Кинетика процессов

Кинетика – это наука, изучающая скорости и механизмы процессов, а также влияния на них различных факторов. Под скоростью химической реакции понимают изменение концентрации одного из реагирующих веществ в единицу времени.

1.

Знак минус берется для концентрации исходных веществ, а знак плюс для продуктов реакции.

Гомогенной называется система, состоящая из одной фазы (газовые смеси, растворы).

Гетерогенной называется система, состоящая из нескольких фаз (вода + лед).

Фаза – это часть системы, отделенная от других поверхностью раздела, при переходе через которую свойства меняются скачкообразно.

2.

Система гетерогенная, три компонента, две фазы.

3.

Система гидрогенная, три компонента, три фазы

Самыми главными, и общими для большинства химических реакций, факторами, влияющими на их скорость, являются:

1. Природа реагирующих веществ.

2. Концентрация реагентов.

3. Температура реакции.

4. Катализатор.

Природа реагирующих веществ

На скорость реакции большое влияние оказывает строение молекул и прочность связи, удерживающих атомы в молекуле. Чтобы взаимодействие между молекулами было эффективным, необходимо разорвать или ослабить существующие между атомами связи. И минимальный запас энергии, которым должны обладать молекулы, чтобы вступить во взаимодействие называется энергией активации.

Концентрация реагентов

С увеличением концентрации реагентов растет число столкновений молекул, и скорость реакции возрастает. Количественно эта зависимость эта зависимость выражает закон действующих масс (ЗДМ), в 1867 году сформулированная ГУЛЬДБЕРГОМ и ВААГЕ. Скорость химической реакции прямопропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, равных числу Молей вещества, участвующего в реакции.

4.

Константа скорости реакции численно равна скорости реакции при условии равенства произведения концентрации единицы.

Она зависит только от природы реагирующих веществ, температуры и наличия катализатора, и не зависит от концентрации реагентов.

5.

Скорости зависят только от концентрации веществ, находящихся в растворах.

Температура реакции

Экспериментально, ВАНТ-ГОФФ установил, что при увеличении температуры на каждые 10 градусов скорость реакции увеличивается в 2-4 раза.

6.

Он показывает, во сколько раз изменится скорость процесса при изменении температуры на 10 градусов.

7.

Более строго зависимость скорости реакции от температуры выражает уравнение ВРРЕНИУСА (1869 г.).

8.

Катализаторы

Катализатор – это вещество, изменяющее скорость химической реакции за счет участия в промежуточном взаимодействии, но при этом восстанавливающее свой состав после каждого цикла взаимодействия.

Ускоряющее действие в гомогенном катализе объясняется тем, что на первой стадии катализатор образует с одним из реагентов промежуточное активное вещество с повышенным запасом энергии. Затем это вещество вступает в реакцию с другим исходным реагентом, и катализатор при этом высвобождается.