为假一级反应。如用缓冲溶液调节pH值时，缓冲溶液中离子浓度(如H

8、+)远高于药物浓度，其降解反应为假一级反应。(二)冇效期、半衰期1、有效期药剂学