Скорость реакции

Скорость химической реакции – это изменение концентрации (C) реагирующих веществ за единицу времени(t)

Vср = ±с/t.

Знак «+» ставится, если скорость контролируется по образующемуся продукту, а знак «–» — по расходу исходного вещества.

По результатам измерений концентраций во времени строят так называемые кинетические кривые.

Например, в ходе реакции А ® В концентрация исходного вещества А уменьшается, а продукта реакции В – увеличивается и кинетическая кривая имеет вид(рисунок 1).

Рисунок 1 Кинетические кривые расходования исходного вещества А и образования продукта реакции В

В зависимости от количества фаз все системы и протекающие в них реакции делятся на гомогенные и гетерогенные.

Гомогенные реакции протекают в одной фазе. Например, реакция взаимодействия между хлором и водородом, приводящая к образованию хлороводорода, является гомогенной так как все вещества находятся в газообразном состоянии

Cl_2(г) + H_2(г) = 2HCl_(г).

Гетерогенные реакции протекают на поверхности раздела фаз. Примером гетерогенной реакции может служить реакция горения, протекающая на границе уголь-кислород (система, состоящая из двух фаз)

С_(к) + О_2(г) = СО_2(г).

2 Факторы, влияющие на скорость химических реакций

Основные факторы, влияющие на скорость реакции:

1) Природа реагирующих веществ,

2) Концентрация реагирующих веществ,

3) Температура,

4) Наличие посторонних веществ.

2.1 Природа реагирующих веществ

С увеличением концентрации скорость реакции возрастает, так как чаще происходят столкновения молекул реагирующих веществ. Количественно эта зависимость определяется законом действующих масс.

Закон действующих масс (1867г.) — скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции.

Для гомогенной реакции mА + пВ = С

уравнение скорости реакции имеет вид

Входящая в уравнение константа скорости К — это скорость реакции при концентрациях реагирующих веществ равных единице.

Для гетерогенных реакций концентрация твердой фазы в выражение скорости реакции не входит.

Пример

Напишем выражение закона действующих масс для следующих реакций:

1) N₂(г) + 3H₂(г) = 2NH₃(г);

2) 2C(к) + O₂(г) = 2CO(г).

Решение

1) Данная система являться гомогенной, поэтому в формулу закона действующих масс будут входить концентрации всех компонентов:

u=[N₂]·[H₂]3;

2) Данная система являться гетерогенной, поэтому в формулу закона действующих масс будут входить концентрации только газообразных веществ

u=[О₂].

2.2 Влияние температуры на скорость химической реакции. Правило Вант-Гоффа. Уравнение Аррениуса

Дата добавления: 2013-12-12