БГУИР

Кафедра химии

Отчет

по лабораторной работе N 1

"Скорость химических реакций и химическое равновесие."

Выполнил:

студент ФКСИС группы 551002

Проверил:

Ясюкевич Л.В.

Минск 1995

Теоретическая часть.

Скорость химических реакций.

Скоростью химической реакции называют изменение концентрации одного из реагирующих веществ за единицу времени.

Учитывая, что реакции протекают в гомогенных и гетерогенных системах, которые отличаются по своим свойствам, мы будем рассматривать эти системы отдельно.

Скорость химических реакций в гомогенных системах.

Скоростью химической реакции в гомогенной системе V_гом называют изменение количества вещества за единицу времени в единице реакционного пространства.

В гомогенных системах под реакционным пространством понимают объем сосуда, в котором происходит реакция, так как реакция протекает во всем обьеме. (В гетерогенной - на поверхности раздела фаз).

Скорость гомогенной реакции зависит от концентрации исходных веществ или от изменения концентрации продуктов реакции в единицу времени. Средняя скорость реакции за время t2-t1= t:

V_ср=+(c2-c1)/(t2-t1)=+с/t ,

где c1 - концентрация реагирующего вещества в момент времени t1,

с2 - концентрация вещества в момент t2.

V =+dc/dt

Скорость химических реакций в гетерогенных системах

Скорость гетерогенной реакции зависит от количества исходного вещества или от количества продуктов реакции в единицу времени на единице поверхности раздела фаз.

V=n/St,

где n=n2-n1, n2 и n1 - количество реагирующего вещества соответственно в моменты времени t2 и t1, S - площадь поверхности раздела фаз.

С течением времени концентрация исходных веществ уменьшается (C<0), а продуктов реакции возрастает (C>0).

Зависимость между концентрациями и скоростью реакции выражается законом масс:

При постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, равных стехеометрическим коэффициентам в уравнении реакции.

Так, для уравнения реакции aA+bBсС + dD V=kCA^aCB^b

Для гетерогенной реакции по закону действия масс следует, что концентрации веществ, находящихся в твердой фазе обычно постоянны и включаются в константу скорости (k).

Зависимость скорости реакции от температуры определяется по приближенному правилу Вант-Гофа, согласно которому при повышении температуры на каждые 10⁰С скорость реакций увеличивается в 2-4 раза.

V_t2=V_t1+_^t/10

либо

V=_^t/10,

^где  ^{- температурный коофициент.}

Скорость химической реакции также зависит и от присутствия катализаторов (веществ, ускоряющих реакцию, но при этом не расходующихся).

Химическое равновесие.

Существуют реакции, которые протекают как в прямом так и в обратном направлении. Они называются обратимыми. Такие реакции никогда не проходят до конца, а доходят только до определенного состояния системы, называемого химическим равновесием. В этом состоянии скорость прямой реакции равна скорости обратной. При этом концентрация реагирующих веществ остается неизменной.

Состояние химического равновесия существует только при строго определенных концентрации, давлении и температуре. При изменении одного из этих условий равновесие смещяется.

Для определения смещения равновесия служит принцип Ле-Шателье, который гласит:

Если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается внешнее воздействие, то равновесие сместиться в сторону той реакции, которая ослабляет это воздействие.

Например, если увеличить концентрацию исходных веществ. то равновесие сместиться в сторону продуктов реакции. При повышении давления (для газов и паров) равновесие смещается в сторону той реакции, которая сопровождается уменшением обьема системы (в сторону образования меньшего числа молекул). Если реакция идет без изменения обьема, то изменение давления не вызывает смещения химического равновесия. При повышении температуры равновесие смещается в сторону протекания эндотермического процесса (H>0), а понижение температуры вызовет смещение равновесия в сторону экзотермической реакции (Н<0). Здесь Н - тепловой эффект (количество теплоты, которое поглощается либо выделяется в ходе химической реакции.)

Экспериментальная часть.

Цель работы: изучить влияние различных факторов на скорость

гомогенных и гетерогенных реакций и химическое равновесие.

Опыт 1.