Лекция 1
Скорость химической реакции. Закон действия масс. Константа скорости. Простые и сложные реакции. Молекулярность и порядок. Способы экспериментального определения порядка. Прямая и обратная кинетические задачи. Кинетика необратимой реакции первого порядка. Время полупревращения, среднее время жизни. (Дополнение: Твердофазные (топохимические) реакции.)
Лекция 2
Кинетика необратимой реакции нулевого порядка и порядка n. Кинетика реакций второго порядка. Автокатализ.
Лекция 3
Сложные реакции. Параллельные реакции первого и второго порядка. Принцип независимости протекания. Обратимая реакция первого порядка. Принцип детального равновесия. Скорость и сродство химической реакции. Константы скорости и константы равновесия.
Лекция 4
Последовательные реакции первого порядка. Метод Боденштейна. (Дополнения: 1. Решение дифференциального уравнения. 2. Метод Боденштейна: практический пример. 3. Метод квазистационарности. Лекция из курса Thermodynamics and Kinetics, MIT)
Лекция 5
Квазистационарность и квазиравновесие. Схемы Михаэлиса – Ментен и Ленгмюра – Хиншельвуда. Обратные координаты в уравнении М-М. Конкурентное ингибирование. (Дополнение: Решение обратной кинетической задачи для схемы Михаэлиса-Ментен)
Лекция 6
Цепные реакции. Основные стадии. Неразветвленные цепные реакции (H2+Br2=2HBr). Уравнение Боденштейна-Линда.
Лекция 7
Разветвленные цепные реакции (H2+1/2 O2= H2O). Принцип Семенова. Пределы воспламенения. Химические реакции в потоке. Реакторы идеального смешения и идеального вытеснения. Колебательные реакции (начало обсуждения). (Лекция по открытым системам. Реакторы РИВ и РИС 2024 год). (Дополнение: Цепные реакции. Лекция из курса Thermodynamics and Kinetics, MIT)
Лекция 8
Колебательные реакции (продолжение). Схема Лотки-Вольтерра. Устойчивые и неустойчивые стационарные состояния. Точка бифуркации. Схема Франка.
Лекция 9
Зависимость константы скорости от температуры. Уравнение Аррениуса. Теория активных столкновений: основное уравнение. (Дополнение: Распределение молекул по скоростям в ходе химической реакции)
Лекция 10
Строгий вывод основного уравнения ТАС. Стерический фактор. Основные положения теории активированного комплекса. Поверхность потенциальной энергии.
Лекция 11
Вывод основного уравнения ТАК (два варианта). Трансмиссионный коэффициент. Физический смысл энергии активации ТАК. (Дополнение: ТАК. Лекция из курса Physical Chemistry II, MIT)
Лекция 12
Сравнение результатов ТАС и ТАК. Оценка стерического множителя ТАС с помощью ТАК. Температурная зависимость предэкспоненциального множителя. Кинетический изотопный эффект. Вариационный вариант ТАК.
Лекция 13
Термодинамический взгляд на уравнение ТАК. Энтропия активации. Сравнение результатов ТАС и ТАК (продолжение). Мономолекулярные реакции в ТАС. Схема Линдемана, ее достоинства и недостатки. (Дополнение: Связь между энергией активации ТАК и энергией активации. Пересчет по Кирхгоффу.)
Лекция 14
Поправка Хиншельвуда. Мономолекулярные реакции в ТАК. Тримолекулярные реакции в ТАС и ТАК. (Дополнение: Все наши Якобианы. Как их посчитать?)
Лекция 15
ТАС в растворах. Вывод уравнения Смолуховского. ТАК в растворах. Уравнение Брэнстеда-Бьеррума. Сравнение констант скорости в растворах и в газовой фазе.
Лекция 16
Фотохимические реакции. Принцип Франка-Кондона. Судьба возбужденной частицы. Эксимер и эксиплекс. Закон Бугера-Ламберта-Бэра. Схема Штерна-Фолмера. Первичный и вторичный квантовые выходы.
Лекция 17
Фотохимические реакции в растворах, клеточный эффект. Реакция Боденштейна-Линда (фотохимическая и темновая). Катализ – основные положения. Гомогенный катализ. Общий и специфический кислотный и основной катализ. Кинетические схемы специфического катализа. Функция Гамметы.
Лекция 18
Гомогенный катализ (продолжение). Сверхкислоты. Общий катализ. Соотношения Бренстеда. Гетерогенный катализ. Возможные лимитирующие стадии. Внешняя диффузия. Реакции на поверхности. Эффективные константы скорости. Схема Ленгмюра –Хиншельвуда. Размерность константы скорости. Сравнение со схемой Михаэлиса-Ментен.
Лекция 19
Внутренняя кинетика и внутренняя диффузия. Задача Тиле и ее решение для цилиндрической поры. Фактор Тиле. Энергии активации для различных лимитирующих стадий.
Лекция 20
Теории катализа. Теория Баландина. Геометрическое соответствие. Энергетическое соответствие. Теория Кобозева. Активные ансамбли.
