Швидкість хімічної реакції та її залежність від різних факторів

На смакові якості продуктів харчування на якість багатьох непродовольчих товарів впливають температура зберігання, відносна вологість середовища тощо. Щоб керувати процесами, які відбуваються при зберіганні сировини або товарів, потрібно знати оптимальні умови їх зберігання, вміти прискорити або сповільнити процеси (читай реакції), які відбуваються. А що ж таке швидкість реакції? На це питання дає відповідь велики розділ фізхімії – хімічна кінетика.

Для зясування базових положень потрібно повторити з курсу “Хімія ”, ч.І загальні поняття хімічної кінетики, пригадати що таке швидкість хімічної реакції.

Визначити фактори впливають на швидкість хімічної реакції:

- вплив природи реагуючих речовин

- вплив концентрації реагуючих речовин на швидкість реакції

- вплив температури на швидкість хімічної реакції

Для успішного розуміння теми потрібно пригадати основний закон хімічної кінетики: залежність швидкості від концентрації – закон діючих мас (Швидкість хімічної реакції прямопропорційна добутку концентрацій реагуючих речовин, взятих у ступені, яка дорівнює стехіометричному коефіцієнтові, що стоїть перед формулою даної речовини в рівнянні реакції).

Залежність швидкості хімічної реакції від температури, яку сформулював Вант – Гофф (При підвищенні температури на кожні 10⁰ С швидкість хімічної реакції збільшується у 2-4 рази).

Більш чітку залежність швидкості реакції від температури експериментально встановив Ареніус (1889 р.). Рівняння Ареніуса має вигляд:

;

К – константа швидкості реакції;

А та В – постійні, характерні для даної реакції;

Т – абсолютна температура.

Нам вже відомо, що хімічна взаємодія відбувається в наслідок зіткнення частинок. Але не кожне зіткнення частинок веде до хімічної взаємодії. Це основна теза цієї теми, і для її розуміння потрібно досконально опрацювати теорію активних зіткнень. З’ясувати питання про енергію активації молекул, її значення у швидкості протікання реакції.

Швидкість хімічної реакції залежить від концентрації активних молекул. Число активних молекул завжди менше, ніж загальне число молекул. Цю залежність показав С. Ареніус у рівнянні:

, де

N_акт – кількість активних молекул;

N₀ – загальна кількість молекул;

e – основа натурального логарифму;

Е_а – енергія активації;

T- абсолютна температура;

R- універсальна газова стала.

Зверніть увагу на те, що є шляхи активації молекули:

~ збільшення кінетичної енергії молекул (підвищення температури);

~ підвищення внутрішньомолекулярної енергії (внаслідок поглинання квантів світла);

~ утворення вільних радикалів (термічна дисоціація, радіаційний процес);

~ утворення вільних іонів (дисоціація).

Важливим етапом у розумінні кінетики хімічних реакцій є їх кінетична класифікація за молекулярністю і порядком. Студент повинен вміти визначати молекулярність реакції, яка може бути: одномолекулярною, двохмолекулярною, трьохмолекулярною.

За порядком реакції бувають:

~ першого порядку;

~ другого порядку;

~ третього порядку.

Часто поняття молекулярність і порядок співпадають, але буває, що порядок реакції не співпадає з її молекулярністю. Це пояснюється: 1) більшість реакцій є сукупністю паралельних та послідовних реакцій; 2) у деяких реакціях один з реагентів знаходиться внадлишку.

Дата добавления: 2014-01-07