Частота столкновений

редактировать

Частота столкновений описывает частоту столкновений между двумя атомные или молекулярные частицы в заданном объеме в единицу времени. В идеальном газе, если предположить, что частицы ведут себя как твердые сферы, частота столкновений между A и B равна:

Z = n A n B σ AB 8 k BT π μ AB, {\ displaystyle Z = n _ {\ text {A}} n _ {\ text {B}} \ sigma _ {AB} {\ sqrt {\ frac {8k _ {\ text {B}} T} {\ pi \ mu _ {AB} }}},}

{\ displaystyle Z = n _ {\ text {A }} n _ {\ text {B}} \ sigma _ {AB} {\ sqrt {\ frac {8k _ {\ text {B}} T} {\ pi \ mu _ {AB}}}},}

единица СИ для Z - число столкновений $м - 3 с - 1 = 1000 NA моль л - 1 с - 1 {\ displaystyle m ^ {- 3} s ^ {- 1} = 1000N_ {A} \ mol \ L ^ {- 1} \ s ^ {- 1}}$ ${\ displaystyle m ^ {- 3} s ^ {- 1} = 1000N_ {A} \ mol \ L ^ {- 1} \ s ^ {- 1}}$ , где $NA {\ displaystyle N_ {A}}$ $N_ {A}$ равно Константа Авогадро.

где:

$n A {\ displaystyle n_ {A}}$ $n_ {A}$ - числовая плотность A в газе (единица измерения $м - 3 {\ displaystyle m ^ {- 3}}$ ${\ displaystyle m ^ {- 3}}$ ),
$n B {\ displaystyle n_ {B}}$ $n_ {B }$ - числовая плотность B в газе (единица $m - 3 {\ displaystyle m ^ {- 3}}$ ${\ displaystyle m ^ {- 3}}$ ),
$σ AB {\ displaystyle \ sigma _ {AB}}$ ${\ displaystyle \ sigma _ {AB}}$ - это столкновение сечение (единица измерения $m 2 {\ displaystyle m ^ {2}}$ $m ^ {2}$ ), площадь, в которой две молекулы сталкиваются друг с другом, упрощенная до $σ AB = π (r A + r B) 2 {\ displaystyle \ сигма _ {AB} = \ p i (r_ {A} + r_ {B}) ^ {2}}$ ${\ displaystyle \ sigma _ {AB} = \ pi (r_ {A} + r_ {B}) ^ {2}}$ , где $r A {\ displaystyle r_ {A}}$ ${\ displaystyle r_ {A}}$ радиус A и $r B {\ displaystyle r_ {B}}$ ${\ displaystyle r_ {B}}$ радиус B.
$k B {\ displaystyle k_ {B}}$ $k_ {B}$ - постоянная Больцмана (единица измерения $м 2 кг - 2 K - 1) {\ displaystyle m ^ {2} \ kg \ s ^ {- 2} \ K ^ {- 1})}$ ${\ displaystyle m ^ {2} \ kg \ s ^ {- 2} \ K ^ {- 1})}$ ,
$T {\ displaystyle T }$ $T$ - температура (единица измерения $K {\ displaystyle K}$ $K$ ),
$μ AB {\ displaystyle \ mu _ {AB}}$ $\ mu _ {AB}$ - приведенная масса реагентов A и B, $μ AB = m A m B m A + m B {\ displaystyle \ mu _ {AB} = {\ frac {{m_ {A}} {m_ {B}} } {{m_ {A}} + {m_ {B}}}}}$ ${\ displaystyle \ mu _ {AB} = {\ frac {{m_ {A}} {m_ {B}}} {{m_ {A}} + {m_ {B}) }}}}$ (единица измерения $кг {\ displaystyle кг}$ $кг$ )

Столкновение в разбавленном растворе

Столкновение в разбавленный газ или жидкий раствор регулируется диффузией, а не прямыми столкновениями, которые можно рассчитать по законам диффузии Фика.

Ссылки

^chem.libretexts.org: Collision Frequency