Скорость химической реакции пропорциональна произведению концентрации реагирующих веществ взятых в степенях равных стехиометрическим коэффициентам

Факторы, влияющие на скорость реакции

Скорость химической реакции зависит от:

• природы реагирующих веществ
• условий протекания реакции
• концентрации
• температуры
• присутствия катализатора
• давления (для газов)
• от величины поверхности вещества - измельчения (для твердых веществ)
• и т.д.

Влияние концентрации реагирующих веществ

Чтобы осуществилось химическое взаимодействие между веществом А и В, их молекулы (частицы) должны столкнуться. Чем больше столкновений, тем быстрее протекает реакция. Число столкновений тем больше, чем выше концентрация реагирующих веществ ⇒ ОСНОВНОЙ ЗАКОН ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ (закон действующих масс)

Скорость химической реакции пропорциональна произведению концентрации реагирующих веществ взятых в степенях равных стехиометрическим коэффициентам

Для реакции: аА + вВ = сС + дД

где c_A и c_B - концентрации веществ А и В, моль/л, k- коэффициент пропорциональности – константа скорости реакции.

Физический смысл константы скорости химической реакции: она численно равна скорости реакции, когда концентрация каждого из реагирующих веществ составляет 1 моль/л или когда их произведение равно единице.

Константа зависит от природы реагирующих веществ и от температуры, на не зависит от концентрации.

Влияние температуры

Зависимость скорости реакции от температуры определяется правилом Вант-Гоффа:

при повышении температуры на каждые 10 ⁰С скорость большинства реакций увеличивается на 2-4 раза

где V_t2 и V_t1 - скорости реакции при начальной t₁ и t₂ температурах.

ã - температурный коэффициент скорости реакции, который показывает во сколько раз увеличится скорость реакции с повышением температуры реагирующих веществ на 10 ⁰С

Увеличение скорости реакции объясняется тем, что исходные молекулы получают дополнительную энергию для разрыва исходной химической связи

Скорость реакции зависит от величины поверхности вещества:

твердые вещества быстрее реагируют в измельченном состоянии, а в растворах реакция идет еще быстрее

Влияние катализатора на скорость химической реакции

Вещества влияющие на скорость химической реакции, но к концу реакции остающиеся химически неизмененными, называются катализаторами

Реакции, протекающие в присутствии катализаторов, называются каталитическими.

Реакция происходит на поверхности катализатора.

Поверхность катализатора неоднородна; в ней имеются группы молекул, образующие так называемые активные центры.

Их число возрастает с увеличением пористости или раздробленности катализатора.

Процесс изменения скорости реакции под действием катализатора называется катализом.

Гомогенней катализ называется в том случае, когда катализатор и

реагирующие вещества находятся в одном и том же агрегатном состоянии - жидком или газообразном.

Примером такого катализа является окисление оксида серы (IV) кислородом в серный ангидрид в присутствии оксида азота (11). Кислород, оксид серы (IV) и оксид азота (11) являются газами.

Гетерогенным катализ называется в том случае, когда реагирующие вещества находятся в одном, а катализатор - в другом агрегатном состоянии.

Чаще катализатор бывает твердым, а реагирующие вещества - жидкими или газообразными.

В качестве примера можно привести окисление оксида серы (IV) кислородом в присутствии оксида ванадия (V) V 205.

Ингибиторы – катализаторы, замедляющие скорость реакции – отрицательный катализ

Пример – коррозия металла

Положительный катализ – ускорение реакции.

1. Обратимые и необратимые реакции

Химические реакции можно разделить на 2 группы:

· обратимые

· необратимые

Необратимые реакции – идут только в одном направлении и завершаются полным превращением исходных веществ в конечные продукты

t

2KClO₃ 2KCl + 3O₂

Обратимые реакции – одновременно протекают в двух взаимно противоположных направлениях.

3H₂ + N₂ ⇔ 2NH₃

прямая реакция обратная реакция

1. Химическое равновесие

Обратимые реакции не доходят до конца и заканчиваются установлением химического равновесия

Например, в реакции синтеза аммиака равновесие наступает тогда, когда в единицу времени образуется столько же молекул аммиака, сколько их распадается на азот и водород.