Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Середню швидкість реакції визначають як зміна концентрацій (# 916; С) одного з учасників реакції в часі (# 8710; # 964;):
= ± # 8710; З / # 8710; # 964 ;; г / л # 8729; з або моль / л # 8729; с.
Швидкість хімічної реакції залежить від концентрації речовин, температури і наявності каталізатора. Хімічні реакції можуть бути гомогенними і гетерогенними. В гомогенних реакціях і вихідні, і отримані речовини знаходяться в одній і тій же фазі; при цьому вихідні речовини взаємодіють по всьому об'єму. Фазою називається однорідна частина системи, обмежена від інших частин системи поверхнею розділу. У гетерогенних реакціях і вихідні речовини, і продукти реакції перебувають в різних фазах, а взаємодія реагентовпроісходіт по поверхні розділу фаз.
3.2. Залежність швидкості реакції від концентрації реагуючих
речовин. Закон діючих мас
Гомогенні елементарні хімічні реакції підкоряються закону діючих мас. При постійній температурі і об'ємі швидкість реакції пропор-нальних концентрацій реагуючих речовин у ступенях, рівних їх стехиометрическим коефіцієнтами. Для елементарної, гомогенної реакції
a A + b B ® e E + d D.
Швидкістьвиражається кінетичним рівнянням = k З а А # 8729; З b B. Тут СА і СB - молярні концентрації реагуючих речовин (моль / л); a і b - стехіометричні коефіцієнти; k - константа швидкості.
Величина константи швидкості k залежить від природи реагуючих речовин, температури і не залежить від концентрації реагуючих речовин. Константа швидкості чисельно дорівнює швидкості реакції при концентрацііреагірующіх ве-вин, рівних одиниці.
У кінетичному рівнянні газових реакцій замість концентрацій можна використовувати парціальні тиску (тиск, яке створюють молекулиданного компонента газової суміші).
Приклад 1. Як зміниться швидкість реакції 2NO (г) + С12 (г) = 2NOCl (г). якщо при постійній температурі:
а) підвищити концентрацію NO в 2 рази;
б) підвищити тиск в системі в 2 рази?
1. Вплив концентрації на швидкість реакції. Кінетичне рівняння дляданной реакції має вигляд: = k ·. При підвищенні концентрації NО в 2 рази вона стане 2CNO і кінетичне рівняння набирає вигляду
Отже, швидкість хімічної реакції зросла в 4 рази.
2. Вплив тиску на швидкість реакції. Вихідні речовини газоподібні, тому, використовуючи їх парціальні тиску, одержуємо наступне кінетичне рівняння: = k. При підвищенні тиску в системі в 2 рази парціальний тиск кожного компонента зростає в 2 рази і стає рівним 2 рNO і 2. Следова-кові, 2 = k · = 8 k ·.
Хімічні реакції за механізмом протікання умовно ділять на прості ісложние. Прості реакції, що протікають в одну стадію, називають елементарний-ними. Реакції, що протікають в декілька стадій, називають складними. Крім того, реакції підрозділяють за ознакою молекулярної і порядку реакції. Загальний порядок реакції визначають як суму показників степенів при концентраціях в кінетичному рівнянні. Число молекул, що беруть участь в хімічній реакції, визначає молекулярної реакції.
Який стадією лімітується процес? Напишіть кінетичне рівняння швидкості реакції. Визначте молекулярної, загальний порядок реакції і порядок реакції по речовині F2.
Рішення. Найбільш повільної стадією є реакція 2. Саме вона визначає загальну швидкість всього процесу. Тому кінетичне рівняння можна записати у вигляді = k2 ·. Відповідно до цього рівняння сума показників ступенів при концентрації-ціях реагуючих речовин дорівнює двом. Отже, складна трехмолекулярная реакція 2NO2 (г) + F2 (г) = 2NO2 F (г) є реакцією другого порядку. Порядок реакції по речовині F2 (г) дорівнює 1, так як показник ступеня при концентрації цієї речовини () в кінетичному уравненііравен 1.
Приклад 3. Напишіть кінетичне рівняння для гетерогенної реакції го-ренію сірки: S (к) + O2 (г) = SО2 (г).
Рішення. Вже згадана реакція гетерогенна і протікає на поверхні розділу фаз. Тому швидкість реакцііпрі постійній температурі буде залежати не тільки від концентрації кисню, але і від поверхні розділу фаз. Концентрація твердої фази (сірка) до повного її зникнення залишається постійною. В процесі взаємодії змінюється тільки кількість її. Тому, швидкість реакції розраховується на одиницю поверхні твердої фази і в кінетичне рівняння реакції входить тільки концентрація кисню