Тема 4 Химическое равновесие и кинетика химических реакций

Скоростью химической реакции называют изменение количества вещества (n) в единицу времени (t) в единице реакционного пространства.

Скорость гомогенной химической реакции – это изменение концентрации одного из веществ в единицу времени. Средняя скорость реакции V _ср в интервале времени от t₁ до t₂ определяется соотношением:

Основные факторы, влияющие на скорость гомогенной химической реакции:

- природа реагирующих веществ;

- концентрация и давление (если в реакции участвуют газы);

- температура;

- катализатор.

Химические реакции по стадийности делятся на элементарные и сложные. Большинство химических реакций являются сложными процессами, протекающими в несколько стадий, т.е. состоящими из нескольких элементарных процессов.

Для элементарных реакций справедлив закон действующих масс: скорость элементарной химической реакции при данной температуре прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ в степени их стехиометрических коэффициентов.

Для реакции типа

mA + nB = pC

математическое выражение закона имеет следующий вид:

V = k∙[A]^m∙[B]ⁿ,

где V – скорость реакции, [A] и [B] – молярные концентрации веществ Аи В, k – константа скорости реакции, m и n – коэффициенты в уравнении реакции. Физический смысл константы скорости заключается в том, что она численно равна скорости химической реакции при концентрациях реагирующих веществ, равных 1моль/л. Константа скорости гомогенной химической реакции зависит от природы реагирующих веществ, температуры и катализатора, но не зависит от концентрации реагирующих веществ.

Скорость химических реакций в гетерогенных системах. Для гетерогенных реакций в уравнение закона действующих масс входят концентрации не всех реагентов, а только газообразных или растворённых. Например, для восстановления оксида железа(II) водородом

FeO + H₂ → Fe + H₂O

cкорость реакции пропорциональна только концентрации водорода, т.е.

V=k∙[H₂].

В гетерогенных системах реакция происходит на поверхности раздела фаз, поэтому, чем больше поверхность соприкосновения, тем больше скорость реакции. Поэтому твёрдые вещества значительно быстрее реагируют в измельчённом состоянии.

Дата добавления: 2014-11-16