Химическая кинетика.

1. Понятие скорости гомогенной реакции.

Общее понятие: Скорость химической реакции – изменение количества вещества в единицу времени.

В зависимости от химической реакции меняется характер реакционного пространства.

Гомогенной реакцией называется реакция, протекающая в однородной среде (в одной фазе).

Реакционным пространством гомогенных реакций является объем, заполненный реагентами. Так как отношение количества вещества к единице объема называется концентрацией «С», то скорость гомогенной реакции равна изменению концентрации исходных веществ или продуктов реакции во времени.

С (в)= n (в)/ V - молярная концентрация в-ва.

U⁰ = = скорость реакции.

Знак (+) относится к изменению концентрации продуктов реакции, знак (-) - к изменению концентрации реагентов.

2. Зависимость скорости реакции от концентрации реагентов. Закон действующих масс, константа скорости реакции. Кинетическое уравнение гетерогенной реакции (пример).

Зависимость скорости реакции от концентрации реагентов выражается законом действующих масс: скорость реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, возведенных в степень их стехиометрических коэффициентов.

mA+nB=A_mB_n

V_пр = k_прC(A)m*C(B)ⁿ V_обр= k_обрС(A_mB_n)

Где k – константа скорости реакции. Численно k равна скорости данной реакции при концентрации веществ, равных 1 моль/л. k= constдля данной реакции. k = 10-8 – 10-1 – медленные реакции; k=101 – 1011 – быстрые реакции.

Уравнение, связывающее скорость химической реакции с концентрацией вещества называется кинетическим уравнением.

Сумма показателей степени (n+m) называется порядком реакции (n).

Порядок реакции зависит от ее сложности. Если реакция простая, т.е. протекает в одну стадию, то порядок реак­ции равен сумме стехиометрических коэффициентов .

Закон действующих масс для прямой гомогенной реакции,

протекающей слева направо в однородной среде (смесь газов, раствор) ( ), имеет вид:

, – реагенты – вещества, вступающие в реакцию;

, – продукты – вещества, образующиеся в результате реакции;

, , , – стехиометрические коэффициенты, показывающие, какое количество соответствующего вещества участвует в реакции.

Для гетерогенной реакции, протекающей на границе раздела фаз (твердой и жидкой, твердой и газообразной) концентрации веществ, находящихся в конденсированном состоянии, постоянны и включаются в константу скорости реакции. Тогда для прямой реакции

,

если вещество твердое, закон действующих масс запишется:

Для обратимых химических реакций, которые могут протекать как в прямом, так и в обратном направлениях, скорости реакции запишутся:

Вид реакции	скорость реакции
	прямой ( )	обратной ( )
Гомогенная
Гетерогенная: вещества и твердые или жидкие

– константы скоростей прямой и обратной реакций, соответственно. Физический смысл константы скорости: при концентрации всех реагирующих веществ, равных 1 моль/л, константа скорости равна скорости реакции.

Константа скорости реакции зависит от природы реагирующих веществ, температуры и присутствия катализатора. Для каждой реакции при постоянной температуре константа скорости величина постоянная.

Используя закон действующих масс, можно определить, как будет изменяться скорость реакции при изменении параметров системы: , , .