Скорость хим. Реакций. Средняя и истинная скорость реакций. Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ. Молекулярность и порядок реакции
Скорость реакции - это величина, показывающая как изменяется концентрация одного из веществ в единицу времени.
Чтобы ускорить достижение состояния равновесия, требуется увеличить скорость реакции. Основными способами увеличения скорости реакции является повышение температуры, изменение концентрации, введение катализатора.
1.Влияние температуры. С повышением температуры увеличивается кинетическая энергия частиц и число активных частиц возрастает, следовательно,химические реакции при высоких температурах протекают быстрее, чем при низких температурах.
Возрастание химические реакции при высоких температурах протекают быстрее, чем при низких температурах скорости реакции при нагревании в первом приближении подчиняется следующему правилу: при повышении температуры на 10 0С скорость химической реакции возрастает в два - четыре раза.
2.Влияние катализатора. Катализаторы - это вещества, которые повышают скорость химической реакции. Они вступают во взаимодействие с реагентами с образованием промежуточного химического соединения и освобождается в конце реакции.
3.Влияние концентрации реагирующих веществ. При повышении концентрации хотя бы одного из реагирующих веществ скорость химической реакции возрастает в соответствии с кинетическим уравнением.
Поскольку скорость реакции все время изменяется, то в химической кинетике рассматривают только истинную скорость реакции v, т.е. скорость в данный момент времени.
Молекулярность реакции – это минимальное число молекул, участвующих в элементарном химическом процессе. По молекулярности элементарные химические реакции делятся на молекулярные (А →) и бимолекулярные (А + В →); тримолекулярные реакции встречаются чрезвычайно редко.
Если реакция протекает последовательно через несколько гомогенных или гетерогенных элементарных стадий, то суммарная скорость всего процесса определяется самой медленной его частью, а молекулярность заменяется порядком реакции – формальным показателем при концентрации реагирующих веществ. Поэтому весь процесс в целом лучше характеризует порядок реакции.
Правило Вант-Гоффа. Уравнение Аррениуса. Энергия активации
Зависимость скорости реакции от температуры определяется правилом Вант - Гоффа :
При повышении температуры на каждые 10 градусов скорость хим реакции увеличивается в 2-4 раза
Правило Вант - Гоффа является приближенным и применимо лишь для ориентировочной оценки влияния температуры на скорость реакции.
Уравнение Аррениуса – уравнение, выражающее зависимость константы скорости реакции от энергии активации
k = A * e Eакт/ RT
А – предэкспоненциальный множитель
е – основание натурального логарифма (2,718…)
R – универсальная газовая постоянная (8,314 Дж*моль-1*К-1)
Т – температура, К
Еакт – энергия активации, т.е. минимальная избыточная энергия, которой должны обладать молекулы, чтобы реакция стала возможной.