30. Зависимость скорости реакции от концентрации.

О тношение величины химического количества жидких и газообразных веществ (X) к объёму системы называется молярной концентрацией иои просто концентрацией этих веществ: c(X)=n(X)/V (моль/дм³). Поэтому для измерения скорости химических реакций обычно используют величины: концентрация вещества в моль/дм³ и время протекания реакции в секундах (с). Тогда скорость гомогенной реакции количественно можно характеризовать изменением концентрации любого участника реакции в единицу времени. Рассмотрим, например, скорость гомогенной химической реакции A+B=C+D. Изменение концентрации реагирующих веществ от времени протекания реакции можно проследить на графике. Пусть молярная концентрация вещества А до реакции была равна с₁(А) моль/дм³, а после её окончания, через промежуток времени (t₁-t₂) (в секундах) она стала равна с₂(А) моль/дм³. Тогда изменение концентрации будет с₂(А)-с₁(А), а изменение времени t₂-t₁. Если скорость химической реакции v, то она будет равна: v= (с₂(А)-с₁(А))/ t₂-t₁=- Δс(А)/Δt (моль/дм³*с). Знак минут перед дробью ставится потому, что несмотря на убывание концентрации вещества А, т.е. на отрицательное значение разности с₂(А)-с₁(А), скорость реакции может быть только положительной величиной. Скорость химической реакции можно измерять по изменению концентрайии не только одного из реагентов, но и продуктов реакии. Концентрация продуктов реакции будет возрастать, поэтому в правой части уравнения необходимо поставить знак +: v= Δс(D)/Δt По изменению концентрации одного вещества можно судить о соответствующих изменениях концентрации всех остальных, так как они связаны одним уравнением. По мере уменьшения концентрации вещества А скорость реакции бедет уменьшатся. Следовательно скорость химической реакции не является постоянной величиной, и её можно определить только для определённого промежутка времени (Δt).

31. Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа.

Скорость химической реакции значительно зависит от температуры. Не всякое столкновение частиц реагирующих веществ приводит к их взаимодействию. В химическое взаимодействие вступают только активные молекулы (частицы), т.е. обладающие энергией, достаточной для осуществления данной реакции. При повышении температуры число активных молекул возрастает в геометрической прогрессии, так как нагревание сообщает частицам необходимую энергию активации. Чем болье энергия активации частиц для конкретной реакции, тем значительнее влияние температуры на скорость реакции. Голландский химик Я. Вант-Гофф сформулировал эмпирическое правило: с ростом температуры на каждые 10 градусов скорость химической реакции увеличивается в 2-4 раза. γ — температурный коэффициент реакции — число, показывающее, во сколько раз возрастает скорость реакции при увеличении температуры на 10⁰. γ=v(t+10⁰)/v_(t)=k(t+10⁰)/k_(t)=2-4

32. Энергия активации химической реакций. Уравнение Аррениуса.

Д ля того, чтобы произошло химическое взаимодействие, реагирующие частицы должны столкнуться друг с другом. Однако не каждое столкновение приводит к их химическому взаимодействию, следовательно, частицы должны быть достаточно активными, т.е. обладать таким запасом энергии, который приводит к ослаблению химических связей, а затем и к их разрыву. Взаимодействующие частицы должны перейти в состояние, когда они будут обладать повышенной энергией, т. е. они должны преодолеть определённый энергитический барьер, называемый энергией активации. Э. а. - эта та минимальная энергия, которую необходимо сообщить молекулам (частицам), чтобы они стали активными и их столкновение привело к химической реакции. Энергитические изменения в системе реагирующих веществ можно представить схемой. Пусть уравнение реакции двух газообразных веществ A2 и B2: А₂+В₂=2АВ. Схема характеризует ход реакции: (исходные вещества)-(переходное состояние)-(продукты реакции). По оси ординат отложена энергия системы. Е_акт — это энергия активации, т.е. тот энергетический барьер, который должны преодалеть вещества А₂ В₂, чтобы превратиться в вещество АВ. В переходном состоянии на вершине кривоц фактически уже нет веществ А₂ и В₂, но ещё и не образовались частицы вещества АВ. Такое состояние существует очень короткое время. После этого начинается образование химических связей в веществе АВ, которое сопровождается выделением энергии. Если энергия активации мала, то скорость рекции будет высокой, но если она велика, то реакция будет протекать медленно. Реакции между ионами протекает быстро, почти мгновенно. Величина энергии активации при взаимодействии ионов очень мала, так как ионы обладают зарядами и поэтому являются активными частицами.

Уравнение Аррениуса: k=A*e^(-Ea/RT), здесь А — множитель, опредкляющий зависимость константы скорости от природы реагирующих веществ. R – универсальная газовая постоянная 8,31 дж/моль*К, Ea — энергия активации.