Скорость химической реакции

Скорость реакции измеряют по изменению концентраций участвующих в ней веществ за определенный промежуток времени. Скоростью химической реакции называют изменение количества реагирующего вещества за единицу времени в единице реакционного пространства:

,

где n₁ – число молей участника реакции в момент времени t₁, n₂ – число молей того же вещества в момент времени t₂, а t₁, t₂ – начальный и конечный момент времени реакции.

Отношение количества вещества к единице объема – это не что иное, как молярная концентрация вещества С(В). Различают среднюю скорость реакции () и истинную скорость (υ), т.е. скорость в данный момент времени.

Средняя скорость реакции равна отношению изменения концентрации реагирующего вещества Δc(В) к промежутку времени, в течение которого оно произошло:

= = , [моль/л∙с], (1)

где c₁(В), c₂(В) – молярная концентрация вещества в момент времени t₁ и t₂, соответственно.

Скорость гомогенной реакции равна изменению концентрации какого-либо из участников реакции (реагента или продукта) в единицу времени.

Изменение концентрации реагентов продуктов реакции во времени изображают графически (рис. 1 и 2). В начальный момент времени (t=0) концентрация реагентов наибольшая, а концентрация продуктов обычно равна нулю. В процессе реакции концентрация реагентов уменьшается, а концентрация продуктов растет. Рассмотрим на рис. 1 и 2 для реакции H_2(г) + I_2(г) = 2HI_(г)

Рис. 1. Изменение концентрации реагента C(I2) в зависимости от времени t реакции.	Рис.2. Изменение концентрации продукта реакции C(НI) в зависимости от времени t реакции.

Для гомогенной реакции A + B ® D (все стехиометрические коэффициенты равны единице):

=

Для гомогенной реакции 2A ® 3D (нужно учесть стехиометрические коэффициенты 2 и 3):

=

В процессе реакции при постоянных внешних условиях скорость меняется из-за расходования реагентов. И для определения кинетических закономерностей используют не среднюю, а мгновенную скорость реакции.

Скорость реакции мгновенная или истинная (υ) равна изменению концентрации вещества за бесконечно малый промежуток времени:

υ = ± , [моль/л∙с, моль/л∙мин], (2)

Поскольку скорость реакции должна быть величиной положительной, то в формулах (1) и (2) при увеличении концентрации вещества в ходе реакции (продукты реакции) ставят пред дробью знак «+», а при уменьшении концентрации вещества (исходные вещества) - знак «–», так как скорость реакции должна быть величиной положительной.

Дата добавления: 2014-01-03